方钢管混凝土柱在轴心受压作用下承载性状研究.docVIP

方钢管混凝土柱在轴心受压作用下承载性状研究 　　摘要：本文以ABAQUS为平台，通过非线性有限元分析，在轴心受压作用下，从含刚率和混凝土强度2个参考因素来分析方钢管混凝土柱的承载能力。结果表明：随着含刚率的增加，方钢管混凝土柱承载力也随着不断的增加，构件更好的体现出了良好的延性性能；随着混凝土强度的增加，方钢管混凝土承载力也不断增加，体现出了较好的耗能能力。 　　关键词：ABAQUS轴心受压承载力 　　Abstract: This paper based on ABAQUS platform, through the nonlinear finite element analysis, under the influence of axial compression, from just ratio and concrete strength 2 reference factors to analyze the bearing capacity of concrete-filled steel tube column. Results show that with the increase of just content, the bearing capacity of square steel tube concrete column also along with the unceasing increase, artifacts that better reflects the good ductility performance; Strength of concrete increase promotes the increase of bearing capacity of concrete filled square steel tubes. 　　Key words: ABAQUSAxial compressionBearing capacity 　　 　　中图分类号：TU312文章标识码：A 文章编号： 　　引言 　　与圆形截面钢管混凝土结构相比，方形截面钢管混凝土结构构件之间的交贯线在一个平面内，节点形式简单。 　　造价更低，和钢柱子相比,至少可以节约一半的钢材。 　　施工操作简便，可节省工期，钢管混凝土柱，组成构件少，焊缝短。 　　体现更好的抗震性能，方钢管混凝土柱在轴心受压作用下体现出比较好的延性和吸能性。关于其抗震性能投入了很多的研究,发现在轴心受压作用下,其延性系数比较大，也有很强的耗能能力,比钢筋混凝土构件的延性要好。与钢筋混凝土构件相比较,可以大大缩小构件空间,减小结构自重,大大提升了结构的抗震性能。 　　在弹性工作阶段时钢材泊松比大致为，平均值为，在塑性阶段时泊松比。随着纵向压应力的影响混凝土的泊松比也跟着变化，刚开始时低应力是，随着压应力的逐渐变大，由增至，又增至大于，到达应力达极限状态时，由于纵向开裂，甚至大于。不难看出，方钢管混凝土柱在受到轴心压力N的作用下，开始时，待钢管纵向压力（比例极限）时。因此，继续增大N，钢管应力超过应力极限后，说明此时核心混凝土向外扩张的变形应大于钢管的直径扩张变形，也就是说钢管抑制了混凝土的变形，阻止了核心混凝土地向外扩张。由此就产生了钢管与核心混凝土之间的相互作用力p，这种力就被称为紧箍力，这就使钢管和核心混凝土都处于三向应力状态[1,4]。 　　1 有限元分析模型的试件汇总 　　通过指定六组试件，从两个因素来考虑分析影响构件的承载力。分别从含刚率和混凝土强度2个因素来考虑构件的承载能力，见下表 　　表1方钢管混凝土柱轴心作用下的构件表 　　 　　 　　 表1 　　从表一中可以看出，本次模型所选用的计算参数：钢管混凝土截面的有效宽度（B）、钢管的厚度（t)、构件的长度（L）、钢材的强度（）、混凝土的轴心抗压强度（)、含刚率α 　　 (1-1) 　　钢管混凝土柱单肢柱的轴向受压承载力应根据蔡绍怀[5]著《现代钢管混凝土结构》提出的钢管混凝土单肢柱的承载力计算公式 　　当时，(1-2) 　　当时， (1-3) 　　 (1-4) 　　上述式中：———钢管混凝土轴心受压构件承载力设计值 　　———钢管混凝土的套箍指标 　　———与混凝土强度等级有关的系数 　　———与混凝土强度等级有关的套箍指标界限值 　　2 非线性有限元计算模型 　　2.1 材料的本构模型 　　 在混凝土结构的有限元计算分析中，混凝土材料的本构关系模型针对钢筋混凝土结构系模型有3种:(1)混凝土弥散裂缝模型;(2)混凝土脆性开裂模型;(3)混凝土损伤塑性模型。本文采用的是混凝土损伤塑性模型[6]，它是非关联多硬化塑性和各向同性损伤弹性