混凝土应力一应变关系模型 在确定矩形钢管混凝 土的核心混凝土应力一应 变滞回关系骨架曲线时，采用单向加载时的应力一应 变关系曲线代替 。 受拉区 昆凝土的应力_应变关系按式 (1)确定 ： r 1．2x一0．2x。 ( ≤ 1) i 1) 【 其中： S p Y ——D 式中 or。——峰值拉应力，即 。 ： 0．26(1．25fo)门 占——峰值拉应力时的应变 ，即 p=43．1orp( ) 受压 区混凝土的应力-应变关系按式(2)确定 ： r 2x一 ( ≤1) i赤 1) 其 中： 戈 = —— 、 80 。 ： 【1+(一0．0135~+0．1)( = + [1330 o(一) ( 。 = 1300+12． ( ) 7／= 1．6 + 1．5／x = 1．35瓜厂0．1 1．35瓜 (一2) ( ≤3．0) ( >3．0) 式中 ——约束效应系数； — — 混凝土圆柱体轴心抗压强度。 2 钢管混凝土柱的 ANSYS分析 2．1 单元选择 本文 主要研究钢管混凝土柱 的滞 回性能 ，采用 Beam189单元 。]。Beam189单元可 以 自定义截 面 尺寸和形状 ，与此单元相联系的横截面允许使用多 种材料属性 ，这样就能够满足使用其来模拟钢管混 凝土。建立 5个与设计试件 相 同的截面存人 AN— SYS截面库 ，以备调用 。 2．2 材料属性输入与建模 本文在采用 ANSYS分 析过程 中，对混凝 土单 元 ，其破坏准则采用 Willam．Warnke五参数准则 ，5 个参数的确定主要反映在混凝土单元实参数的选取 上 ，混凝土单元有 9个实参数 ，计算时输入其中 5个 参数，其他参数采用默认值¨J，输入 的 5个实参数 为：单轴向抗拉强度 ( )、单轴 向抗压强度 ( )、双 轴抗压强度 =1． 、静水压力下双轴抗压强度 = 1．45fo和静水压力下单轴抗压强度 =1．725fo。 取张开滑移面的剪切强度缩减系数为 0．5，取闭合 滑移面的剪切强度缩减系数为 0．9。 根据试验设计建立几何模型 ，调入新建立 的横 截面，进行网格划分，完成建模工作 。柱子划分完网 格以后的图形如图 2所示 。 图 2 几何建模及单元划分 Fig．2 Geometry modeland finiteelem entdiseretization 2．3 计算与结果分析 根据文献[5]有限元计算 ，得 到矩形钢管混凝 土框架柱顶部荷载一位移滞 回曲线 ，分 别如图 3所 示 。 由有 限元模拟计算所得结果可 以看 出，由于试 验情况和有限元模拟之间在边界条件 、材料性质等 方面存在诸多不 同，因此其得 出的结果和试验结果 有一定的出入。主要表现在有限元计算的柱子水平 承载力和刚度均比试验数值大。 有限元计算结果与试验结果及文献[3，8]对比 见表 1。可以看 出，通过有 限元计算 的矩形钢管混凝土 框架柱在低周反复荷载作用下的水平承载力 ，整体 高出试验值约 20％左右。这主要是由于有限元模 拟时材料、边界条件等均是理想状态下 ，不考虑试件

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