【精编医学资料】分析循环荷载作用下钢骨钢管混凝土柱.doc

分析循环荷载作用下钢骨钢管混凝土柱（SRCFST）许昌⇑魏有仪B燕春云B摘要一种新的复合柱形钢筋钢管混凝土柱钢（SRCFST）已经提出了更高的负载进行。本文提出了一种循环数值研究轴SRCFST列的基于ABAQUS标准求解。通过与实验结果的比较验证了数值计算方法的可行性和准确性。这个横向位移载荷曲线和截面应力分布进行了分析。结果表明在SRCFST列有更高的试件刚度、横向载荷峰值和变形能力比普通钢管混凝土钢管混凝土柱由于截面钢的存在。一个参数研究包括轴向载荷水平截面钢的比例屈服强度的影响建筑钢材峰值荷载混凝土强度、钢管厚度进行了。简介在过去的几十年中钢管混凝土（钢管混凝土）结构被广泛应用于现代建筑和桥梁建设1–[3]即使在高地震危险区。这个C复合结构的理想结合了钢管和混凝土的优点即建设和高强度的速度。此外它们具有更轻的重量更高的抗弯刚度和良好的循环性能比钢筋混凝土施工。近年来一个大的结构或一组结构出现在中国和其他一些地方。随着跨度的增加一列的横截面和高度往往设计更大以提供更高的承载能力。例如钢管混凝土柱在深圳赛博广场直径达到第一的故事1600毫米。这样一个大面积的列结果在减少有用的室内面积。钢骨混凝土（SRC）结构的成员是由混凝土、型钢、纵向钢筋和横向钢筋组成。他们被广泛使用由于他们的优势在长期高截面强度。然而这是一个非常复杂的过程。一种新的复合柱形钢筋钢管混凝土柱钢（SRCFST）最近已经提出[45]。新的列由一个钢筋混凝土内和一个圣鳗鱼管外如图1所示。本组合柱和外钢管均采用无钢筋的使用使混凝土和节钢共同作用。这个新的列是一个结合的型钢混凝土柱、钢管混凝土柱的优点从而实现一个高性能的结构件。现有的研究主要集中在力学性能SRCFST列在轴向荷载作用下或是在理论分析和试验–[4]7弯。与田人的研究比较上述较少的实验研究已经进行了在SRCFST列行为循环加载[8]下。为了给这些新列的进一步认识在这方面的贡献ABAQUS/Standard求解器来了解和预测在循环LOSRCFST列电阻增加。通过比较五个测试样本的实验观察的计算结果进行验证的数值方法。参数化研究包括厚度钢管、型钢钢比、型钢和混凝土强度屈服强度也进行了。数值模拟2.1.材料的性能钢是假定为弹性应变硬化后屈服强度的弹塑性材料。米塞斯屈服面是用来定义各向同性屈服的钢材料和模型假定相关的塑性流动。为了描述钢在循环荷载作用下的行为采用线性运动硬化模型对组合柱进行建模。钢性能的SP指定在ABAQUS包括钢的杨氏模量（ES）泊松比LS和屈服强度。采用1%种屈服后的硬化刚度。用于分析[9]定义标准ABAQUS损伤塑性模型。通过采用有限元法在三轴加载的状态下的强度改善可以实现由的屈服面和塑性行为的定义描述来自核心混凝土的等效应力应变关系–。许多应力-应变模型已经提出了[13-10]。广泛接受的等效应力-应变模型提出的韩等。[14]是在本文中使用的这是基于大量的测试结果。由于该模型已被完全记录的韩等。[14]所以我们只简要介绍如下：泊松比LC在混凝土单轴压缩应力下的弹性部分范围从0.15到0.22与0.19的代表值根据ASCE[15]。在这个数值模拟泊松比的混凝土是0.19。的其它参数如膨胀角偏心率双轴压缩强度的混凝土的单轴抗压强度类风湿关节炎TiO第二应力不变量对拉伸经络经络和压缩粘度参数通过ABAQUS[9]默认。对于混凝土在循环荷载作用下对混凝土塑性模型中的拉伸行为进行了定义。混凝土核心的等效应力-应变关系用过[16]提出的张力：2.2.有限元网格和边界条件三维八节点线性砖和沙漏控制实体单元缩减积分（C3D8R）已被证明可用于混凝土混凝土[17–1最有效的元素类型9】钢管、壳单元和实体单元在前人研究工作[14、17]采用。在本文中元素的C3D8R还用于钢管和型钢对EAS模型设置。建立了一系列不同尺寸的有限元模型选择合理的网格提供准确的结果较小的计算时间。它被发现一个网格尺寸为20毫米的混凝土芯合适。钢管和截面钢的网格尺寸为18毫米。图8给出了试验装置示意图[2]。图3显示核心混凝土的单元划分示意图（图3A）型钢（图3b）钢管（图3C）和组合柱（图3d）只有半个柱模型由于复合柱的对称性。表面的相互作用是用来表示的钢管和混凝土之间的接触。2表面的法线方向是硬接触并且接触面是模拟的库仑摩擦模型。混凝土和钢管之间的硬接触可以防止表面之间的分离。选择的摩擦系数是困难的因为没有标准测试程序以确定它。根据现有的研究[19-14]在轴向压缩下的钢管混凝土柱的摩擦系数为0.5至0.3。在本文中不同从0.1到0.7不等的摩擦系数进行了选择以探讨其对柱的行为的影响。结果表明摩擦系数在柱行为中起着不小的作用。一个有限收敛问题诱