矩形钢管混凝土翼缘的H型蜂窝组合柱特征值屈曲性能

作     者：计静 徐智超 张文福 沈晶 周利剑 刘迎春 卢召红 王滨洲 

作者机构：东北石油大学黑龙江省防灾减灾工程与防护工程高校重点实验室黑龙江大庆163318 南京工程学院建筑工程学院江苏南京211167 大庆油田有限责任公司第二采油厂黑龙江大庆163414 中国石油天然气股份有限公司东北销售分公司辽宁沈阳110013 

出 版 物：《东北石油大学学报》 (Journal of Northeast Petroleum University)

年 卷 期：2017年第41卷第1期

页      面：106-116页

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(新教师类:20122322120004) 国家自然科学基金项目(51178087) 国家自然科学基金东北石油大学校培育基金项目(NEPUPY-1-16 NEPUQN2014-25) 黑龙江省自然科学基金面上项目(E201336) 黑龙江省级领军人才梯队后备带头人资助(RCHB-6) 中国石油科技创新基金项目(2016D-5007-0608) 东北石油大学校级研究生创新科研项目(YJSCX2016-031NEPU) 黑龙江省教育厅科研专项经费东北石油大学优势科研方向凝练基金项目(2016YSFX-02) 

主　　题：H型蜂窝组合柱 钢管混凝土 ABAQUS 特征值屈曲 屈曲荷载 设计建议 

摘      要：为研究矩形钢管混凝土翼缘的H型蜂窝组合柱(STHCC)稳定性能,以截面形式、约束条件、构件长度和混凝土强度等级为主要参数,设计11根不同截面形式的H型蜂窝钢柱及18根STHCC构件;基于构件的简化力学模型和本构模型,利用ABAQUS有限元软件建立29根试件的有限元模型,开展构件的特征值屈曲分析,将有限元数值解与实验数据进行对比,两者吻合较好,验证有限元建模方法的合理性。基于18根STHCC构件特征值屈曲分析,提取变形云图和屈曲荷载,考察屈曲荷载随截面形式、构件长度、约束方式、混凝土强度等级和加劲肋的变化规律,给出STHCC在实际工程中的设计建议。结果表明:STHCC构件的整体稳定性比普通H型蜂窝钢柱、钢管翼缘的H型蜂窝钢柱的好,在相同用钢量条件下,屈曲荷载分别提高1.88、1.23倍;在STHCC构件钢管翼缘内设置加劲肋后,屈曲荷载提高1.31倍,合理设置加劲肋可以大幅提高组合柱的整体稳定性。随着混凝土强度等级的增加,构件屈曲荷载提高幅度越来越小。根据有限元数值解,通过简化混凝土影响系数建立STHCC构件的屈曲荷载计算公式,获得的屈曲模态为该类组合柱非线性稳定性能提供初始缺陷形态。