加载条件变化对圆端形钢管混凝土短柱应力迁移的有限元分析

李 兵，谢 晋，杨永生，佟 舟

(1.沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁 沈阳 110168；2.沈阳建筑大学学报编辑部，辽宁 沈阳 110168；3.沈阳城市建设学院土木工程系，辽宁 沈阳 110167)

钢管混凝土结构具有强度高、抗火性能强，同时可以改善混凝土结构性能的特点[1-3]，如何改进钢管混凝土结构的性能成为研究热点，例如改进混凝土性能、本构模型；改变钢管混凝土结构形式；改变钢管混凝土结构外部环境；钢管混凝土柱与梁之间的连接[4-8]。而圆端形钢管混凝土柱同时还拥有较小的流体阻力系数和合理的主、次轴分布等优点，因此钢管混凝土构件被广泛应用于各种建筑形式中[9]。针对圆端形钢管混凝土柱，任志刚等[10]研究了圆端形钢管混凝土中长柱的轴压性能。沈奇罕等[11]研究了圆端形椭圆钢管混凝土柱在单点轴向局部压力作用下的力学性能。王静峰等[12]研究了圆端形钢管混凝土短柱的受剪性能。任志刚等[13]研究了圆端形钢管混凝土柱的纯弯性能。马贤峰[14]研究了椭圆钢管混凝土柱的抗震性能和计算方法。王凤芹等[15]研究了椭圆钢管混凝土中、长柱轴压性能。

现阶段对钢管混凝土结构的研究中发现，当圆端形钢管混凝土结构受外界荷载作用时，存在应力分布不均现象，导致圆端形钢管混凝土结构承载能力下降。笔者针对这种情况，提出分别在圆端形钢管混凝土结构中心位置设置加载垫块和在两端半圆形钢管圆心位置设置两个加载垫块，通过改变垫块形状，得出不同垫块形状对圆端形钢管混凝土结构性能影响;借鉴钢骨-钢管混凝土结构形式，提出在圆端形钢管混凝土短柱内部加入型钢，以改进圆端形钢管混凝土短柱的性能。……