不同圆心角圆端形钢管混凝土短柱轴压性能

发布时间：2021-02-25 11:47

　　为研究圆心角60°和120°圆端形钢管混凝土短柱轴压力学性能,对4个圆端形钢管混凝土短柱进行轴压试验,探究不同圆心角和宽厚比对其极限承载力的影响。基于试验结果,应用有限元软件ABAQUS进行三维实体建模,对圆端形钢管混凝土短柱进行参数分析,研究了钢材强度、混凝土强度、宽厚比、高宽比、尺寸效应等对极限承载力的影响。基于参数分析,建立圆心角为60°和120°圆端形钢管混凝土短柱极限承载力实用计算公式。结果表明:破坏形态均为局部屈曲破坏,且平直段区域均出现局部屈曲现象;随圆心角增大,构件极限承载力增大;随宽厚比增大,极限承载力呈现下降趋势;当圆弧段圆心角从60°增大至120°时,强度指标降低,表明整体约束效应减弱;圆端形钢管混凝土轴压短柱的整体约束效应随圆心角增大而减小;随着钢材强度、混凝土强度的增大和构件宽厚比的减小,极限承载力逐渐增大;不同圆心角的尺寸效应对其极限承载力与初始刚度的影响类似,随着构件尺寸增大,极限承载力与初始刚度均呈现增大的趋势。 

【文章来源】：建筑科学与工程学报. 2020,37(05)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

圆端形钢管混凝土截面形式

试验装置

在加载初期试件基本上表现为弹性,当荷载增加至极限荷载的60%～70%时,试件进入弹塑性工作状态,并且没有明显屈曲现象,但荷载-轴向应变曲线表现出非线性特征。随着轴向应变增加,当荷载达到极限荷载时,圆端形钢管内部混凝土向外鼓曲,圆心角为60°的圆端形钢管混凝土试件的破坏形态与方形钢管类似,平直段与圆弧段均出现明显外部鼓曲现象,与矩形试件相比,其外钢管屈曲发生较晚,圆弧段屈曲的程度与矩形试件相比幅度较小。圆心角为120°的试件屈曲现象只发生于平直段,表明圆心角为120°的短柱圆弧段约束效应较好,其破坏形态如图3所示;随着试件变形逐渐增大,试件承载力下降或维持平稳状态,最后因变形过大,焊缝开裂而终止试验。2.2 荷载-轴向应变曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]圆端形钢管混凝土轴压短柱的机理分析[J]. 谢恩普,王志滨,林盛,周继忠.  福州大学学报(自然科学版). 2015(04)
[2]圆端形钢管混凝土短柱轴压性能仿真分析[J]. 李培鹏,任志刚.  武汉理工大学学报. 2014(09)
[3]圆端形钢管混凝土柱轴压性能研究[J]. 王志滨,陈靖,谢恩普,林盛.  建筑结构学报. 2014(07)
[4]圆端形钢管混凝土轴压短柱受力性能研究[J]. 谷利雄,丁发兴,付磊,李刚.  中国公路学报. 2014(01)
[5]微膨胀钢管混凝土双肢柱试验研究与数值模拟[J]. 谢建雄,蔡崇华,卢哲安,任志刚.  武汉大学学报(工学版). 2010(04)

博士论文
[1]圆端形钢管混凝土受压力学性能与可靠度研究[D]. 王二磊.武汉理工大学 2012

硕士论文
[1]圆端形钢管混凝土轴压试验研究[D]. 马小春.武汉理工大学 2012
[2]圆端形钢管混凝土塔柱钢管与混凝土相互作用研究[D]. 李彬.武汉理工大学 2009



本文编号：3050922