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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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内置H型钢再生混凝土钢管柱抗震性能有限元分析
Finite Element Analysis of Seismic Performance of Recycled Concrete Steel Tubular Columns with Encased H-Shaped Steel
2023年第6期
H型钢;组合柱;钢管;抗震性能;再生混凝土;取代率;ABAQUS有限元分析软件
H-shaped steel; Composite column; Steel tube; Seismic performance; Recycled concrete; Replacement rate; ABAQUS finite element software
2023年第6期
10.19761/j.1000-4637.2023.06.040.08
四川省科技厅国际合作项目(2020YFH0127);广元城投集团科技基金项目(GYCT-KY-202101)。
袁 凯1,邓夕胜2,何明泽2,许 帅2,梁 涛1,李 进3
1.广元市城市发展集团有限公司,四川 广元 628017;2.西南石油大学 土木工程与测绘学院,四川 成都 610500;3.乐山电力股份有限公司,四川 乐山 614000

袁 凯1,邓夕胜2,何明泽2,许 帅2,梁 涛1,李 进3

袁凯,邓夕胜,何明泽,等.内置H型钢再生混凝土钢管柱抗震性能有限元分析[J].混凝土与水泥制品,2023(6):40-47.

YUAN K,DENG X S,HE M Z,et al.Finite Element Analysis of Seismic Performance of Recycled Concrete Steel Tubular Columns with Encased H-Shaped Steel[J].China Concrete and Cement Product,2023(6):40-47.

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摘   要:为研究内置H型钢再生混凝土钢管柱的抗震性能,利用ABAQUS有限元分析软件研究了6根试验柱在低周反复荷载作用下,再生混凝土强度、再生粗骨料取代率和型钢配钢率对其破坏形态、滞回性能、骨架曲线、耗能能力和刚度退化曲线的影响规律。结果表明:试验柱均呈弯曲型破坏,滞回曲线均较为饱满,刚度退化较慢,表现出良好的耗能能力以及抗震性能;试验柱的峰值承载力和耗能能力随再生混凝土强度的提高而提高,随再生粗骨料取代率的提高而降低;随着型钢配钢率的增加,试验柱的承载力和耗能能力均显著提高;各试验柱的位移延性系数均在5.0~6.0,具有良好的弹塑性变形能力。 Abstract: In order to study the seismic performance of recycled concrete steel tubular columns with encased H-shaped steel, six testing column models were designed by the finite element analysis software ABAQUS, and the effects of the recycled concrete strength, replacement rate of recycled coarse aggregate and steel ratio of section steel on the failure mode, hysteretic performance, skeleton curve, energy dissipation capacity and stiffness degradation curve were analyzed. The results show that the testing columns all show bending failure, hysteresis curves are full, stiffness degradate slowly,  energy dissipation and seismic performance are good. The peak bearing capacity and energy dissipation capacity of composite short columns increase with the increase of recycled concrete strength and decrease with the increase of replacement rate of recycled coarse aggregate. With the increase of steel ratio of section steel, the bearing capacity and energy dissipation capacity of composite short columns are significantly improved. The displacement ductility coefficients of each testing columns is between 5.0 and 6.0, which has good elastic-plastic deformation capacity. 
英文名 : Finite Element Analysis of Seismic Performance of Recycled Concrete Steel Tubular Columns with Encased H-Shaped Steel
刊期 : 2023年第6期
关键词 : H型钢;组合柱;钢管;抗震性能;再生混凝土;取代率;ABAQUS有限元分析软件
Key words : H-shaped steel; Composite column; Steel tube; Seismic performance; Recycled concrete; Replacement rate; ABAQUS finite element software
刊期 : 2023年第6期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2023.06.040.08
文章编号 :
基金项目 : 四川省科技厅国际合作项目(2020YFH0127);广元城投集团科技基金项目(GYCT-KY-202101)。
作者 : 袁 凯1,邓夕胜2,何明泽2,许 帅2,梁 涛1,李 进3
单位 : 1.广元市城市发展集团有限公司,四川 广元 628017;2.西南石油大学 土木工程与测绘学院,四川 成都 610500;3.乐山电力股份有限公司,四川 乐山 614000

袁 凯1,邓夕胜2,何明泽2,许 帅2,梁 涛1,李 进3

袁凯,邓夕胜,何明泽,等.内置H型钢再生混凝土钢管柱抗震性能有限元分析[J].混凝土与水泥制品,2023(6):40-47.

YUAN K,DENG X S,HE M Z,et al.Finite Element Analysis of Seismic Performance of Recycled Concrete Steel Tubular Columns with Encased H-Shaped Steel[J].China Concrete and Cement Product,2023(6):40-47.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:为研究内置H型钢再生混凝土钢管柱的抗震性能,利用ABAQUS有限元分析软件研究了6根试验柱在低周反复荷载作用下,再生混凝土强度、再生粗骨料取代率和型钢配钢率对其破坏形态、滞回性能、骨架曲线、耗能能力和刚度退化曲线的影响规律。结果表明:试验柱均呈弯曲型破坏,滞回曲线均较为饱满,刚度退化较慢,表现出良好的耗能能力以及抗震性能;试验柱的峰值承载力和耗能能力随再生混凝土强度的提高而提高,随再生粗骨料取代率的提高而降低;随着型钢配钢率的增加,试验柱的承载力和耗能能力均显著提高;各试验柱的位移延性系数均在5.0~6.0,具有良好的弹塑性变形能力。

Abstract: In order to study the seismic performance of recycled concrete steel tubular columns with encased H-shaped steel, six testing column models were designed by the finite element analysis software ABAQUS, and the effects of the recycled concrete strength, replacement rate of recycled coarse aggregate and steel ratio of section steel on the failure mode, hysteretic performance, skeleton curve, energy dissipation capacity and stiffness degradation curve were analyzed. The results show that the testing columns all show bending failure, hysteresis curves are full, stiffness degradate slowly,  energy dissipation and seismic performance are good. The peak bearing capacity and energy dissipation capacity of composite short columns increase with the increase of recycled concrete strength and decrease with the increase of replacement rate of recycled coarse aggregate. With the increase of steel ratio of section steel, the bearing capacity and energy dissipation capacity of composite short columns are significantly improved. The displacement ductility coefficients of each testing columns is between 5.0 and 6.0, which has good elastic-plastic deformation capacity. 

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(1)在低周反复荷载下,试验柱底部塑性应变区域混凝土、箍筋以及钢管发生明显的鼓曲,纵筋压曲后,柱发生破坏;滞回曲线均较为饱满,刚度退化较慢,表现出良好的耗能能力及抗震性能。
(2)试验柱的峰值承载力会随着再生混凝土强度的提高而提升;再生粗骨料取代率的增大会使试验柱的的峰值承载力降低,耗能能力减小,但强度与刚度退化速率减小,延性降低。
(3)由于钢管和内置H型钢对核心区混凝土形成双重约束,且H型钢约束区混凝土对构件的承载力影响较大,故试验柱的承载力随着型钢配钢率的增加有明显提高,破坏位移增大,变形能力增强,故提高型钢配钢率可弥补可再生混凝土造成的抗震性能降低影响。
(4)各试验柱的位移延性系数均在5.0~6.0之间,表明其具有良好的弹塑性变形能力。

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袁凯,邓夕胜,何明泽,等.内置H型钢再生混凝土钢管柱抗震性能有限元分析[J].混凝土与水泥制品,2023(6):40-47.

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