侧向冲击下不锈钢方形钢管动力响应分析

文中为研究侧向冲击下不锈钢方形钢管动力响应,建立两端简支的不锈钢方形钢管数值模型,与已有的冲击试验结果进行对比,验证了有限元模型的准确性。重点分析了冲击过程中钢管的能量吸收和应力变化状况,研究不同钢管壁厚、截面尺寸、冲击动量和冲击动能对不锈钢方形钢管动力响应的影响。结果表明冲击动能主要通过钢管的变形来耗散,随着钢管壁厚和截面尺寸的增加,跨中位移显著减小,钢管壁厚增加,冲击持续时间大幅增加,不锈钢方形钢管的抗冲击力学性能增强。冲击动量的改变对跨中位移的影响较小,冲击动量增加2916.54kg·m/s,跨中位移略微减小,冲击力持续时间增加0.076s。冲击动能增加2187.42J,跨中位移增加41.9%。研究为工程结构的设计和抗冲击性能的提高提供了重要的参考。

内置钢骨的方形不锈钢管超高性能混凝土短柱轴压力学性能

为研究内置钢骨的方形不锈钢管超高性能混凝土短柱轴心受压性能,以径厚比和钢骨面积为参数设计了6个构件,进行了轴压试验和数值模拟计算,得到了构件的破坏形态、极限承载力和荷载-位移曲线等,利用有限元分析方法进行参数拓展,研究了长径比、混凝土强度等变化对构件破坏过程、极限承载力和延性的影响。基于试验与数值模拟结果,提出了内置钢骨的方形不锈钢管超高性能混凝土短柱轴心受压承载力计算公式。结果表明:所有构件破坏特征相似,中部均出现了局部波形鼓曲,但含钢骨构件的端部也产生鼓曲;构件中不同材料对极限承载力和延性的影响效果不同,极限承载力随着钢骨截面面积和混凝土强度的增加而增大,随着径厚比和长径比的增大而减小,但径厚比和混凝土强度对构件极限承载力的影响更为明显;钢骨的存在对构件的延性有明显提高,且随着钢骨截面面积增大构件延性也有所提高,而混凝土强度增大会导致构件延性减小;轴心受压承载力公式计算结果与试验结果吻合良好。

方形截面不锈钢管混凝土短柱轴压性能有限元研究

不锈钢管混凝土(CFSST)结构在工程的应用愈发广泛,但目前对其轴压性能的研究较少。该文利用ABAQUS创建方形不锈钢管混凝土短柱(CFSSST)模型,并利用收集到试验结果对其进行验证。采用已被验证的模型进行参数分析,研究截面宽厚比和混凝土强度对其轴心受压性能的影响,并将参数分析轴压承载力结果与GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》、欧洲规范EN 1994-1-1和美国钢结构规范AISC 360-16中钢管混凝土(CFST)短柱轴压承载力的计算值进行对比,结果表明:规范的计算值偏于保守。最后,基于GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》提出适用于CFSSST短柱轴压承载力的计算公式,收集到的试验结果与计算值吻合良好。