钢骨混凝土异形柱承载力有限元分析
钢骨混凝土异形柱抗震性能的研究的开题报告
钢骨混凝土异形柱抗震性能的研究的开题报告1. 研究背景随着工程结构设计的发展，越来越多的建筑采用钢骨混凝土异形柱，其在满足建筑美观性的同时，也具有较高的安全性和抗震性能。
然而，由于结构复杂性和受力特殊性质，钢骨混凝土异形柱的抗震性能仍需深入研究。
2. 研究目的本文旨在探究钢骨混凝土异形柱的抗震性能，通过模拟实验和数值模拟方法，研究异形柱在不同荷载和突发地震情况下的应力和变形情况，为工程实践提供科学的参考。
3. 研究内容（1）钢骨混凝土异形柱的基本结构特征和力学性能分析。
（2）基于拉压性能和倾斜受力特点，建立三维有限元模型，对异形柱的受力性能进行数值分析。
（3）设计异形柱抗震试验方案，构建实验室模型，通过对不同地震作用下的变形和破坏情况进行观测和分析。
（4）对实验数据进行处理分析，通过数值模拟和试验数据验证，评估异形柱的抗震性能，并提出有效的抗震设计措施和建议。
4. 研究意义本文的研究成果将为异形柱的实际应用和抗震设防提供参考。
同时，还将为深入认识钢骨混凝土异形柱的力学特性、优化其设计和施工提供理论基础，有助于提升我国工程结构的技术水平和竞争力。
5. 研究方法采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法。
其中，理论分析主要包括对异形柱的结构特点和受力性能进行分析评估。
数值模拟则采用有限元软件进行建模和计算，考虑不同荷载和地震情况下的异形柱应力和变形情况。
实验研究则通过设计和构建的试验模型，观测异形柱在不同地震作用下的实际应变和破坏特征。
6. 预期成果（1）探究钢骨混凝土异形柱的力学特性及其抗震性能，建立数学模型，提出合理的结构参数优化方案，为工程实践提供参考。
（2）建立钢骨混凝土异形柱的三维有限元模型，并针对不同地震作用下的模拟结果进行分析，从而对其力学特性和受力性能得到更为深入的认识。
（3）设计实验室模型，通过试验方式验证数值模拟结果，对实验数据进行处理分析，制定有效的抗震设计措施和建议，提供技术支持和参考。
钢骨混凝土+T+形柱基于+ABAQUS+的力学性能分析
１２２
合肥学院学报 第 ２６ 卷
其中， Ａ＇ 为实际承载力面积， 即扣除了由于微缺陷而不能缠在的面积后得到的面积， 对应于混凝土损伤塑 性模型为承载损伤后承载面积； Ａ 为实际的承载面积（ 名义面积） ； Ｄ 为无量纲的刚度退化变量， 即为损伤 因子， 其中损伤变量 Ｄ 有标量与张量两种形式。 本文损伤演化方程采用《 混凝土结构设计规范》 （ ＧＢ５００１０ —２０１０ ） 中压缩应力 － 应变曲线如图 ２ ， 以
塑性模型可以用于单向加载、 循环加载和动态加载等场合。它使用非关联多硬化塑性和各向同性塑性相
６］ 。这样的特性使得混凝土结构模型在使 结合的方式描述了混凝土破碎过程中发生的不可恢复的损伤 ［
用有限元计算时更容易收敛。基于文献［ ７－ ９］ 对于混凝土损伤因子的计算研究， 直接应用于本文模型 及模拟仿真中。 混凝土损伤塑性模型（ ＣＤＰ ） 本构方程首先是又 Ｋａｃｈａｎｏｖ 提出的， 然后由 Ｒａｂｏｔｎｏｖ 和其他的学者进 一步研究得到的。 １９５８ 年， Ｋａｃｈａｎｏｖ 在研究金属入编的过程中， 第一个引入损伤的概念。他定义了连续 性变量： ψ＝ Ａ＇ Ａ （ １）
