考虑有效混凝土强度的中空夹层钢管混凝土短柱轴压性能研究

作     者：闫西峰 郝际平 赵衍刚 

作者机构：北京工业大学城市建设学部 西安建筑科技大学土木工程学院 神奈川大学建筑工程系 西安建筑科技大学结构与抗震教育部重点实验室 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2023年

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：国家自然科学基金项目(51878541,51738001) 中国博士后科学基金资助项目(2022MD713787) 

主　　题：中空夹层钢管混凝土 纤维梁单元模型 折减效应 短柱 承载力 

摘      要：随着混凝土强度的提高，因为混凝土的脆性导致其强度折减而降低利用效率。然而，现存的中空夹层钢管混凝土(CFDST)柱数值分析模型并没有考虑混凝土强度的折减效应，导致这些模型在分析高强度混凝土填充CFDST柱的性能时出现较大的离散性，从而影响实际工程设计。为了更加有效和准确地分析CFDST柱的力学性能，本文建立了考虑有效混凝土强度的CFDST轴压短柱纤维单元分析模型，同时，一个考虑混凝土脆性对混凝土强度影响的强度折减系数被引入在该模型中。进一步，通过对比作者的前期试验结果和收集的试验数据，以及现有的纤维单元分析模型，验证了本文提出的纤维单元分析模型具有较高的预测精度。基于验证的纤维单元分析模型，研究了各柱子参数对CFDST柱轴压性能的影响，结果发现：混凝土强度、空心率、外钢管屈服强度和外(内)钢管径厚比影响CFDST柱的承载力和延性，而内钢管屈服强度仅影响CFDST柱的承载力而对延性几乎没有影响。最后，基于试验和数值分析结果，提出了CFDST柱轴压承载力计算公式，并与试验和数值结果吻合较好。