:通 过 对基 于 不 同 长 细 比 的 圆钢 管 混 凝 土短 柱 的 受 压 力 学试 验 ,对 其 破 坏 现 象 及 机 理 进 行 了分 析 ;探 讨 了长细比对该类构件力 学性能的影响规律 ,同时分析 了该类构件 中钢 管对核心混凝土的约束作用。建立三维精细有 限元模 型 ,比较分析 了数值模拟 结果和试验结果 ,并确定 了钢 管及混凝土的破坏 准则和其本构 关系的合 理性 ,从 而 为该 类构 件 的 设 计 提 供 了可 靠 的 理 论依 据 。 关键词 :钢管混凝土 ;偏压短柱 ;有限元 ;仿真分析 Abstract:The compressed mechanicalexperimenta1study on thedifferentslendernessratio ofconcrete filled circle steeltubeshortcolumnsisconducted and thefailurephenomenon and mechanism areanalyzed.The influenceruleofthe slendern essratio on mechanicalpropertiesofthiskind ofcomponentisdiscussed,meanwhile,therestrictioneffectofsteel tube Oilcore concrete isanalyzed.Th e 3D finite elementmodelisestablished.Th e numericalsimulation resultand test resultarecompared and analyzed.Th efailurecriterionofthesteeltubeand concreteandtherationalityofitsconstitutive relation aredetermined,therefore,thereliabletheorybasisforthedesign ofthiskindofcomponentscanbeprovided. Key words:Concrete filled steeltube;Shortcolumn with eccentric compression loading;Finite element;Simulation analysis中图分类号:TU379 文献标识码 :A 文章编号 :1000—4637(2012)01-44—04 0 前言钢 管混 凝 土 结 构 是 由混 凝 土 填 入 钢 管 内而 形 成 的 一种新 型组合 结构 。由于钢管 混凝 土结构 能够 更 有 效地 发挥 钢 材 和混凝 土两 种材 料 各 自的优 点 , 具 有 承载 能力 高 、塑 性 和韧 性好 、耐火 性 能优 良 、施 工速度快等优点 ,能够适 应现代工程结构向大跨 、 高耸 、重 载方 向发展 和 承受 恶 劣条 件 的 需要 。特别 是随着我 国高层 、超 高层建筑 的发展 ,钢管混凝 土 结 构 的研 究 和应 用越 来 越广 泛 。 目前 ,对 钢 管混 凝 土 的研究 主 要侧 重 于轴 压 构件 和偏 压 长 柱构 件 ,对 偏 压 短柱 的研 究 涉及 不 多 。 因此 ,对 偏压 短 柱进 行 试 验 与理论研 究 是十分 必要 的 。本 文着 重对各 试件 的整体荷载一应变 曲线进行分析 比较口],揭示各参数 对 该 类 构 件 力 学性 能 的影 响规 律 ;同 时 ,通 过 有 限 元仿真分析 ,综合材料 的本构关 系 ,比较数值模拟 结果与试验结果 ,从而为该类构件在工程实践 中的 应用 提供 参考 依据 。 1 试 验概 况 1.1 试 件 准备 确定实验因子为长细 比,用两个 实验体设计作 比较。钢管采用 Q235钢材 ,外径为 180mm,长径 比 分 别 为 3.33和 4.44。根 据 以往 的试验 ,构件 长径 比 接 近 4的试验 效果 比较好 。长 径 比太 小则 端部效 应 明显 ,长径 比太大则 构件 容易失 稳破 坏圈。试验构 件 的截面尺寸及相关参数如表 1所示 。 为了保证钢管与混凝土共同受力 ,在试件两端
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