第 １ 期 王晓东： 钢骨混凝土 Ｔ 形柱基于 ＡＢＡＱＵＳ 的力学性能分析 １２１
１ 有限元模拟
１． １ 模型的基本信息
４］ 为验证模型的合理性， 以试验构件为研究对象 ［ ， 建立一根 ＳＲＣ 柱与一根 ＲＣ 钢筋混凝土柱。模拟
数据与实验数据相同， 混凝土强度为 Ｃ４０ 。纵筋为 ＨＰＢ２３５ 级 Φ ８ 圆钢， 箍筋为 ＨＰＢ２３５ 级 Φ ６． ５ 的圆钢； 型钢采用等肢角钢型号为 ５０ × ５， 工字钢型号为 Ｌ１０ ； 肢宽均为 ３００ｍｍ ， 柱肢厚度取为 １００ｍｍ． 柱长均为 １２００ｍｍ 。构件详细参数信息见表 １ 。
钢骨混凝土异形柱抗震性能研究
由钢材承受荷载 ，钢材较混凝土的强度衰减 慢。
２３ 强度 衰减 ．
试 件在 同一级位 移下 ，承 载能力 随着循环 次数
的增 加而 减小 的现象通 常称为 强度衰减 。构件 的强 度衰 减对 其受力 性能有很 大 的影响 ：强度衰减 得越
２４ 刚度 退化 ．
试验 实测各试 件每一 级荷 载时对应 点和每 一位 移第 一循 环峰值对应点 的刚度如 图３ 所示。 由图３ 见 ： 可 （ ）钢骨混凝土异形柱 的刚度退化呈现 明显 的 １ 非线性 ，随着 位移 的增 大而 递减 。当位移 较小 时 ， 刚度 迅速减小 ；位移 较大 时 ，刚度 减小 的速度较 为
４ ９
Ｉ ＥＴ Ｔ Ｎ／／ Ｓ ＲＡ Ｉ ／／论 文 Ｓ Ｏ
（ ）钢骨混凝 土异形柱 的位移廷 ｆ系数 较大 ， １ 生 向的强度衰 减并不 对称 ，通常反 向 比正 向大 ，说 明
均能满 足现行 抗震规范位移 廷 ｌ 生 系数 肛＞ 的要求。 ３
（ ２）钢骨 混凝 土 异形 柱 的极 限侧 移 角均 超 过 了 １ ３ ，完 全能 够满足现 行抗震规 范规定 的在 大震 ／０ （ 罕遇烈度地震 ）作用下 ，结构 的非弹性变形要小于 １５ 容许极限侧移角 限值 以防止结构倒塌 的要求 ， ／０ 可见钢骨混凝土异形柱具有较好的抗倒塌 能力 。
构件 的刚度 大 ，可 见 ，适 当提 高截面 的含 钢率 对提
【 参考文献】
由图２ 可见 ：
（） ２ 在正反 两个方向荷载作用下 ，钢 骨混凝土 异形 柱 的刚度变化规 律相 同 ，但 刚度 曲 不对称 ，
反 向刚度略大于正 向刚度。 （ ３）剪跨 比对 试件 的刚度 有 明显 影响 ，随着
（１）几 乎 所 有 试件 的强 度 衰 减都 在 Ｏ． 以上 ７
钢骨混凝土双偏压柱正截面承载力有限元数值分析
Ｘ ｅ Ｇａ ｇ ｕ ｎ
Ｘｕ Ｓ ｕａ ｇ ｈｆ ｎ
（ ａ ｔ ｎ ｅｓ ｙｏ ｏ ｎ ｔ ｌ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｂ ｏｏ ０ ４ １ ） Ｂ ｏｏ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｆ ｒｎａ ｄＳｅ ｃｎ ｌ ａ ｔ ｕ ｖ ｉ Ｉ ｅＴ ｇ ｕ １０ ０
（ ｉ ｎ ｅｓ ｙｏ ｒｈｔ ｔｒ ａ ｄＴ ｃ ｎｌｇ Ｘ ｎ ７ ０ ５ ） Ｘ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｆＡ ｃ ｉ ｃ ｅｎ ｅ ｈ ｏ ｙ ｉ １０ ５ ｎ ａ ｖ ｉ ｅｕ ｏ ａ
钢 骨 混 凝 土 结 构 是 以 钢 结 构 为 骨 架 并 外 包 钢 筋 混 凝 土
