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本文以ABAQUS为平台,建立一套分析钢管混凝土的有限元模型。其中核心混凝土采用混凝土损伤塑性模型,钢管采用弹塑性模型,界面采用节理模型。在轴压、纯弯和压弯情况下分析钢管混凝土柱力学性能受混凝土强度、含钢率和钢材屈服强度等参数的影响规律及其破坏机理。具体的工作有以下几个方面: 1.模型验证 选取有代表性的Kupfer混凝土双轴材料试验,使用混凝土损伤塑性模型进行计算模拟,计算结果与试验结果具有较好的一致性,说明混凝土损伤塑性模型能够很好地模拟混凝土力学性能。 选取有代表性的轴压、压弯钢管混凝土结构试验,使用建立的有限元模型进行计算分析,并与试验结果相比较。结果表明,两者具有较好的一致性,从而验证了建立的模型能较好地模拟钢管混凝土极限承载力和破坏全过程。 2.力学性能分析 用建立的有限元模型进行计算分析在轴压、纯弯和压弯三种情况下混凝土强度、含钢率和钢材屈服强度对方钢管混凝土极限承载力的影响。在含钢率相同情况下,与圆钢管混凝土比较承载力以及荷载位移曲线的差别。 轴压情况下,采用节理模型考虑界面影响,界面之间随机挖去一定比例单元,模拟空隙率影响。压弯情况下,计算分析方钢管混凝土构件受偏心距、轴压比以及长细比等参数的影响,并分析随轴压比增大延性降低,结构变脆的机理。 3.提高承载力措施 在上面分析的基础上,提出一种提高方钢管混凝土极限承载力和延性的方法,即采用对穿钢筋锚固。计算分析结果表明,该方法效果明显。