椭圆钢管混凝土压弯扭复合受力性能及承载力计算方法研究

作     者：王静峰 陶书庆 沈奇罕 盛鸣宇 WANG Jingfeng;TAO Shuqing;SHEN Qihan;SHENG Mingyu

作者机构：合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 合肥工业大学安徽省先进钢结构技术与产业化协同创新中心合肥230009 

出 版 物：《建筑钢结构进展》 (Progress in Steel Building Structures)

年 卷 期：2022年第24卷第9期

页      面：45-55页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51478158) 中央高校基本科研业务费专项资金(JZ2021HGQA0249、JZ2021HGTA0156) 

主　　题：椭圆钢管混凝土 复合受力 参数分析 破坏模式 简化计算公式 

摘      要：为研究椭圆钢管混凝土构件在压弯扭共同作用下的受力性能,基于椭圆钢管核心混凝土等效本构模型,通过ABAQUS有限元软件建立了椭圆钢管混凝土构件在压弯扭复合受力作用下的有限元分析模型,并利用已有的试验数据验证了模型的准确性和可行性;系统分析了约束效应系数、轴压比、弯矩比和扭矩比等关键参数对其T/Tu-M/Mu曲线、T-θ曲线和破坏模式的影响规律,最终提出了椭圆钢管混凝土构件在压弯扭复合受力作用下的承载力计算公式。研究结果表明:在一定范围内初始轴压比的提升会使构件的抗扭强度与纯扭构件相比有所提升,而当初始轴压比过大则会显著降低构件的抗扭强度;构件初始弯矩比的增加会使其抗扭强度持续降低;在轴力与弯矩的同时作用下,各自效果依然存在。通过提出的承载力简化计算公式的理论计算值与有限元分析结果的对比,表明该公式可用于评估椭圆钢管混凝土构件在压弯扭复合受力下的极限承载力。研究结果将为椭圆钢管混凝土在实际工程中的设计和应用提供科学依据。