的 埋 入 式 组 合 结 构 ， 称 为 Ｓ Ｃ（ ｔ ｌ ｅ ｆ ｃｄ Ｃ ｎ ｒ ｅ 结 简 Ｒ Ｓｅ ｉ ｏ ｅ ｏ ｃｅ ） ｅＲ ｎｒ ｔ 构 。在 这 种 结 构 中 ， 钢 部 分 与外 包 钢 筋 混 凝 土 部 分 形 成 整 型
３ Ｏ Ｄ ｃ ｃ一 ６ ３． ６ ｅｓ ３ ０ Ｄｅ ｓ ３． ６ ｃ ｃ一 ７ ３ ０ Ｄｅ ｓ 一 ８ ３． ６ ｃｃ ３ ０ Ｄ ｃ ｃ一 ９ ３． ６ ｅｓ ２ ８ Ｄｅ ｓ ５＿ Ｏ ｃ ｃ一 １ ０
土 高 层 建 筑 的 重 要 构 件 ， Ｓ Ｃ 角 柱 。 在 地 震 作 用 下 ， 压 如 Ｒ 受
Ａｂ ｔ ａ ｔ ：Ｂａｅ ｎ ｔｅ ｔ ｓ ｏ ０ ｂ ａ ｉｌｙ ｌａ ｅ ＲＣ ｃ ｌ ｍｎ ，ｆｎｔ ｌ ｍｅ ｔ ｎ ｍｅ ｉａ ａｙ ｉ ｏ ｈ ｅ ｒ ｇ ｃ ｐ ｃ ｔ ｏ ｏ ｍａ ｓｒ ｃ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｔ ｆ １ ｉｘａｌ ・ｏ ｄ ｄ Ｓ ｏ ｕ ｓ ｉ ｉ ｅｅ ｎ ｕ ｒｃ ｌ ａ ｌ ｓ ｆｒ ｔ ｅ ｂ ａ ｉ ａ ａ ｉｙ ｆｎ ｒ ｌ ｅ ｎ ｓ ｎ
果与 试 验结 果 符 合 较 好 。
钢筋混凝土异形柱单向偏压力学性能有限元分析
钢筋混凝土异形柱单向偏压力学性能有限元分析异形柱(specially shaped column)是异形截面柱的简称。
这里所谓“异形截面”,是指柱截面的几何形状与常用普通的矩形截面相异而言。
异形柱是指截面几何形状为L形、T形和十字形,且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱。
它是从剪力墙、短肢剪力墙和框架结构中演化而来,与它们的设计之间既有可借鉴之处,也有不同的地方。
实践证明,异形截面柱能够有效的避免建筑物出现凸出的棱角、房间的有效利用面积增加、有效的减轻建筑结构的自身的重量,而且可以使建筑物内部的结构布局更加美观。
虽然异形截面柱有许多方面的优势,目前专家学者对异形柱的力学性能的研究取得一定研究成果,但是对异形截面柱偏心受压方面的研究相对较少。
近年来,随着钢筋混凝土异形柱结构体系的推广和应用,对于异形柱结构体系的研究成为国内混凝土结构领域的一项热门研究课题,所以开展对异形柱的研究对实际工程的相关应用有十分重要的意义。
由于钢筋混凝土异形柱结构体系的广泛应用,对于钢筋混凝土异形柱结构体系的探索与研究成为一项重要研究课题。
为了开展对钢筋混凝土异形柱在偏心受压作用下的力学性能的研究,本文第一步在建立相关文献的钢筋混凝土异形柱的有限元模型之后,对相关模型建立的正确性进行验证分析,在验证通过的基础之上,对不同影响因子作用下的大量构件进行模拟分析试验,研究关于偏心距、加载角、混凝土强度以及纵筋配筋率这四种影响参数对钢筋混凝土异形柱偏压力学性能的影响。
研究内容及结论包括:1.通过利用有限元分析软件ABAQUS,依据相关文献中的试验数据,建立钢筋混凝土异形柱的有限元模型,通过验证试验后得到的荷载-位移曲线、极限承载力来分析模型建立的准确性。
