椭圆钢管柱受压性能研究进展 被引量：15

1

作者 孙波 童乐为 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2013年第2期76-81,103,共7页

为了促进中国椭圆钢管结构的研究与应用,通过对国外椭圆钢管的应用和研究相关文献的调研与分析,归纳总结了椭圆钢管柱的截面特性、截面分类以及在轴压和压弯荷载作用下的结构性能等问题,发现目前国外对于椭圆钢管的研究主要关注单个构... 为了促进中国椭圆钢管结构的研究与应用,通过对国外椭圆钢管的应用和研究相关文献的调研与分析,归纳总结了椭圆钢管柱的截面特性、截面分类以及在轴压和压弯荷载作用下的结构性能等问题,发现目前国外对于椭圆钢管的研究主要关注单个构件的受力性能,对于椭圆钢管结构节点性能及椭圆钢管混凝土柱性能的研究将是未来研究的重点。 展开更多

关键词 椭圆钢管 工程应用 受压性能 压弯性能 截面特性

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椭圆钢管混凝土轴压短柱承载力分析 被引量：5

2

作者 杜文超 赵均海 +1 位作者 张常光 殷佳 《混凝土》 CAS 北大核心 2016年第4期46-49,共4页

采用统一强度理论,考虑材料拉压比和中间主应力的影响,引入考虑尺寸效应的有效约束系数,建立了椭圆钢管混凝土轴压短柱的极限承载力计算式。将计算式计算结果与文献资料数据及相关文献的计算结果进行对比,吻合良好,验证了计算式的正确... 采用统一强度理论,考虑材料拉压比和中间主应力的影响,引入考虑尺寸效应的有效约束系数,建立了椭圆钢管混凝土轴压短柱的极限承载力计算式。将计算式计算结果与文献资料数据及相关文献的计算结果进行对比,吻合良好,验证了计算式的正确性。影响因素分析表明:椭圆钢管混凝土轴压短柱的极限承载力随参数b的增加而增大,随长短轴之比m/n的增加而减小。所得结果可为椭圆钢管混凝土轴压短柱的设计、施工及推广提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 统一强度理论 椭圆钢管混凝土 轴压短柱 极限承载力

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圆端形椭圆钢管混凝土受扭性能数值分析及抗扭承载力计算 被引量：14

3

作者 王静峰 於忠华 +1 位作者 沈奇罕 江汉 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2018年第3期7-15,共9页

为探究圆端形椭圆钢管混凝土构件的受扭性能和抗扭承载力计算方法,采用ABAQUS建立了圆端形椭圆钢管混凝土构件在纯扭作用下的有限元分析模型。为解决核心混凝土本构关系问题,提出了一种关于圆端形椭圆钢管核心混凝土本构关系的新等效方... 为探究圆端形椭圆钢管混凝土构件的受扭性能和抗扭承载力计算方法,采用ABAQUS建立了圆端形椭圆钢管混凝土构件在纯扭作用下的有限元分析模型。为解决核心混凝土本构关系问题,提出了一种关于圆端形椭圆钢管核心混凝土本构关系的新等效方法,利用已有试验结果验证了等效方法的可行性和数值分析模型的准确性。开展了纯扭作用下圆端形椭圆钢管混凝土构件性能的参数分析,研究参数包括钢材强度、混凝土强度、含钢率、长短轴比和截面尺寸等。揭示了圆端形椭圆钢管混凝土构件在纯扭作用下的受力机理,提出了圆端形椭圆钢管混凝土构件的抗扭承载力简化计算公式。结果表明:构件抗扭承载力随钢材强度、截面尺寸、含钢率增大而增大,随长短轴比增大而减小;研究成果将为圆端形椭圆钢管混凝土构件的设计提供参考。 展开更多

