复合钢管混凝土轴压柱承载机理分析-论文.pdf

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1、第33卷第4期河南理工大学学报(自然科学版)V01．33NO．42014年8月JOURNALOFHENANPOLYTECHNICUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Aug．2014复合钢管混凝土轴压柱承载机理分析王钦亭，罗许林，张春磊，常旭(河南理工大学土木工程学院，河南焦作454000)摘要：基于混凝土的塑性损伤模型对外方内圆型复合钢管混凝土柱轴压试件的承载机理进行研究．对比了复合钢管混凝土柱和单钢管混凝土柱在加栽过程中横截面上混凝土的纵向应力分布规律，揭示了该组合构件的承载机理：复合钢管混凝土柱中核心混凝土受到内外层钢管的双重约束作用

2、，因此，核心混凝土的轴向应力比单钢管混凝土柱的纵向应力大，极限承裁力也随之增大；但夹层混凝土的纵向应力与单管混凝土纵向应力两者相差不大；在此基础上分析钢管壁厚及混凝土强度等级等参数对复合柱力学性能的影响．关键词：复合钢管混凝土柱；轴压；轴向应力；承载机理中图分类号：TU312’．1文献标识码：A文章编号：1673-9787(2014)04-0516-05StudyonbehaviorofconcretefilleddoublesteeltubularcolumnsunderaxialcompressionWANGQin-ting，LUOXu—lin，ZH

3、ANGChun—Lei，CHANGXu(SchoolofCivilEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，Henan，China)Abstract：Basedonaplastic—damagemodelforconcrete，thenumericalsimulationoftheconcretefilledsquare-rounddoublesteeltubularcolumnsunderaxialcompressioniscarriedoutbyfiniteelementsoftware

4、ABAQUS．Theaxialstressdistributionoftheconcretesectionforadoublesteeltubularcolumnandasingleoneduringtheloadingprocessisanalyzedforcomparingpurpose．Andthemechanicalperformanceforthisnewlyproposedcompositecolumnisexplored．Theaxialstressofthecolumnsconfinedbytheouterandinnersteeltub

5、esislargerthanthatofthesingleoneandthusleadstoahigherultimatebearingcapacity．Theresultsalsoindicatethattheaxialstressinthesandwichconcreteforthedoublesteeltubularcolumnisclosetothatintheconcreteofasinglesteeltubularcolumn．Anextensivelyparametricstudy，includingtubethicknessandconc

6、retestrengthlevel，isalsocarriedout．Keywords：concretefilleddoublesteeltubularcolumn；axialcompression；axialstress；mechanicalperform—anPe承载状态下，钢管和混凝土之间产生相互作用，使0引言得该结构具有一系列优越的力学性能，适应现代近年来，钢管混凝土结构越来越广泛的应用工程结构向大跨度、高耸和重载发展的要求，同时于桥梁、工业厂房、多层及高层建筑中．在实际也符合现代施工技术工业化要求．目前的研究工收稿日期：2013—12-16基金

7、项目：国家自然科学基金资助项目(41172317)；河南省青年骨干教师研究项目(2012GGJS~58)．作者简介：王钦亭(1973一)，男，蒙古族，河南镇平人，副教授，主要从事计算力学，岩石力学等方面的研究与教学T作E—mail：wangqt@hpu．edu．c／l第4期王钦亭，等：复合钢管混凝土轴压柱承载机理分析517作大都集中于单一钢管混凝土结构，对复合钢管性弹性损伤结合各项同性压缩和拉伸塑性理论来混凝土构件的分析相对较少．相比圆形界面的表现混凝土的非线性行为．对于受压状态下的混钢管，方钢管对混凝土的约束性能较差，因此，在凝土，其本构关系由式(2)

8、～式(6)决定，其它计方钢管混凝土中加入圆钢管既能发挥圆钢管约束算参数及含义详见