2.在验证分析有限元模型建立正确性的基础上,对钢筋混凝土异形柱的截面形式进行设计,设定相关试件参数,确定每种工况下所需要进行研究的试件参数,然后,分别建立有限元模型,得到偏心距、加载角、混凝土强度、配筋率该结构形式下的混凝土应力云图、钢筋应力云图和荷载-位移曲线;3.分别对比分析不同工况下异形柱的混凝土应力云图、钢筋应力云图和荷载-挠度曲线所发生的变化以及试件的破坏形态,确定异形柱在上述的四个工况下,单向偏压下力学性能的影响规律。
T形截面SRC异形柱有限元分析
［ 作者简介 ］ ‘ 许治斌 ｒ ８ ） 男 硕士研究生。 ９４ ， ， 。
四Ｊ１ 筑 Ｉ ２
第 ３ １卷 期
２ ” ．２ ０ ０：
１７ Ｏ
ｔ 孟 ｌ结 构 ・ ≥ Ｉ 攀≯ ｊ
性 ， 因 为 Ｔ形 柱 沿腹 板 对 称 ， 此 在 模 拟 中 只 需 模 拟 ０ 又 因 。～
行 理 论 分 析 。分 析 结 果 ： 钢 混 凝 土 Ｔ形 截 面异 形 柱 正 截 面 承 栽 力 随轴 压 比 的 增 加 先 增 大 后 减 小 ； 不 利 水 型 最 平 加 载 角 为 ０ ～ ０ ； 钢 形 式 对 正 截 面承 载 力 的 影 响 较 大 ； 合 理 的截 面 配 钢 率 下 ， 截 面 的承 载 力 随 截 面 。 ３ 。配 在 正 的 配 钢 率 增 大 而 显 著提 高 。
） 塑性 应 变 ： ＝ —ｏ Ｅ。 ； ｓｌ ｐ ／
试验采用“ 建研式” 加载 ， 使上下端 面保持水平 。试验 时
先 在 柱 顶 施 加 竖 向 荷 载 到 指 定 值 ， 后 施 加 水 平 荷 载 。水 平 然 荷 载 采用 荷 载 和 位 移 混 合 控 制 的 方 法 。 弹 性 阶 段 采 用 荷 载
） 真 实 ；
应 力 与 名 义 应 力 和 名 义 应 变 之 间 的 关 系 ：ｒ＝ … （ ｏ １
…
加载 ， ２ Ｎ为一级 ， 以 ０ｋ 循环一 次 ； 试件 屈服 以后 采用 位移控 制加 载 ， 以试件屈服时水平位移 的倍 数递增 ， 循环 ３次 ， 直到
２ ２ 单元 类型 、 ． 边界条件及 加载制度
ａ ２： ．３： 、 ４： 、 ３： 、 ２： ） （ ２３ １２： １６： １４： １设计第二组试件。 为研究配 钢率对 Ｔ形截 面 Ｓ Ｃ异 形柱正截 面承 载力的 Ｒ
钢管混凝土异形柱框架结构抗震性能分析
钢管混凝土异形柱将混凝土填充在钢管内，通过竖向钢板完成多个钢管混凝土柱之间的连接，并按照一定间隔用横向加劲肋板进行加固形成的[1]，其截面形状为不规则状态，例如T 型、L 型以及Z 型和混合型等。
钢管混凝土异形柱在建筑中应用性较好[2]，采用该异形柱作为建筑框架结构，施工后美观性较好，同时具有良好的承载性能[3]，可极大程度减轻结构自身重力；并且该类框架结构在施工和安装时，节能环保、施工效率较高[4]，能提升土地的使用效率，同时抗震性能和耐火性良好。
因此，钢管混凝土异形柱框架结构已在当下住宅建筑中广泛应用，例如工业厂房、多高层建筑以及超高层建筑等。
因为钢管混凝土异形柱框架结构是多个部分焊接、连接形成，在应用过程中，受到外力作用后，其力学变化情况较为复杂[5]；并且异形柱界面具有不规则的特殊性，用于建筑框架后的抗震性能尤为关键；该性能决定该类框架结构施工后，能否保证建筑在地震条件下的安全性[6]。
本文主要针对钢管混凝土异形柱框架结构抗震性能展开相关分析，为该类框架结构的应用提供相关依据。
1钢管混凝土异形柱框架结构抗震性能1.1钢管混凝土异形柱框架结构试件制备本文为分析钢管混凝土异形柱框架结构的抗震性能，设计3个钢管混凝土异形柱框架结构试件，该试件形状为H 型钢梁框架-人字形中心支撑结构，三个试件分别用S1、S2、S3表示，试件设计参数如表1所示。
表1设计参数详情支撑形式跨度/mm双人形2475按照表1的设计参数完成试件制备，制备时混凝土等级为C30，制备的框架中两主节点为外肋环板节点，异形柱中钢管的截面边长为78mm ，竖向连接板和异形柱高度一致，横向肋板尺寸为78mm×35mm×5mm 。
三种试件结构立面图相同，如图1所示。
制备的3种试件在轴心压力作用下，异型柱截面的受压承载力用N u 表示，其计算公式为：N u =m (f y A s +f c A c )（1）式中m 表示钢管混凝土异形柱中单肢柱的数量；f y 和f c 分别表示钢管屈服应力和混凝土抗压强度；A s 和A c 均表示截面面积，前者对应单肢柱钢管，后者对应混凝土。
论异形柱钢筋混凝土结构体系的分析
论异形柱钢筋混凝土结构体系的分析摘要：论文首先分析了钢筋混凝土异形柱框架结构的特点，并结合已有的试验研究成果，对异形柱结构设计中的某些基本方面进行分析和探讨，在此基础上提出设计的建议，供设计人员参考。
关键词：钢筋混凝土异形柱结构体系近年来, 我国住宅建设中钢筋混凝土异形柱结构以其独有的特点，受到了广大用户的普遍欢迎，并得到了广泛的发展，目前对异形柱结构方面的研究不断有所发展，对异形柱结构抗震性能的了解正在逐步深入，从而为异形柱的发展奠定了良好的科学试验与理论基础。
1、钢筋混凝土异形柱框架结构的特点钢筋混凝土异形柱框架结构是指框架柱采用肢长与肢厚比小于4 的L 形、T 形、十形截面柱与梁、楼板构成不露柱子的隐型框架承重结构，并采用轻质墙体作保温、隔热的围护结构的框架结构，其具有以下特点：a.改善使用功能，避免了普通框架结构体系屋角柱子棱角突出对室内观瞻及占用空间的影响；b.减轻结构自重，有利于抗震和节约基础投资；c.建筑出房率高于砖混住宅8%-10%；d.充分利用工业废料，避免毁田，节约能源。
2、结构体系的选择钢筋混凝土异形柱结构，由于异形柱肢厚一般与填充墙同厚，柱隐藏于墙中，因此较适宜用于含有较多隔墙的住宅及办公类建筑。
合理地选择结构构件截面的几何形状，使其不能形成侵蚀性物质的停留区；暴露在外的构件，有可能遇到雨、溶雪或排水管落下的水时，应力求外形简洁，尽量减少暴露的表面积，外表面做成不会积水，对有可能受雨淋或积水的水平表面做成斜坡，有利于排水。
3、注重板与柱的混凝土强度不等的问题在实际工程中，板与柱的混凝土强度不等是司空见惯的，同时也是合理的。
现己普遍在柱中采用高强混凝土，而在板中使用普通混凝土。
在柱中采用高强混凝土，可以减小柱子截面，增加建筑物的使用面积。
虽然，已有文献研究证明，在板柱结构的板中采用高强混凝土，可以提高板柱连接的受冲切承载力，甚至增强板柱连接的延性，但由于板的受冲切承载力与混凝土的抗压强度的(1/2~1/3 ) 次方根成比例，增加混凝土强度对提高板的受冲切承载力并不显著，加之目前国内外规范有关板柱冲切的承载力计算公式是建立在混凝土强度变化范20~45Mpa 的试验基础之上的，因此在板中采用高强混凝土是不适当的，同时也是不经济的。
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ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｙ ａ ｒ ｅ ｗ ｔ ａ ｈ ｏｈ ｒｗｅ１ ｎ ，ｔ ｅ ｒ ｓｌｓ ｈ ｗ ｈ ｔ ｅ ｇ ｅ ｉ ｅ ｃ ｔ ｅ ｌ ｔ ｈ ．
