介绍了钢管混凝土的受力特征 ，然后 ，在确定 了钢材和核心混凝土应力 一应变关系模型的基础上 ，利用有限元软件 ABAQUS建立了钢管混凝土力学性能模型，通过 ABAQUS软件模拟得出了各构件荷载位移全 曲线，以及各个构件 的承载力状 况。最后 ，把模拟结果与试验结果进行了对比。结果表明，该有限元模型可以很好地模拟钢管混凝土中核心混凝土 自应力及承载 力工 作机 理 。 关键 词 ：钢 管混凝 土 ；ABAQUS；自应力 ；承载 力 中 图分 类号 ：TU528．7 文献 标 志码 ：A 文章 编号 ：1002—3550(2015)09—0126—04 Studyon self—stress and bearing capacity ofconcrete filled steeltubecomponent WANG Teng，YANGXin，ZHOU Mingm ，WEIXiaojun (KeyLaboratoryofDisasterPreventionandMitigationinCivilEngineeringofGansuProvince，LanzhouUniversity ofTechnology，Lanzhou730050，China) Abstract：Itpresentedastudyonthemechanicalbehaviorofconcrete—filledsteeltube．First．brieflyintroducedtheconcretefilledsteel tubemechanicalcharacteristics．Thenthestress—strainrelationshipofsteeltube andconcretecorewasidentified．and afiniteelement modelonthemechanicalbehaviorofconcrete —filledsteeltubewasdevelopedusingABAQUS．Load—displacementwholeprocess curveandbearingcapacitystatusofeachcomponentweregotthrou曲 usingABAQUSsoftware．Basedonthecomparisonbetweenthe resultsfrom finiteelementanalysismodelantests．Theresultsshow thatthefiniteelementmodelcanwellsimulateself—stressofcore concrete and bearing capacity working mechanism in concrete filled steeltube． Keywords：concrete—filledsteeltube ；ABAQUS；selfstress；bearingcapacity 钢管混凝土就是 向钢管 内灌入混凝 土，形成钢管与混 凝土共同作 用 的机 理 ，其实质 是钢 管对 核心混凝 土 的约 束 。在钢管与混凝土的相互作用过程 中，核心混凝 土在钢 管的约束下 ，产生套箍作用 ，造成核 心混凝土处于 三向受 压状态 ，从而提高了混凝土 的压缩变形 能力和抗压强度 。 同时 由于钢管和混凝 土之 间的相 互作用使钢管 内部 混凝 土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏 ，构件 的延性性能 明 显改善 ，而钢管借助核心混凝 土的支撑作用 ，增强 了其稳 定性 ，改变了空钢管 的失稳 状态 ，从 而提高 了构件 的承载 能力 。由于混凝土本身存在收缩徐变等现象 ，造成实际工程 中出现混凝土与钢管壁脱 空导致紧箍力出现太迟的现象 。 采用膨胀水泥或加入膨胀剂后 ，在膨胀作用下钢管 的套箍 作用会使混凝土提前进入(三 向受压状态 ，笔者在《施工技 术))2014年第 8期第 15卷 《大管径钢管膨 胀混凝 土 自应 力试验研究》中对膨胀 剂的掺量做 了详细分 析和 比较 ，最 终选定建议膨胀剂掺量为 10％ 。在此条件 下 ，本 研究通 收稿 日期 ：2014一l2一O6 基金 项 目 ：国家 自然科 学基金项 目(51468039) · 126 · 过 ABAQUS软件分析了钢管混凝土 的自应力及承载力状 况 ，同时利用现场试验对模拟结果进行 了验证 。 1 ABAQUS模型建立 1．1 混凝 土升温应力 一应 变关 系 韩林海 等根据对钢管混凝 土柱耐火极 限试 验结果 的试算 ，发现可 以采用 常温下的表达式 ，来描述混凝 土在 恒高温受压情况下的应力 一应变关系模 型 ，从 而提 出了高 温下钢管混凝 土 的应力 一应变关 系。笔者采用 ABAQUS 软件并结合现场试验多次模拟试算 ，发现要达到相应 的膨 胀效果所应施加 的温度 荷载通 常在几 十摄 氏度 ，远 小 于 200oC。笔者通过将模拟的核心混凝土温度值 带人韩林海 提 出的钢管混凝土升温本构模型 中，发现其峰值应力 与极 限应变大小和常温下的钢管混凝土相差很小。所以为了方 便研究钢管混凝土构件承载力 ，本研究所研究的核心混凝 土升温膨胀时的应力 一应变关系采用 常温下 的混凝土应 力 一应变关系。 本研究采用文献 [4]给出的应力 一应变关系模 型 ，具 体模型表达式如式 (1)：

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