目前 ，对矩形 钢 管混 凝 土 构 件 轴压 、压 弯 、纯 弯等 荷 载作 用下 的力 学性能 和设 计方 法 的研 究较 多 ¨。 ，对 其 在横 向受 剪情 况下 的设 计 方 法 很 少 见 报 道 ，对钢 管 混凝土 剪切性 能 的研究 主要 集 中在 圆形 截 面和方 形截 面构件 方 面 ，如 文 献 [4]进 行 了 圆形 钢 管 混 凝 土构 件 的剪切 试验研 究 ，文献 [5]进 行 了 18个 圆钢 管 混凝 士 试 件 和 11个方 钢混 凝 士试件 的剪 切试 验研 究 。 本 文基 于 ABAQUS软件 分 别建 立 了圆 形 、方形 及 矩 形钢 管混凝 土构 件横 向受 剪时 的三维 有 限元数 值分 析模 型 ，并基 于此理 论模 型 ，进 行 了 108个 矩形 钢 管混 凝 土构 件纯剪 受力 时 的参 数 分 析 ，得 到 了各 主要 参 数 对 其荷 载一 变形 曲线 的影 响规律 。 1 有 限 元模 型 的建 立 1．1 材 料模型 建 立矩形 钢管 混凝 土构 件在横 向剪 切 时有 限元模 型时 ，合 理 的 材料 模 型 是 数 值 模 拟 成 功 与 否 的 关 键 。 本 文在 建立其 ABAQUS有 限元 模 型 时 ，钢 管 采 用 弹塑 性材 料模 型 ，其 中低 碳 软钢 的应 力一 应 变关 系采 用 二 次 塑流模 型 ，高强钢 材则 采用 线性 强化模 型 ，具体表 达 式见 文献 [1]。核心 混凝 土采用 ABAQUS中 的混凝 土 塑性 损伤 模型 ，混 凝 土 单轴 受 压 等 效应 力 一应 变 关 系 采 用文献 [1]中 表达 式 ，混 凝 土 受拉 时 的 软 化 性 能 采 用 ABAQUS中 提 供 的 应 力一 断 裂 能 表 达 式 。构 件 两端 的加载板是 为避 免加 载过 程 中产 生应 力集 中而设 的 ，加 载板定 义为 不 可变 形 的弹性 材 料 ，在有 限元模 型 收 稿 日期 ：2009-07—30；修 回 日期 ：2009—12-12 基金项 目：甘肃省 高等学校研究生导师科研项 目计划 (0703B-05) 兰 州理 工 大 学 博 士 基 金 (SB04200801)。 作者简介：史艳莉 (1977一 )，女 ，河北涿州人，讲 师，硕士。 中其弹性模量可定义为 10 MPa，泊松比为0．0001。 1．2 单元模 型 、接 触模 型及 网格 划分 混凝 土 、钢 管 、加 载板三 者均 采用 8节点 缩减积 分 格式 的 C3D8三维 实体 单元 。钢 管 和核 心}昆凝 土之 间 的接 触考虑 法 向接触 ，采用 大刚度 接触 单元来 模 拟 ，切 向接 触采 用 库 伦 摩 擦 来 模 拟 。钢 管 及 混 凝 土 与 加 载板 均采用 绑定 约束 ，保 证 加 载板 和混 凝 土 在 接触 面 上位 移一致 。网格划 分采用 网格 试验 的方 法来确定 合 理 的网格密 度 。典 型 的矩形 钢管 混凝 土构件 横 向受 力 分 析 的有 限元模 型见 图 1。 固 定边 界条件 图 l 矩 形 钢 管 混 凝 士 构 件 纯 剪 有 限元 网格 及 边 界 条 件 1．3 荷 载施 加及边 界条 件 矩 形钢 管混凝 土构 件纯 剪模 型试件 通过施 加横 向 位 移进 行求 解 ，位 移荷 载 施 加 分为 强 轴 和 弱轴 两个 方 向 ，横 向位移 施加 于 加 载板 顶 端 ，底 端 采用 固定 约 束 。 典 型 的构件 荷载及 边 界条件 施加模 式见 图 1。 2 模 型 验证 由于未 搜 集 到 矩 形 钢 管 混 凝 土构 件 纯 剪 试 验 数 据 ，图 2和 图 3中仅 给 出 了部分 圆形 和 方 形 钢管 混 凝 土 纯剪构 件试 验 结 果 的荷 载一 变形 (P一△)全 过 程曲线 对 比。其 中 ，P 为剪 力 ，△ 为试 件 变形 。 可 见 ， 理论计算与试验结果总体上吻合较好 ，部分存在一定 差 异 ，主要原 因是钢 管 混 凝 土构 件 纯 剪 受 力试 验 的实

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