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ： ｓ ｅ ｉｌ— ｓ ｐ ｄ Ｓ． Ｒ． Ｃ ｃ ｌ ｍｎ； ｕ ｔｍａｅ ｙｗ ｒ ｐ ｃａ ｈａ ｅ ｏｕ ｌｉ ｔ
在本文 中，通过钢筋 的计算 截面 面积来 定 义 ＬＮ ８单 ＩＫ
元 ； 了 实现 偏 心 荷 载 的 施 加 而 设 计 的 方 块 端 头 ， 由 于 它 为 的 受 力 情 况 并 不 是 本 文 的 研 究 重 点 。 同 时 ，为 了保 证 方 块
端头不先于研究构件 破坏 ，可通过 在带 筋 Ｓ ＬＤ ５单 元的 Ｏ Ｉ６ 实 常 数 中设 置 钢 筋 体 积 率 为 一 常 数 ，来 模 拟 端 头 中 的 钢 筋
施加相应实验荷载时的应力及应变。
２ １ 年 第 ３期 ０ １
第３ ７卷 总 第 １ １期 ６
Ｓｉｈｕ ｎ Ｂｕｉ ｎ ａ ｅ ｉ ｓ ｃ ａ ｌ ｇ Ｍ ｔ ｒａｌ ｄｉ
ｌ之材 ・ Ｊ
・６３ ・
２ １ 年 ６月 ０１
钢 骨 混 凝 土 异 形 柱 承 载 力 有 限元 分 析
张 欢 欢 ，樊 晓 刚
（ 西安 建筑科 技 大学 土木 工程学 院 ，陕西 西 安
研 究 ［ ． 京 ： 国水利 水 电出 版 社 ，０６，． Ｍ］北 中 ２０ １
［ ］ 杨德磊． ５ 钢骨混凝土 不等肢 Ｌ形截 面异 形柱正截 面承载力 研 究［ ． Ｄ］ 南宁： 广西大学 ，０６ ２０ ． ［ ］ 陈宗平 ， ６ 赵鸿铁 ， 薛建阳 ， 康希 良． 型钢混 凝土异形柱截 面配钢 分析［ ］ 哈尔滨工业大学学报 ．０５，３ ） １８—１ １ Ｊ， ２０ （ ７ ：２ ３． ［ ］ 周建中 ， ７ 陆春阳 ， 苏益声 ， 钢筋硅不等肢 Ｌ形 异形柱承载力 等． 的理论研究 ［］ 西安建筑科技大学学报 ，０ １３ （ ） Ｊ． ２０ ，３ ２ ．
上升段 ： ≤ 占 ， ： ［ 。一（ ＿ （ ０ ｏ ２ ＿ 。 ］ ０＝００ ２ ｒ ） ．０ ）
０ ０
用 于桥梁 、隧道 、及各种钢筋混凝 土建 筑和钢结构。
下 降段 ： ≤ ８≤ ８ ， ＝ （ ＝００ ３ ） ． ０ ８ 型钢 和钢筋 ： 泊松 比）取 ０ ３ （ （ ． 屈服 强度 ） （ 限 极
大 的 功 能 和 容 易 掌 握 的 特 性 ， 目前 已 被 土 木 工 程 师 广 泛 应
碎选 项 ， 它 参 数取 系统 默 认 值 。 构 关 系 采 用 美 国 Ｅ 其 本
Ｈ ｇ ｅｔｄ 建议的模 型 ， ｏ ｎｓ ａ 不考 虑下 降段 ， 曲线 图如下 图 ２ 其
所示 。
Ｎ
构件 配 异 形 柱极 限 异 形柱 极 限
（ Ｓ Ｓ ＡＮ Ｙ ）
ｌ ４ ７ ％ ． ９ ２ ４ ６ ８ ｋＮ
（ Ｅ Ｔ） Ｔ Ｓ
２ ３ ４ ０ ｋＮ ９． ％ Ｏ
４ 结
论
