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2024年第4期（总第414期）混凝土混凝土制品

Number4in2024(TotalNo.414)ConcreteCONCRETEPRODUCTS

doi:10.3969/j.issn.1002-3550.2024.04.022

中空夹层钢管混凝土构件轴压性能有限元分析

张晓燕a.b，致晓b，白鹏坤b，刘世明a.b

(华北水利水电大学a.河南省生态建材工程国际联合实验室；b.土木与交通学院，河南郑州450045)

摘要：为探明中空夹层钢管混凝土（CFDST)构件轴压性能的影响因素，在已有钢管混凝土柱轴压试验基础上，构建数值分

析模型，开展长径比、空心率、内钢管壁厚、夹层混凝土抗压强度等参数对中空夹层钢管混凝土构件轴压性能的影响规律的研

究。研究结果表明：研究参数范围内，轴压极限承载力随内钢管壁厚、夹层混凝土强度的增大，空心率、长径比的减小而增大。

内钢管壁厚增大1mm，轴压极限承载力提高2.9%~3.7%，承载力增长系数增大约0.7%；混凝土强度从C40增加到C90，圆截

面试件轴压承载力增大了68%；方截面试件轴压承载力增大了53%；空心率每增大0.1，轴压极限承载力降低3.4%~8.7%，承

载力增长系数减小约5%；圆截面试件长径比从2.2增大到7.2，承载力下降了3%。方截面试件长径比从2.2增大到5.7，承载

力下降10%。长径比对构件的极限承载力影响，明显低于空心率、内钢管壁厚和内填混凝土强度对构件极限承载力的影响程

度。随着试件长径比的增加，试件承载力峰值有所下降，但其承载力达到峰值时的位移量不断增大，表明构件延性有所提高。

随内填混凝土强度的提高，试件的承载力峰值和达到峰值时的位移都有所提高，说明增大内填混凝土强度在提高钢管混凝土

承载力的同时还能改善试件的延性性能。

关键词：中空夹层钢管混凝土；有限元；承载力；轴压性能；空心率；延性

中图分类号：TU528.7文献标志码：A文章编号：1002-3550(2024)04-0115-07

Finiteelementanalysisofaxialcompressionperformanceofconcrete-filleddoubleskinsteeltube

ZHANGXiaoyan-,GAOZhiyaob,BAIPengkun,LIUShiminga.b

(a.InternationaJointResearchLabforEco-buildingMaterialsandEngineeringofHenan;

b.SchoolofCivilEngineeringandCommunication,

NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower,Zhengzhou450045,China)

Abstract:Inordertobuildanumericalanalysismodelforahollowconcrete-filleddoublesteeltube(CFDST)componentwithproven

axialcompressionperformance,theaxialcompressiontestforaconcrete-filledsteeltubecolumn,therateofthehollowsteeltubewall

thickness,andsandwichconcretecompressiv