新型开孔十字芯钢管混凝土防屈曲耗能支撑性能分析研究.pdfVIP

第４５卷第３期地震工程与工程振动Ｖｏｌ.４５Ｎｏ.３

２０２５年６月ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＹＮＡＭＩＣＳＪｕｎ.２０２５

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文章编号:１０００１３０１(２０２５)０３０１６８１２ＤＯＩ:１０.１３１９７/ｊ.ｅｅｅｄ.２０２５.０３１５

新型开孔十字芯钢管混凝土防屈曲耗能

支撑性能分析研究

庄紫绚ꎬ周云ꎬ曹邕生ꎬ林一煌

(广州大学土木与交通工程学院ꎬ广东广州５１０００６)

摘要:针对传统十字芯钢管混凝土防屈曲耗能支撑(ｃｒｏｓｓ￣ｃｏｒｅｃｏｎｃｒｅｔｅ￣ｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｂｕｃｋｌｉｎｇ￣

ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｂｒａｃｅꎬＣＳＢＲＢ)破坏位置随机、钢材切割量大以及焊接长度过大的问题ꎮ该文提出一种新

型开孔十字芯钢管混凝土防屈曲耗能支撑(ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄｃｒｏｓｓ￣ｃｏｒｅｃｏｎｃｒｅｔｅ￣ｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｂｕｃｋｌｉｎｇ￣

ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｂｒａｃｅꎬＰＣＳＢＲＢ)ꎮ介绍了ＰＣＳＢＲＢ的构造方式及特点、给出基本力学参数的计算公式ꎮ设

计６组不同开孔参数的ＰＣＳＢＲＢ及１组ＣＳＢＲＢ模型ꎬ采用ＡＢＡＱＵＳ软件对其进行拟静力有限元分

析ꎬ研究ＰＣＳＢＲＢ的构造合理性、开孔率和开孔个数对ＰＣＳＢＲＢ力学性能、耗能性能、应力分布、高阶

变形特征、开孔段面内失稳现象以及等效累积塑性应变的影响规律ꎮ研究结果表明:ＰＣＳＢＲＢ构造合

理ꎬ承载能力、耗能性能与ＣＳＢＲＢ相近ꎬＰＣＳＢＲＢ屈服区域均位于开孔段ꎬ具有定点屈服、多点同时耗

能的优势ꎻ设计合理的ＰＣＳＢＲＢ滞回曲线稳定、饱满ꎬ对称性好ꎻ开孔率过小的ＰＳＣＢＲＢꎬ应力集中在

限位孔处ꎬ无法达到“定点屈服”的目的ꎬ开孔率过大的ＰＣＳＢＲＢꎬ开孔段易发生面内失稳ꎬ导致

ＰＣＳＢＲＢ的承载力下降ꎬＰＣＳＢＲＢ的开孔率宜取３３％~５０％ꎻ当开孔段总长为１５００ｍｍ时ꎬ开孔数量设

置为４~８性能相近ꎻ相比ＣＳＢＲＢꎬＰＣＳＢＲＢ材料利用率更高ꎬ焊接成本显著减少ꎮ

关键词:防屈曲耗能支撑ꎻ开孔ꎻ十字芯ꎻ钢管混凝土ꎻ开孔率ꎻ开孔个数

中图分类号:ＴＵ３５２.１文献标志码:Ａ

Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｐｅｒｆｏｒａｔｅｄｃｒｏｓｓ￣ｃｏｒｅ

ｃｏｎｃｒｅｔｅ￣ｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｂｕｃｋｌｉｎｇ￣ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｂｒａｃｅ

ＺＨＵＡＮＧＺｉｘｕａｎꎬＺＨＯＵＹｕｎꎬＣＡＯＹｏｎｇｓｈｅｎｇꎬＬＩＮＹｉｈｕａｎｇ

(ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎꎬＧｕａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＧｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６ꎬＣｈｉｎａ)

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒａｎｄｏｍｆａｉｌｕｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎꎬｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｓｔｅｅｌｃｕｔｔｉｎｇａｎｄｅｘｃｅｓｓｉｖｅｗｅｌｄｉｎｇ

ｌｅｎｇｔｈｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｒｏｓｓ￣ｃｏｒｅｃｏｎｃｒｅｔｅ￣ｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｂｕｃｋｌｉｎｇ￣ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｂｒａｃｅ(ＣＳＢＲＢ)ꎬａｎｅｗｔｙｐｅｏｆ

ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄｃｒｏｓｓ￣ｃｏｒｅｃｏｎｃｒｅｔｅ￣ｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｂ