H型钢连接方钢管混凝土组合柱简化模拟方法*

闫翔宇 张天柱 张 希 陈志华, 3 亢景付,3

(1.天津大学建筑设计规划研究总院有限公司， 天津 300073； 2.天津大学建筑工程学院， 天津 300072； 3.天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学)， 天津 300072)

0 引 言

钢板连接是目前方钢管混凝土组合异形柱(SCFT柱)常用的连接方式[1-2]，但钢板连接式SCFT柱存在加工制作时板件不易准确定位、焊接对板件变形影响较大、受压时板件易屈曲等问题。H型钢连接[3]代替钢板，克服了上述技术难题，但缺乏便于工程运用的模拟计算方法。

在SCFT柱模拟方法的研究中，陈志华、荣彬等[4]提出了壳-实体计算模型，结果较准确但计算速度一般；周婷[5]提出了一种双单元简化模拟方法，即混凝土和连接缀条采用杆单元Link 8，钢管采用梁单元Beam 188，此种方法无法模拟SCFT柱压弯状态；周婷、蒋宝奇等[6]提出了双梁-壳单元简化模型，钢管和混凝土采用梁单元B31，连接钢板采用壳单元S4R模拟，适用于模拟压弯状态，但单钢板在简化模型中与实际构造不符；赵炳震等[7-8]提出的实建截面法可以有效地模拟SCFT柱各单肢的不同受力状况，但缺乏考虑SCFT柱中连接板实际构造和尺寸的影响。

为考虑构件实际截面并合理确定简化模型中等效连接板厚度，本研究提出基于等效刚度换算的双梁-单壳单元简化模型，给出等效连接板厚度计算方法，拟通过模型试验与有限元分析的对比验证提出的SCFT柱模拟方法的准确性，并建立组合柱框架计算模型，研究简化模拟方法在整体结构分析和设计中的应用效果。……