关键词 圆端形椭圆钢管混凝土 受扭性能 有限元分析 受力机理 抗扭承载力

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截面短长轴比对椭圆钢管混凝土柱抗爆性能影响 被引量：2

4

作者 齐宝欣 刘雪微 任庆新 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期202-210,共9页

目的 研究椭圆钢管混凝土柱抗爆性能,分析截面短长轴比对其抗爆性能的影响。方法 利用LS-DYNA有限元软件建立TNT炸药-空气-椭圆钢管混凝土柱-刚性地面整体三维实体有限元模型,分别从短轴和长轴两个方向进行起爆设置,探究椭圆钢管混凝土... 目的 研究椭圆钢管混凝土柱抗爆性能,分析截面短长轴比对其抗爆性能的影响。方法 利用LS-DYNA有限元软件建立TNT炸药-空气-椭圆钢管混凝土柱-刚性地面整体三维实体有限元模型,分别从短轴和长轴两个方向进行起爆设置,探究椭圆钢管混凝土柱受爆炸荷载作用后冲击波传递特性。结果 与双向刚度相同的柱子相比,椭圆钢管混凝土柱抗爆冲击波反射、衍射作用更为复杂;椭圆钢管混凝土柱沿长轴迎爆的抗爆性能明显优于沿短轴方向;绘制短长轴比-柱中侧向位移曲线,根据短轴方向与长轴方向抗爆性能差异,提出了设计宜采用的短长轴比为0.6~1.0;沿短轴向施加爆炸荷载时,短长轴比设计值不应小于0.4。结论 得出了不同短长轴比下构件破坏形态,进一步提出了采用短长轴比0.4~0.6内的椭圆钢管混凝土柱时,应采取加固措施。 展开更多

关键词 短长轴比 椭圆钢管混凝土柱 抗爆性能 变形规律 动力响应

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椭圆钢管混凝土柱抗震性能试验与分析 被引量：6

5

作者 王静峰 华正茂 +1 位作者 沈奇罕 马贤峰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期38-51,62,共15页

为探究椭圆钢管混凝土构件的抗震性能,文章开展椭圆钢管混凝土柱在水平低周往复荷载与轴力共同工作下的拟静力试验,研究轴压比和混凝土强度等参数对其抗侧承载力、刚度、延性和耗能等抗震力学性能的影响规律,揭示椭圆钢管混凝土柱在水... 为探究椭圆钢管混凝土构件的抗震性能,文章开展椭圆钢管混凝土柱在水平低周往复荷载与轴力共同工作下的拟静力试验,研究轴压比和混凝土强度等参数对其抗侧承载力、刚度、延性和耗能等抗震力学性能的影响规律,揭示椭圆钢管混凝土柱在水平低周往复荷载作用下的主要破坏形态与受力机理;同时结合椭圆截面特征和代码编程,开发基于OpenSees有限元软件的椭圆钢管混凝土柱精细化分析模型,并将计算结果与试验进行分析对比,验证有限元模型的准确性和可行性,进而明确椭圆钢管混凝土柱相对于普通钢管混凝土构件的抗震性能特征,并系统开展材料和几何等诸多参数对椭圆钢管混凝土柱抗震性能的影响分析。研究结果表明,椭圆钢管混凝土柱具有良好的抗震性能,且相比于传统钢管混凝土柱具有明显的强度、刚度和耗能优势;在水平低周往复荷载下,椭圆钢管混凝土柱的破坏模式主要包括柱脚钢管的局部屈曲、撕裂,核心混凝土压溃等现象。 展开更多

关键词 椭圆钢管混凝土柱 抗震性能 破坏模式 强度特征 数值分析

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圆端形椭圆钢管混凝土构件受剪性能分析 被引量：6

6

作者 王静峰 盛鸣宇 +1 位作者 沈奇罕 马贤峰 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期81-87,共7页

文章基于一种适用于圆端形椭圆钢管约束核心混凝土的新型等效本构关系模型,建立了圆端形椭圆钢管混凝土构件受剪下的有限元分析模型,研究了构件的破坏形式,分析了不同参数对其受剪承载力的影响。研究结果表明,不同剪跨比下圆端形椭圆钢... 文章基于一种适用于圆端形椭圆钢管约束核心混凝土的新型等效本构关系模型,建立了圆端形椭圆钢管混凝土构件受剪下的有限元分析模型,研究了构件的破坏形式,分析了不同参数对其受剪承载力的影响。研究结果表明,不同剪跨比下圆端形椭圆钢管混凝土的破坏模式主要有剪切破坏、弯曲破坏、弯剪破坏及局部鼓曲破坏;钢材强度、混凝土强度及含钢率的提升会增加构件抗剪承载力,剪跨比的增加会使构件抗剪承载力先增加后减小。研究成果可为圆端形椭圆钢管混凝土结构设计提供参考。 展开更多

关键词 圆端形椭圆钢管混凝土构件 等效本构关系 受剪性能 破坏模式 参数分析

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圆端形椭圆钢管约束混凝土本构关系等效方法和轴压性能研究 被引量：4

7

作者 王静峰 马贤峰 +1 位作者 沈奇罕 盛鸣宇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期74-80,87,共8页