从 以上 对 比结 果 可 以看 出 ，Ａ Ｓ Ｓ分 析 结 果 与 试 验 结 ＮＹ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ａ ｅ ｈ ｏ ｅ ＡＮ Ｙ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓ ｆｆ ｉ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｓｐ ｐ ｒｃ ｏ ｓ Ｓ Ｓ ａ ｈ ｅ ｋ ｏ ｎ ｔ ｉ ｅ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｔ ｎ ｙ ｉ ｔ ｏ ｅ ３ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｏ ｈ ａ ｉ ｆ ｌｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ｏ ａ ａ ｓｓ ｈ ｓ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓ ｏ ｌ
３ ５９ ０ ．４ ４２ ．１ ３
Ｅ（／ Ｎ ｍｍ２ ）
２ １ ７ ９×１ ５ ２ ８ ０
．
为 了能 与 实 验 结 果 进 行 有 效 比较 ，本 文 在 采 用 Ａ Ｓ Ｓ ＮＹ 对 构 件 进 行 有 限元 分 析 时 ，设 计 了 与 文 献 ［ ］ 完 全 相 同 的 ５
摘 要 ：本 文 以 Ａ Ｓ Ｓ 为 工 具 ，在 选 取 适 当的 单 元 ＮＹ 作
７０５ ） １０ ５
试 件 ，为 了 防止 Ｌ形 构 件 在 承 受 竖 向 集 中 荷 载 和 弯 矩 作 用
类 型 、本 构 关 系及 破 坏 准 则 的 基 础 上 对 钢 骨 异 形 柱 进 行 了 有 限元 仿 真 分 析 ，将 分 析 结 果 与 试 验 结 果 对 比 ， 两 者 吻 合 较 好 。 结 果证 明 ：使 用 Ａ Ｓ Ｓ对 钢 骨 混 凝 土 异 形 柱 进 行 有 ＮＹ
混凝土 ： （ ／ 泊松 比）取 ０ ２ 为了能与文献［ ］进行有效 ｘ ．， ５
对 比， （ 弹性模量 ） （ 抗压强度 ）和 （ 拉强度 ）均 取文 抗 献［ ］中试验 的实测 值 ， 别为 ：． ５ 分 ３ ５×１ ａ ４ ．７ ａ ０ＭＰ 、０ １ＭＰ 、 ３ ６ ＭＰ （ ．６ ａ 张开裂缝剪切传递 系数）取 ０ ４ （ ． 闭合 裂缝
２ ４ 有 限元 模 型 的 创 建 ．
分 析结 果 于 实 验 结 果的 对 比 钢 骨 混凝 土 钢 骨 混凝 土
本 文 采 用 分 离 式 模 型 对 构 件 进 行 全 尺 寸 建 模 。 试 件 的
Ａ Ｓ Ｓ模 型 如 图 ４所 示 。 ＮＹ
Ｖ 构编 率 承力１承力 Ｉ２－１１ｌ 件号钢 载Ⅳ 载 — ２＿ ｏ ｆｏ ×％
１ 有 限元分 析
强度 ） （ 、 弹性模量）的取值采用与文献 ［ ］ ５ 相同。 具体取值
见 表 １ 示 。 构关 系 采 用 图 ３所 示 的 双 斜 线 弹 塑 性 模 型 。 所 本
Ｆ ｓ
＋ Ｘ ２中 ２５
图 ２混 凝 土压 应 力 一应 变曲 线 关 系 图 ３钢 筋 应 力 一应 变 曲线 关 系
Ｙ
表１ 钢 材类
型 钢 和 钢 筋 各 项 性 能 实 测 值 直 径 型 （ 屈 服 强 度 极 限 强 度 弹性 模 量
图 １ 试 件 立 体 图 、 面 尺寸 、 铜 配 筋形 式及 加 栽 点 位 置 示意 图 截 配
ａ ｒｍ）
８
（ ／ ｍ 厂 （ ／ Ｎｍ ） ⅡＮ ｍｍ ）
３Ｏ ０ ７ ．
５４ ５
５０５ ６ ．
２ ３ ６ ７×ｌｓ ．６ ６ Ｏ
