基于OpenSees圆、方形空心钢管混凝土压弯构件滞回性能的研究.pdfVIP

基于OpenSees圆、方形空心钢管混凝土压弯构件滞回性能研究 卢德辉，王宏伟，周云 (广州大学土木工程学院．广东广州510006) 摘要：本文基于OpenSees计算平台建立空心钢管混凝土压弯构件纤维模型，将该模型计算 结果与已有的有限元模型计算结果进行对比验证，并利用该纤维模型研究各参数对空心钢管 混凝土压弯构件滞回性能的影响．研究结果表明：1)本文建立的空心钢管混凝土压弯构件 纤维模型用为于滞回性能分析是可靠的；2)得到轴压比、长细比、空心率、含钢率、混凝 土强度、钢材强度及截面型式各参数对空心钢管混凝土压弯构件滞回性能的影响规律；并且 轴压比、空心率及截面形式是空心钢管混凝土压弯构件滞回性能的主要控制参数，在设计与 进一步实验研究中要着重考察分析3)轴压比越大，空心钢管混凝土压弯构件延性越差；空 心率越大，即含钥率相对增大，构件延性增大，但由于实际工程中，空心混凝土可能剥落， 故空心率对构件的影响需要进一步研究；相同截面面积情况下，圆、方形两种截面形式构件 的延性相差不多，方形截面的构件的抗侧初始刚度及抗侧极限承载力大于圆形截面构件。 关键词：空心钢管混凝土；滞回性能；纤维模型；OpenSees 力性能的实验及理论研究较多，如日本学者 1葺l吉 MIYAKI 上 Jl口 Vedaras(1999) Bridge(1997)，立陶宛A．K．K 等都对空心钢管混凝土进行了试验研究，分 空心钢管混凝土构件是指在钢管内用 别提出了轴心受压和弯矩作用下空心钢管 离心法填充一定厚度的混凝土而成型的钢 混凝土构件的承载力计算公式酬6】【71。国内， 管混凝土结构，该结构既可以充分发挥钢材 浙江省电力设计院徐国林首次将空心钢管 和混凝土的物理力学性能，又可避免这两种 混凝土应用于输变电杆塔中18]．哈尔滨工业 材料在各自单独使用条件下的弱点，具有良 大学的钟善桐教授提出了钢管混凝土统一 好的共同工作性能fll。这种构件和传统的钢 理论19l，潘友光、张素梅、王宏伟等通过系 杆塔相比，节约钢材50％及以上，与预应力钢 统的研究完善了该理论，将实心构件与空心 筋混凝土杆塔相比，钢材和混凝土的用量基 钢管混凝土构件的研究统一在一起，查晓雄 本相同，但不存在混凝土开裂问题，提高了结 教授采用有限元方法较全面研究了空心钢 构的耐久性和安全度【2l。该结构结构由于其 管混凝土结构的性能∞j。 经济性和易装配性及出色的力学性能已经 但是，空心钢管混凝土结构动力性能的 得到大量应用【3l，全国已建成运行的空心钢 研究成果还很少，鉴于我国是地震频发地 管混凝土送变电塔架工程已达上百个，钢管 区，而空心钢管混凝土结构已大量应用于工 混凝土也己应用于基础桩，如宝钢集团部分 程中，课题组基于OpenSees计算平台对圆 厂房都采用了空心钢管混凝土桩‘4i。