大空心率圆中空夹层钢管超高性能混凝土短柱轴压力学性能研究

为研究大空心率的圆中空夹层钢管超高性能混凝土短柱的轴压力学性能,进行了6根大空心率的圆中空夹层钢管超高性能混凝土短柱和1根实心圆钢管超高性能混凝土短柱对比试件的轴压试验研究,分析了试件的破坏形态、荷载-应变关系曲线和横向变形系数。结果表明:大空心率的圆中空夹层钢管超高性能混凝土柱的轴压破坏形态表现为剪切型破坏和端部鼓曲破坏,其中内钢管在外钢管鼓曲的位置发生了向内的屈曲;随着空心率的增大,试件的承载力随之降低,试件的横向变形发展速度加快。采用有限元软件ABAQUS建立了轴压试件的分析模型,其中分别采用了两种混凝土本构关系模型进行了模拟,结果表明:采用两种混凝土本构关系模型模拟的破坏形态、极限承载力和荷载-应变关系曲线的弹性阶段都与试验结果基本吻合,它们的差异主要体现在极限承载力和荷载-应变关系曲线的下降段。

基于OpenSEES的圆中空夹层钢管混凝土柱有限元分析

应用OpenSEES有限元软件,采用Mander混凝土本构模型和Menegotto-Pinto钢材本构模型对圆中空夹层钢管混凝土进行数值模拟分析,得到力-应变(N-ε)关系曲线,并对空心率、长细比和内外钢管径厚比进行参数分析。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好,且圆中空夹层钢管混凝土比实心混凝土延塑性更好,随空心率和外钢管径厚比的增大其极限承载力增大,随长细比的增大其极限承载力减小,但内钢管径厚比的影响很小。