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,日益受到工程界的重視，在高層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來越廣泛。但是目前的理論和實驗研究大都偏重于圓鋼管混凝土柱，對方鋼管混凝土柱的理論分析較少，設(shè)計計算方法也還不成熟，因此，有必要建立方鋼管混凝土柱有限元模型，對其進行進一步的研究。在以往對鋼管混凝土有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，本文采用有限元分析方法對方鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的工作機理進行研究，并重點分析了鋼管等效應(yīng)力-

2、應(yīng)變關(guān)系曲線，并采用纖維模型對方鋼管混凝土柱在水平荷載-水平位移下的工作性能進行分析，為其在工程中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。本文主要進行了下面幾個方面的工作:(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)流動法則來描述其塑性變形。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)流動法則來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兩種主要變形機制。鋼管與混凝土界面在法線方向采用硬接觸，切向采用庫侖摩擦模型，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)生相對滑動。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，對鋼管混凝土構(gòu)件在軸向壓力狀態(tài)下的受力性能進行了研究，分析了受力過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)下的工作機理。研究了單調(diào)加