目前国内外对圆端形椭圆钢管混凝土柱的受力性能研究尚不系统,缺乏合理的圆端形椭圆钢管约束核心混凝土本构关系模型。为了解决核心混凝土本构关系问题,文章提出一种计算圆端形椭圆钢管约束核心混凝土本构关系的简化等效方法,用试验结... 目前国内外对圆端形椭圆钢管混凝土柱的受力性能研究尚不系统,缺乏合理的圆端形椭圆钢管约束核心混凝土本构关系模型。为了解决核心混凝土本构关系问题,文章提出一种计算圆端形椭圆钢管约束核心混凝土本构关系的简化等效方法,用试验结果验证了该方法的可行性和准确性。采用ABAQUS有限元程序建立了圆端形椭圆钢管混凝土轴压短柱的数值分析模型,研究了诸多参数对圆端形椭圆钢管混凝土轴压承载力的影响,揭示了圆端形椭圆钢管混凝土短柱的破坏模式和受力机理。研究结果表明:圆端形椭圆钢管混凝土短柱在轴压作用下的破坏模式主要包括中部鼓曲破坏、端部鼓曲破坏和多带鼓曲破坏;其轴压受力特征均与约束效应系数有关;圆端形椭圆钢管混凝土短柱的轴压极限承载力随混凝土强度、钢材强度及截面尺寸的增大而增大。研究结果可为圆端形椭圆钢管混凝土柱理论研究和工程应用提供参考。 展开更多

关键词 圆端形椭圆钢管混凝土柱 轴压性能 等效本构关系 破坏模式 受力机理

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尖端形椭圆钢管混凝土构件压扭复合受力性能分析 被引量：3

8

作者 王静峰 盛鸣宇 +1 位作者 沈奇罕 马贤峰 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期777-784,共8页

文章基于等效本构模型建立了尖端形椭圆钢管混凝土(oval-ended elliptical concrete-filled steel tubular,OECFST)构件在压扭复合受力下的有限元分析模型,揭示了OECFST构件在压扭复合受力状态下的受力机理和破坏模式,探讨了不同截面形... 文章基于等效本构模型建立了尖端形椭圆钢管混凝土(oval-ended elliptical concrete-filled steel tubular,OECFST)构件在压扭复合受力下的有限元分析模型,揭示了OECFST构件在压扭复合受力状态下的受力机理和破坏模式,探讨了不同截面形式下轴压比对扭矩转角曲线的影响,分析了钢材强度、混凝土强度、含钢率、长短轴比及截面面积等参数的影响规律。结果表明:OECFST构件在压扭复合受力下表现出良好的塑性性能,且轴压下抗扭承载力随着钢材强度、含钢率的增大而增大,随着长短轴比的增大而减小,混凝土强度的改变对其影响较小;随着约束效应系数增大,轴压比值与扭矩比值的相关系数有所提高,长短轴比和尺寸效应对其影响较小。研究成果可为OECFST结构设计和应用提供参考。 展开更多

关键词 尖端形椭圆钢管混凝土(OECFST)构件 压扭复合受力 破坏模式 参数分析 有限元

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椭圆钢管混凝土受扭性能及抗扭承载力计算 被引量：11

9

作者 宋顺龙 王静峰 +1 位作者 江汉 沈奇罕 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第7期952-959,共8页

为研究椭圆钢管混凝土构件的受扭性能和抗扭承载力计算,文章通过ABAQUS建立了椭圆钢管混凝土受扭构件的理论分析模型,开展了椭圆钢管混凝土构件受扭性能的参数分析,研究参数包括钢材强度、混凝土强度、截面含钢率、截面面积和长短轴比,... 为研究椭圆钢管混凝土构件的受扭性能和抗扭承载力计算,文章通过ABAQUS建立了椭圆钢管混凝土受扭构件的理论分析模型,开展了椭圆钢管混凝土构件受扭性能的参数分析,研究参数包括钢材强度、混凝土强度、截面含钢率、截面面积和长短轴比,揭示了椭圆钢管混凝土构件在纯扭状态下的受力机理,提出了椭圆钢管混凝土纯扭构件的抗扭承载力简化计算公式。研究结果表明:椭圆钢管混凝土构件的抗扭强度承载力随着钢材强度、截面面积和含钢率的增大而增大;椭圆钢管混凝土构件的扭矩(T)-转角(θ)曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性强化阶段,表现出良好的塑性性能;提出的椭圆钢管混凝土构件抗扭强度承载力公式可用于椭圆钢管混凝土设计中。 展开更多

