空腹箱形钢骨混凝土构件的抗扭性能研究.pdf
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1、2 0 1 3年 第 1 O 卷 第 1期 深 圳土 木与建筑 V O L 1 O N O 1 2 0 1 3 空腹箱形钢骨混凝土构件 的抗扭性能研究 陈宜言 尧 国皇 ( 深圳市市政设计研究院有限公司) 【 摘要l :基于合理 的材料本构关系模型 ,利用 A B AQU S软件对空腹箱形钢骨混凝土构件在扭转荷载作用 下的荷载一 变形关系曲线进行 了计算,计算曲线与实验曲线进行 了比较,基本吻合。在 此基础 上,对 空腹箱 形钢骨混凝土纯扭构件的工作性能进行 了分析可知 ,这类构件具有较好 的延性性能。本文的研 究成果可 为 相 关研 究提供参考。 I 关键词l :空腹箱形钢骨混凝土;纯扭 ;
2、荷载一 变形关系;有限元法 1前 言 钢骨混凝土构件具有承载力高、延性好、刚度 大 、抗火性能好等诸多优点,在实际工程应用较为 广 阔。目前对于常规的工字型和十字型钢骨混凝土 的研究报道已经比较多见,相应的计算理论也 日趋 完善 ,但对于采用空腹箱形钢骨混凝土 ( 典型截 面如 图 1 所示 )的研究 尚少见报道。与普通 的钢骨 混凝土梁相比,空腹箱形钢骨混凝土能够获得更高 的强度和重量 比,当用作逆作法水平支撑构件时, 在混凝土未浇注之前,空腹钢箱具有 比普通钢骨更 大 的平面外刚度, 施工时减少支撑, 加快施工速度, 且钢箱 内部中空 ,有利于管道和线路预埋 。同时空 腹箱形钢骨混凝土具有
3、截面开展 、抗弯刚度大、自 重轻 和防火性能好等特 点,也适用作海洋平 台支 架柱和桥墩 ,因此这类构件具有很好的工程应用前 景 。 以往 ,文献 2 进行 了空腹箱形钢骨混凝土梁的 试验研究,研究结果表 明,这类构件具有较好 的承 载能力和延性 。文献 3 进行了 5个空腹箱形钢骨 混凝土纯扭构件滞回性 能的实验研究,实验考虑的 主要参数为截面尺寸和钢管外混凝土厚度,研究了 这类构件耗能能力和刚度退化规律 。但这类构件抗 扭性能的理论分析少见报道,研究其抗扭性能有助 于对这类构件在压、弯 、扭复合受力状态下工作性 能的了解 。 文献 2 的研究成果为本文研究提供 了珍贵的 实验数据,本文利用
4、 A B A Q U S软件对空腹箱形钢骨 混凝土构件在受扭矩作用下的荷载一 变形关系 曲进 行计算,计算结果与实验结果基本吻合,在此基础 上,对空腹箱形钢骨混凝土的纯扭构件工作性能进 行了分析。本文研究方法和结论为为相关研究提供 参考 。 2有限元计算模型 钢管和钢筋采用 A B A O U S软件4 中提供等 向弹 塑性模型,满足 V o n M i s e s屈服准则,这种模型多 陈宜言,深圳市政府特殊津贴专家、教授级高级工程师 E - m ai 1 : c h e n y y s z m e d i t o m a n 形钢骨 钢筋混凝土 图 1空腹箱形钢骨混凝土典型截面 用于模拟金属
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