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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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型钢混凝土柱复合受扭性能的非线性有限元分析
Nonlinear Finite Element Analysis on Combined Torsion Performance of Steel Reinforced Concrete Column
2016年第1期
型钢混凝土柱;复合受扭性能;ABAQUS数值模拟;轴压比;极限扭矩;混凝土强度
Steel reinforced concrete column; Combined torsion; ABAQUS numerical simulation; Axial compression ratio; Ultimate torque; Concr
2016年第1期
1000-4637(2016)01-42-04
国家自然基金项目(51078249)
陈 杰,邵永健,徐佩登
苏州科技学院土木工程学院,215011

陈 杰,邵永健,徐佩登

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摘 要:基于4个比例为1:2的H型钢混凝土柱在单调荷载下的复合受扭试验,运用ABAQUS建立相应的有限元分析模型。通过对比开裂扭矩、极限扭矩和扭矩-扭率曲线,验证了有限元分析在型钢混凝土复合受扭性能研究方面的有效性,分析了轴压比、扭弯比和混凝土强度对型钢混凝土柱复合受扭性能的影响。研究结果表明,提高轴压比可提高型钢混凝土柱的极限扭矩,但对其后期延性不利;扭弯比的减小使弯曲损伤加大,对于构件极限抗扭不利;提高混凝土强度可提高构件的极限扭矩,但后期延性变差。 Abstract:Based on the combined torsion tests of 4 half scale SRC (Steel Reinforced Concrete) columns under monotonic loads, corresponding finite element models are established by nonlinear finite element analysis software of ABAQUS. By comparing torsion-torque curve, the validity and accuracy of the finite element analysis are verified in terms of the research about the steel reinforced concrete. The influence of the axial compression ratio、torsion-bending ratio and concrete strength on the performance of the SRC column under the combined torsion are analyzed. The results show that increasing of axial compression ratio can improve the ultimate torque, but be unfavorable to deuteric ductility. The decrease of torsion-bending ratio, the bending damage increases, but is unfavorable to ultimate torque resistance. The increasing of concrete strength improves the ultimate torque, but the deuteric ductility decreases.
英文名 : Nonlinear Finite Element Analysis on Combined Torsion Performance of Steel Reinforced Concrete Column
刊期 : 2016年第1期
关键词 : 型钢混凝土柱;复合受扭性能;ABAQUS数值模拟;轴压比;极限扭矩;混凝土强度
Key words : Steel reinforced concrete column; Combined torsion; ABAQUS numerical simulation; Axial compression ratio; Ultimate torque; Concr
刊期 : 2016年第1期
DOI :
文章编号 : 1000-4637(2016)01-42-04
基金项目 : 国家自然基金项目(51078249)
作者 : 陈 杰,邵永健,徐佩登
单位 : 苏州科技学院土木工程学院,215011

陈 杰,邵永健,徐佩登

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:基于4个比例为1:2的H型钢混凝土柱在单调荷载下的复合受扭试验,运用ABAQUS建立相应的有限元分析模型。通过对比开裂扭矩、极限扭矩和扭矩-扭率曲线,验证了有限元分析在型钢混凝土复合受扭性能研究方面的有效性,分析了轴压比、扭弯比和混凝土强度对型钢混凝土柱复合受扭性能的影响。研究结果表明,提高轴压比可提高型钢混凝土柱的极限扭矩,但对其后期延性不利;扭弯比的减小使弯曲损伤加大,对于构件极限抗扭不利;提高混凝土强度可提高构件的极限扭矩,但后期延性变差。

Abstract:Based on the combined torsion tests of 4 half scale SRC (Steel Reinforced Concrete) columns under monotonic loads, corresponding finite element models are established by nonlinear finite element analysis software of ABAQUS. By comparing torsion-torque curve, the validity and accuracy of the finite element analysis are verified in terms of the research about the steel reinforced concrete. The influence of the axial compression ratio、torsion-bending ratio and concrete strength on the performance of the SRC column under the combined torsion are analyzed. The results show that increasing of axial compression ratio can improve the ultimate torque, but be unfavorable to deuteric ductility. The decrease of torsion-bending ratio, the bending damage increases, but is unfavorable to ultimate torque resistance. The increasing of concrete strength improves the ultimate torque, but the deuteric ductility decreases.

关键词:
型钢混凝土柱;复合受扭性能;ABAQUS数值模拟;轴压比;极限扭矩;混凝土强度
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(1)4个试件ABAQUS模拟结果与试验结果表明:开裂扭矩相差在15.9%以内,极限扭矩相差在16.2%以内,其误差都在可接受范围内,且较为准确地反映了型钢混凝土构件复合受扭的受力性能,说明用本文所建立的数值模拟方法来分析型钢混凝土构件的复合受扭性能是可行的。
(2)ABAQUS虽然不能直接观察裂缝,无法得到裂缝的宽度,但可以通过云图能查看裂缝的发展趋势及其分布情况。
(3)轴压比、扭弯比和混凝土强度对极限扭矩都有一定的影响,其极限扭矩均随这3个参数的增大而有所提高。
(4)轴压比对于延性的影响相对最大,且随轴压比的增大其延性降低;提高混凝土强度会使构件延性有所下降;扭弯比的变化对构件延性的影响相对最小。 
[1] 殷芝霖,张誉,王振东.抗扭[M].北京:中国铁道出版社,1990.
[2] 梁书亭,朱俊,张根俞.型钢混凝土复合受力构件受扭性能的试验研究[J].工业建筑,2010,40(11):131-136.
[3] 石亦平,周玉蓉.ABAQUS有限元分析实例详解[M].北京:机械工业出版社,2006.
[4] 庄茁,张帆.ABAQUS非线性有限元分析与实例[M].北京:科学出版社,2003.
[5] 张战廷,刘宇峰.ABAQUS 中的混凝土损伤塑性模型[J].北京:建筑结构,2011,41(S2):229-231.
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[7] 过镇海.混凝土的强度和本构关系——原理与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
 

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