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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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圆钢管混凝土受压短柱试验研究及有限元仿真分析
Experimental Research on Compressed Short Columns of Concrete Filled Circle Steel Tube and Simulation Analysis on Finite Element
2012年第1期
钢管混凝土;偏压短柱;有限元;仿真分析
Concrete filled steel tube; Short column with eccentric compression loading; Finite element; Simulation analysis
2012年第1期
1000-4637(2012)01-44-04
李月安
襄樊学院,441053

李月安

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1000
摘 要: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 Abstract: The compressed mechanical experimental study on the different slenderness ratio of concrete filled circle steel tube short columns is conducted, and the failure phenomenon and mechanism are analyzed. The influence rule of the slenderness ratio on mechanical properties of this kind of component is discussed, meanwhile, the restriction effect of steel tube on core concrete is analyzed. The 3D finite element model is established. The numerical simulation result and test result are compared and analyzed. The failure criterion of the steel tube and concrete and the rationality of its constitutive relation are determined, therefore, the reliable theory basis for the design of this kind of components can be provided.
英文名 : Experimental Research on Compressed Short Columns of Concrete Filled Circle Steel Tube and Simulation Analysis on Finite Element
刊期 : 2012年第1期
关键词 : 钢管混凝土;偏压短柱;有限元;仿真分析
Key words : Concrete filled steel tube; Short column with eccentric compression loading; Finite element; Simulation analysis
刊期 : 2012年第1期
DOI :
文章编号 : 1000-4637(2012)01-44-04
基金项目 :
作者 : 李月安
单位 : 襄樊学院,441053

李月安

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要: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

Abstract: The compressed mechanical experimental study on the different slenderness ratio of concrete filled circle steel tube short columns is conducted, and the failure phenomenon and mechanism are analyzed. The influence rule of the slenderness ratio on mechanical properties of this kind of component is discussed, meanwhile, the restriction effect of steel tube on core concrete is analyzed. The 3D finite element model is established. The numerical simulation result and test result are compared and analyzed. The failure criterion of the steel tube and concrete and the rationality of its constitutive relation are determined, therefore, the reliable theory basis for the design of this kind of components can be provided.

关键词:
钢管混凝土;偏压短柱;有限元;仿真分析
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试验表明,偏心受压构件宏观破坏现象为试件往荷载方向弯曲,荷载对立面有钢渣掉落,且能观察到细微裂缝,伴有炸裂声,破坏后的弯曲程度随长细比的增大而增大。在短柱范围内,长细比的差别对圆钢管混凝土试件的力学性能影响不大,柱子的长细比不宜过大,因为钢管对核心混凝土的约束作用非常有限。在结构设计中,应选择合理的荷载布置形式,尽量避免大偏压状态的存在。根据荷载—应变曲线,各曲线均有明显的直线段 (线弹性阶段)、非线性段(屈服阶段)、水平发展段(破坏阶段),符合基本力学原理,钢管与混凝土能发挥良好的互补增强作用,使钢管混凝土构件具有其他受压构件无法比拟的优点建立三维精细有限元模型可知,对钢管和核心混凝土分块进行有限元分析,可以综合考虑核心混凝土的三向受压状态和钢管层对核心混凝土的紧箍作用,两者对材料极限承载力和稳定极限承载能力都有积极的作用,忽视这种作用或将其作为安全系数考虑是偏于保守的。数值模拟结果和试验结果接近,说明采用大型通用有限元软件ANSYS对圆钢管混凝土受压短柱进行三维有限元模拟是可行的,数值模拟所选取的钢管及混凝土的破坏准则及其本构关系是合理的,可以作为对圆钢管混凝土短柱进一步理论研究的可靠基础。
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