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: 刘迎春 卢召红 周利剑 张文福 徐智超 沈晶 王滨洲 计静
• 来源期刊: 东北石油大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 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
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 建筑科学
• 页码范围: 106-116
• 页数: 11页
• 分类号: TU324.5
• 字数: 6469字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4107.2017.01.011

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.