矩形中空夹层钢管混凝土轴压构件静力 力学性能参数分析 张元 凯 ，杨 宝山 (1．农工商房地产(集团)股份有限公司，上海 200060； 2．交通运输部公路科学研究院，北京 100191) 摘 要：采用正交试验设计方法分析一些关键参数的影响程度，利用建立的有限元模型分析矩形 中空夹层钢管混 凝土轴压构件在轴压情况下核心混凝土强度、名义含钢率、内外钢管屈服强度、截面长宽比、截面空心率等参数对 其极限承载力及荷载一变形关系 曲线 的影 响 ，得 出了一些有益 的结论 。 关键词：正交试验设计方法；有限元 ；矩形中空夹层钢管混凝土 中图分类号 ：TU323．1 文献标志码 ：B 文章编 号 ：1008—1933(2013)06—041—04 0 引 言 根据计算机仿真原理 的基本思路 ，运用 ANSYS 有限元软件 对 矩形 中空夹层钢管 混凝土轴 压构 件进行仿真分析 ，重点考察一些关键参数对其极限 承载力 、变形能力和破坏特征的影 响。这些关键因 素包括 ：核心混凝土抗压强度 、内外钢管屈服强度 、 外钢管厚度 (名义含钢率 )、截 面空心率、矩形截 面 两边长宽 比等。 文 中所分析 的矩形中空夹层钢管混凝土构件几 何尺寸为 ：外钢管长边 D×外钢管短边 B=300mm ×200mm。钢材弹性模量取为 206000MPa，其抗压 强度与抗拉强度相等 ，其他参数在分析中具体说明。 1 轴压构件参数分析 1．1 正交设计方法 参考试验 中常用 的正交试 验设计 方法设计 计算方案。根据此方法 ，通过改变混凝土强度 、内外 钢管强度和外钢管厚度 (名义含钢率 )等 4种参 数 ，共设计了 9种轴心受压计算方案 ，各方案具体的 材料参数见表 1。 表 2给出了各计算构件 的极限承载力 ，以及按 照正交试验分析进行 的极差计算结果 ，表 中的 K 、 、 分别为各个水平 (保持一个参数取值不变 ，改 变另外两个参数 的取值 ，称为一个水 平 )相应 的三 次试验强度之和 ；K 、／(2、K3分别为各个水平的试验 强度的平均值 ，由各列的 、 、 三数中用最大值 减去最小值求得各列的极差 尺。 收稿 日期 ：2o12．．o5-o2 作者简 介：张元凯 (198o一)，男 ，工程师 ，硕 士，主要从事结构设计 。 E —mail：kai804299@ 163．corn 表 1 轴压情况下构件参数 表 2 轴 压试 验方案与极差计算结果 例如，对于外 钢管屈服强 度这个参数 来说 ，其 i和K．(i=1，2，3)为：

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