２ １ ６ ７×ｌ ｓ ．７ ４ Ｏ
・
６ ・ ４
２ １ 年 ６月 ０１
Ｓｉｈ ａｎ Ｂｕｉ ｉｇ Ｍ ａｔｒａｌ ｃｕ Ｍｎ ｅｉ ｓ
表２
ｔ之材 ・ Ｊ
２ １ 年 第 ３期 ０１
第 ３卷 ７ 总第 １ １ ６ 期
果是比较一致的 ，说明通过在 Ａ Ｓ Ｓ中选取合适的单元类 ＮＹ 型 、参数设置 、本 构关系 以及破坏 准则 ，可对钢 骨混凝 土 异形柱进行有限元分析 。
图 ４ 试件的有限Байду номын сангаас模 型
参 考 文 献
［Ｄ：６ ７ ］ Ｉ ５２
２ ５ 施 加 荷 载 ．
［ ］ 宋怀金． １ 桁架式钢骨混凝 土不等肢 Ｌ形截 面异形柱 正截面承 载力研究 ［ ． Ｄ］ 南宁： 广西大学 ，０５ ２０ ．
ｃ ｌ ｍ ｎ ｏ ｈ ｅ ｒ ｎ ａ ａｃｔ ｏｕ ｓ ｆ ｒ ｔ ｅ ｂ ａ ｉ ｇ ｃ ｐ ｉｙ
ＺＨＡＮＧ Ｈｕ ｈｕ ａｎ ａｎ， ＦＡＮ Ｘｉｏ ａｎ ａ ｇ ｇ
在本文 中混凝土 、型钢 、纵 向受 力钢筋 分别采 用 Ｓ Ｌ Ｏ－ Ｉ６ Ｄ ５单 元 、Ｓ ＬＤ ５单 元和 ＬＮ ８单 元来 模拟 ，而方 块端 Ｏ Ｉ４ ＩＫ 头则用带筋的 Ｓ ＬＤ ５单元来模拟 。 Ｏ Ｉ６
作 者 简 介 ： 欢 欢 （ ９ ４一 ）， ， 南 焦 作人 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 张 １８ 男 河 硕 研 为高层建筑结构设计及抗震。
Ｉ０ ｔ
圆钢
３ ３９ ８ ．６
４６５ ７ ．
２ ５ ６ ５×１ｓ ．６ ６ ０
螺 纹 钢
螺 纹 钢
１ ２
２ ５
３４ ６ ８ ．
２ ２ 定 义 单 元 实常 数 ．
（ ｃｏｌｆＣｖ ｎｉｅｒ ｇ，Ｘ ’ａ ｎ ｅ ｉ Ａｃｉ ｃ ｒ Ｓｈ ｏ ｏ ｉ ｌ ｇｎｅ ｎ ｉＥ ｉ ｉ ｎＵ ｉ ｒｔ ｏ ｒ ｔ ｔ ｅ ｖ ｓｙｆ ｈｅ ｕ ａｄ Ｔｃｎｌ ｙ ｉｎ７ ０５ ，Ｃ ｉ ） ｎ ｅｈｏｏ ，Ｘ ＂ １０ ５ ｈｎ ｇ ａ ａ
为 与 实 验 结 果 进 行 有 效 比较 ，加 载 方 式 也 应 与 实 验 相
［ ］ 王勖成． ２ 有限单元法 ［ ． Ｍ］北京 ： 清华大学出版社 ， ０ ． ２ ３ ０
［ ］ 郝文化 ． Ｓ Ｓ土木工程应 用实例 ［ ． 京： ３ ＡＮ Ｙ Ｍ］ 北 中国水利 水电
出 版社 ，０ ５ ２０ ．
［］ 陈宗平． ８ 析架 式 钢 骨 的混 凝 土 异 形 柱 一 不 对 称 Ｔ形 截 面 正 截
数 ，为使计算容易 收敛 ，迭代 的误差取 ５ 。输出选项设置 ％
为 ：输 出所有子步 的所有结果 。
２７ ． 后 处理
在 Ａ Ｓ Ｓ分析结果 中，提取构 件中截面上所有节 点在 ＮＹ ｘ和 Ｙ方 向的最大位移 值 ，记录裂缝 位置及 相应 的的荷 载 大小 、观察在构 件加载 破坏过 程 中混凝 土 、型钢和钢筋 在
同 ，采用等效节点荷载法加载。
２６ 求 ． 解
本 文 对 构 件 进 行 静 态 分 析 ，可 采 用 经 修 正 Ｎ ｗｏ ｅｔ ｎ—
［ ］ 尚晓江， ４ 邱
峰， ． Ｎ Ｙ 等 Ａ Ｓ Ｓ结 构 有 限 元 高 级 分 析 方 法 与 范 例
Ｒ ｐ ｓｎ迭代法进行求解 。可开启时间步长选项及二分法来 ａ ｈｏ 提高求解 速度。采 用节点力 作为收敛 标准 ，取 ｌ ｌ 范 Ｉ ｌ Ｐ