為闡明含鋼率對(duì)構(gòu)件的力學(xué)特性的影響規(guī)律,基于有限元分析方法研究了配筋鋼管混凝土（reinforced concrete-filled steel tube,R-CFST）和鋼管混凝土（concrete filled-steel tube,CFST）短柱的軸壓性能。首先建立了適合R-CFST的材料本構(gòu)模型和分析方法并用既有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的可靠性,之后進(jìn)行了36根6種不同含鋼率的R-CFST和對(duì)應(yīng)的CFST有限元分析,通過(guò)分析荷載-位移響應(yīng)、承載力、單位面積鋼材對(duì)構(gòu)件承載力提高量和延性等指標(biāo),最終發(fā)現(xiàn):當(dāng)混凝土強(qiáng)度較低時(shí),含鋼率越低CFST的承載力和延性比同含鋼率R-CFST高,但隨著混凝土強(qiáng)度的提高,含鋼率越大反而使得R-CFST的性能得以顯著提高;單位面積R-CFST縱筋對(duì)承載力的貢獻(xiàn)率都大于單位面積的CFST鋼管的貢獻(xiàn)率,而且隨著混凝土強(qiáng)度的提高R-CFST的這種貢獻(xiàn)更為明顯;填充高強(qiáng)度混凝土?xí)r,R-CFST比CFST更有效。由此得出結(jié)論:CFST內(nèi)配筋比增加鋼管壁厚更有效,尤其是填充高強(qiáng)度混凝土?xí)r配筋的效果更為明顯。 

【文章來(lái)源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(30)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

模型試件荷載-位移曲線

通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn),增加單位面積縱筋與單位面積的鋼管構(gòu)件對(duì)承載力提高量(兩個(gè)試件承載力差/兩個(gè)試件鋼管面積差或縱筋面積差)存在差異,為此繪出各試件單位面積鋼材增量(CFST的鋼管增量和R-CFST的縱筋面積增量)對(duì)承載力的提高量與含鋼率的關(guān)系,如圖5所示。從圖5中可以發(fā)現(xiàn),R-CFST單位縱筋的荷載提高量都高于CFST,而且隨著混凝土強(qiáng)度的提高兩者的差距越來(lái)越大。比如,當(dāng)f ′c=30 MPa時(shí)這兩種承載力提高量(貢獻(xiàn)率)的相關(guān)性系數(shù)R2為0.80,當(dāng)f ′c=50 MPa時(shí)R2為0.24。由此可以得出對(duì)于提高承載力而言通過(guò)加大縱筋直徑的方法相對(duì)于增加鋼管壁厚的方法更有效,填充高強(qiáng)混凝土?xí)r更為明顯。3.2.3 延性的比較

式(7)中:E3δ和Ey分別為極限和屈服位移所對(duì)應(yīng)的荷載-位移曲線所包絡(luò)的面積,即能量。各模型試件的μ列于表2, μ與含鋼率的關(guān)系如圖6所示。從圖6可以看出,其他條件相同時(shí),無(wú)論R-CFST或CFST,延性隨著混凝土強(qiáng)度的提高而降低;混凝土強(qiáng)度較低時(shí)曲線趨勢(shì)較陡,混凝土強(qiáng)度較高時(shí)曲線趨勢(shì)平緩,說(shuō)明混凝土強(qiáng)度較低時(shí)構(gòu)件延性對(duì)含鋼率較為敏感,混凝土強(qiáng)度較高時(shí)含鋼率對(duì)延性的影響不明顯。圖7 CFST相對(duì)R-CFST的延性提高率

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]螺旋筋增強(qiáng)方鋼管混凝土柱的軸壓性能及參數(shù)分析[J]. 陳宗平,經(jīng)承貴,寧璠.  土木工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]配筋對(duì)鋼管混凝土短柱性能的影響研究[J]. 阿里甫江·夏木西,長(zhǎng)谷川明,阿卜杜瓦伊提·喀斯木,塔依爾·圖爾蓀,艾熱帕提·帕爾哈提.  工業(yè)建筑. 2016(02)
[3]軸心受壓配筋鋼管混凝土短柱的試驗(yàn)研究[J]. 侯宇穎.  低溫建筑技術(shù). 2011(12)
[4]鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 祝雯.  廣州建筑. 2011(01)
[5]配筋圓鋼管混凝土軸心受壓短柱試驗(yàn)研究與承載力分析[J]. 舒贛平,劉小螢,繆巍.  工業(yè)建筑. 2010(04)
[6]配筋鋼管混凝土短柱軸心承載力試驗(yàn)研究[J]. 繆巍.  山西建筑. 2010(05)
[7]鋼管混凝土短柱力學(xué)性能研究—理論分析[J]. 丁發(fā)興,余志武.  工程力學(xué). 2005(01)
[8]圓鋼管混凝土壓彎構(gòu)件荷載-位移滯回性能分析[J]. 韓林海,陶忠,閻維波.  地震工程與工程振動(dòng). 2001(01)
[9]鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓力學(xué)性能的理論分析與試驗(yàn)研究[J]. 韓林海.  工業(yè)建筑. 1997(11)



本文編號(hào)：3491976