矩形钢管混凝土双 向压弯构件力学性能初探 陈宇超， 王文达 (兰州理工大学 a．土木工程学院；b．西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心，甘肃 兰州 730050) 摘 要 ：基于 ABAQUS软件 ，建立 了矩形钢管混凝土双 向压弯构件 的三维实体有 限元模型 ，进行了荷载一变形 曲线的全过程数值模拟，理论模型得到了实验结果的验证。基于此模型，进行了矩形钢管混凝土双向压弯构件 力学性 能的影 响因素分析 ，讨 论了荷载偏心角 、含钢 率、约束效应系数、混凝土及钢材强度等参数对其力学性 能的影响规律。本文结论可为进一步研究矩形双向压弯构件的实用设计方法提供参考。 关键词 ：矩形钢管混凝土 ；双 向压弯 ；力学性能 ；数值模拟 ；参数分析 中图分类号 ：TU392．3 文献标识码 ：A 文章编号： 1672—7037(2008)04—0313—04 近些年来 ，方 、矩形截面钢管混凝土结构在 工程中不断得到应用，如台北 101大厦、武汉证 券大厦、杭州瑞丰 国际商务大厦等。矩形截面钢 管混凝土构件 由于其和梁 的节点连接处理方便 ， 强轴方向的抗弯刚度大，抗弯性能好 ，因此得到 更为广泛的应用 。矩形钢管混凝土构件作为边柱 角柱时，或承受非中心荷载时，往往为双向压弯 构件，对矩形截面双 向压弯构件的研究较少Ll】。 为明晰矩形 钢管混凝土双 向压弯构件 的力学性 能，建立合理的设计方法，有必要进行该类构件 力学性能的研究。本文建立了该类构件的数值模 拟模型，在得到试验结果验证的基础上，对影响 其力学性能的主要因素进行 了参数分析，并得到 相关结论 ，可为进一步研 究矩形钢 管混凝土双 向 压弯构件的实用设计方法提供参考 。 1 理论模型 1．1 有限元模型的建立 利用 ABAQUS【6软件模拟矩形钢管混凝土 双 向压弯构件的力学性能。混凝土采用塑性损伤 模型，单轴应力．应变关系采用韩林海 (2007)【11 中的相关表达式。钢材采用弹塑性材料模型 。低 碳钢 的应力一应变关系采用二次塑流模型，而高强 钢材采用线性强化模型 。核心混凝土采用 C3D8 三维实体单元 ，钢管则采用 S4壳单元模拟 。考 虑钢管和混凝土之间的相互作用 ，采用切向的库 伦摩擦和法向硬接触来模拟二者之间的接触【1I2】。 1．2 理论模型校验 为校验本文理论模型的正确性，分别对文献 u ，卜Ⅲ中的方形及矩形钢管混凝土轴压、压弯(及 双 向压弯 )试件进行了理论分析，总体上理论模 拟结果和实验结果吻合 良好 。部分理论计算曲线 和实验 曲线的对 比见 图 1。由图 1可见 ，理论曲 线与实验 曲线吻合较好，可用来进行矩形钢管混 凝土构件双 向压弯力学性能的分析和参数分析。 2 参数分析 2．1 参数分析模型的确定 参数分析 时的典型构件 以矩形截面 Bxt=400 minx9_3mlTl为基础，截面长宽 比分别取 1．25，1．5， 1．75，2，含钢率 a=0．1。Q235钢材，c30混凝 土 ，构件计算长度 L=3．6m。分别考虑了荷载偏 心率 r，荷载偏心角 ，含钢率 ，钢材强度 ，v， 混凝土强度 ，cu，长细 比 等参数变化对矩形钢管 混凝土柱构件极 限承载力的影响，共计算 472个 模型。各参数分别按强轴和弱轴进行了计算，主 要参数对矩形钢管混凝土构件 Ⅳ_“ 关系的影响 见 图 2和 图 3。

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！