形钢管混凝土芯柱单向偏压承载力有限元分析.pdfVIP

第九届全国现代结构工程学术研讨会 T形钢管混凝土芯柱单向偏压承载力 有限元分析 崔来奇徐亚丰 (沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁沈阳110168) 提要：为研究T形钢管混凝土芯柱单向偏压下的极限承载力和受力性能，利用大型通用有限元软件ANSYS对不同偏心距下 的T形钢管混凝土芯柱进行了单向偏压模拟，得到了极限承载力、荷载一位移曲线、荷载一挠度曲线，并对其破坏 状态和破坏机理做了分析。又提取了钢管、核心混凝土、钢管外混凝土的应力云图，应力最大位置与理论分析吻合， 说明利ANSYS模拟T形钢管混凝土芯柱单向偏压下的极限承载力的可行性。为全面认识T形钢管混凝土芯柱的力学 性能打下了基础。 关键词t T形钢管混凝土芯柱，单向偏压，有限元分析，承载力，荷载一应变曲线 一、引言 随着经济的快速发展，全国各大城市不断出现高层、超高层建筑，由于轴压比的不断提高，普通钢筋 混凝土异形柱越来越不能满足要求，使其使用范围受到了很大限制。异形钢管混凝土芯柱就是在钢筋混凝 土异形柱中加入钢管混凝土形成的一种新型的组合柱。异形钢管混凝土芯柱与钢筋混凝土异形柱相比承载 力有了很大的提高，与钢管混凝土柱相比由于外部钢筋混凝土的包围，更有利于梁柱的节点处理，其耐火、 耐腐蚀能力也有了很大的改善。异形钢管混凝土芯柱有T形、十字形、L形三种，T形柱用做边柱，十字形 柱用做中柱，L形柱用做角柱。 本文研究的是T形钢管混凝土芯柱。由于T形柱用做边柱，从受力状态来看处于单向偏压时较多。因 此，研究T形钢管混凝土芯柱单向偏压承载力显得很有意义。本文利用大型通用有限元软件ANSYS，对T 形钢管混凝土芯柱单向偏压进行模拟，得到极限承载力、荷载一位移曲线、荷载一挠度曲线，并对其受力 状态和破坏机理做全程分析。为全面认识T形钢管混凝土芯柱的受力性能打下了基础。 二、有限元模型介绍 本文利用有限元软件ANSYS建立了T形钢管混凝土芯柱的模型，并对其在单向偏压荷载作用下的受力 情况进行模拟。模型的高度为900mm，截面尺寸为300ramX 其中纵向钢筋10根，直径10ram，水平箍筋直径8mm，间距100mm。 通过改变荷载作用点偏心距的大小，研究T形钢管混凝土芯柱单向偏压时的极限承载力和钢管、钢管 40ram四种情况，模型的截面形式如图(1)所示。 1248 工业建筑2009增刊 第九届全国现代结构工程学术研讨会 ● ’O 裁面陀 ：J o ‘昌 加数 丝 y - ● ● ．75l 1： ；0 ● 75 ’ 1 1 300 图1模型的截面形式 为了便于叙述，将不同偏心距下的柱定义了相应的编号。模型的