方鋼管混凝土柱鋼管等效應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系研究.pdf

1、隨著組合結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，方鋼管混凝土柱以其穩(wěn)定承載力高、延性好、良好的耗能能力等優(yōu)點(diǎn),日益受到工程界的重視，在高層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但是目前的理論和實(shí)驗(yàn)研究大都偏重于圓鋼管混凝土柱，對(duì)方鋼管混凝土柱的理論分析較少，設(shè)計(jì)計(jì)算方法也還不成熟，因此，有必要建立方鋼管混凝土柱有限元模型，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究。在以往對(duì)鋼管混凝土有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，本文采用有限元分析方法對(duì)方鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的工作機(jī)理進(jìn)行研究，并重點(diǎn)分析了鋼管等效應(yīng)力-

2、應(yīng)變關(guān)系曲線，并采用纖維模型對(duì)方鋼管混凝土柱在水平荷載-水平位移下的工作性能進(jìn)行分析，為其在工程中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。本文主要進(jìn)行了下面幾個(gè)方面的工作:(1)利用通用有限元分析軟件ABAQUS建立方鋼管混凝土柱的三維非線性分析模型，其中鋼管采用ABAQUS提供的等向彈塑性模型，使用Von Mises屈服準(zhǔn)則和相關(guān)流動(dòng)法則來(lái)描述其塑性變形。核心混凝土采用ABAQUS提供的塑性損傷模型，使用修正的Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則和非相

3、關(guān)流動(dòng)法則來(lái)描述混凝土在低圍壓下的脆性損傷及高圍壓下的塑性流動(dòng)兩種主要變形機(jī)制。鋼管與混凝土界面在法線方向采用硬接觸，切向采用庫(kù)侖摩擦模型，即在界面間可以傳遞剪應(yīng)力，當(dāng)剪應(yīng)力達(dá)到臨界值后界面之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。在模型中假定鋼管的初始幾何缺陷呈半波分布。(2)根據(jù)有限元基本理論，對(duì)鋼管混凝土構(gòu)件在軸向壓力狀態(tài)下的受力性能進(jìn)行了研究，分析了受力過(guò)程中鋼管混凝土的破壞模態(tài)，在一定程度上揭示了鋼管混凝土構(gòu)件在軸壓受力狀態(tài)下的工作機(jī)理。研究了單調(diào)加