关键词 椭圆钢管混凝土构件 有限元 受扭性能 抗扭承载力 受力机理

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椭圆钢管混凝土短柱循环轴压试验 被引量：8

10

作者 许友武 姚谏 李忠学 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期635-642,共8页

为研究椭圆钢管混凝土短柱在循环轴压下的力学性能,本文对18个椭圆钢管混凝土短柱分别进行了单调轴压和循环轴压试验,试验中的主要参数为椭圆截面比、混凝土强度和加载制度。结果表明:椭圆截面比对椭圆钢管和混凝土之间的约束效应影响显... 为研究椭圆钢管混凝土短柱在循环轴压下的力学性能,本文对18个椭圆钢管混凝土短柱分别进行了单调轴压和循环轴压试验,试验中的主要参数为椭圆截面比、混凝土强度和加载制度。结果表明:椭圆截面比对椭圆钢管和混凝土之间的约束效应影响显著,对延性影响不大;混凝土强度的提高对钢管和混凝土之间的约束效应以及试件的延性都有不利影响;循环加卸载会导致椭圆钢管混凝土的强度衰减和残余变形的累积。试验结果与国内外学者和相关规范给出的设计公式计算结果比较发现,这些设计公式均可用于计算椭圆钢管混凝土短柱的轴压承载力。研究成果为椭圆钢管混凝土的理论研究和工程应用提供了试验依据。 展开更多

关键词 椭圆钢管混凝土柱 单调轴压 循环轴压 约束效应 延性 轴压承载力

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椭圆钢管混凝土中、长柱轴压性能研究 被引量：3

11

作者 王凤芹 王静峰 沈奇罕 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第7期952-958,共7页

为了研究椭圆钢管混凝土中、长柱的轴压性能,文章通过ABAQUS有限元程序建立了轴压作用下椭圆钢管混凝土中、长柱的理论力学模型,考虑了核心混凝土与钢管之间的复杂接触问题、初始缺陷、椭圆特征、屈曲模态及材料非线性;试验结果验证了... 为了研究椭圆钢管混凝土中、长柱的轴压性能,文章通过ABAQUS有限元程序建立了轴压作用下椭圆钢管混凝土中、长柱的理论力学模型,考虑了核心混凝土与钢管之间的复杂接触问题、初始缺陷、椭圆特征、屈曲模态及材料非线性;试验结果验证了理论分析模型的准确性;开展了轴压作用下椭圆钢管混凝土中、长柱力学性能的参数分析,研究参数包括混凝土强度、钢材强度、径厚比、长短轴比、截面面积及长细比等,对轴压承载力、刚度及变形能力的影响进行了分析,揭示了椭圆形钢管混凝土中、长柱的破坏模式。研究结果表明:椭圆形钢管混凝土中、长柱的破坏模式包括柱半高以上反弯点破坏和柱半高反弯点破坏;椭圆钢管混凝土中、长柱承载力随着混凝土强度、径厚比及截面面积的增大而增大,随着长短轴比的减小而增大;其弹性刚度随着混凝土强度、径厚比及截面面积的增大而增大,随着长短轴比和长细比的减小而增大;影响椭圆钢管混凝土长柱的主要因素是长细比。研究结果可为椭圆钢管混凝土中、长柱在实际工程中的应用提供依据。 展开更多

关键词 椭圆钢管混凝土 中长柱 轴压性能 有限元分析 破坏模式

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椭圆钢管混凝土短柱局部受压性能研究 被引量：2

12

作者 王凤芹 王静峰 沈奇罕 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第11期1524-1530,1557,共8页

文章建立了局部受压作用下椭圆钢管混凝土柱的有限元分析模型,考虑了椭圆截面特征、材料非线性和钢-混凝土复杂接触问题,通过试验验证了有限元分析模型的准确性,研究了局部受压面积、钢材强度、混凝土强度、含钢率、长短轴比、截面面积... 文章建立了局部受压作用下椭圆钢管混凝土柱的有限元分析模型,考虑了椭圆截面特征、材料非线性和钢-混凝土复杂接触问题,通过试验验证了有限元分析模型的准确性,研究了局部受压面积、钢材强度、混凝土强度、含钢率、长短轴比、截面面积和垫块形状等参数对椭圆钢管混凝土局部受压承载力的影响,揭示了其工作机理和破坏模式。研究结果表明,椭圆钢管混凝土局部受压承载力随钢材强度、混凝土强度、截面面积及含钢率的增大而增大;其局部受压作用下的破坏模式有柱上部L/4处鼓曲破坏和柱下部L/4处鼓曲破坏2种模式。椭圆钢管混凝土短柱在局部受压作用下的荷载-位移曲线分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化阶段及下降段,均与局部受压面积比有关。研究结果可为椭圆钢管混凝土柱设计提供参考。 展开更多

关键词 椭圆钢管混凝土柱 局部受压性能 有限元 破坏模式 工作机理

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火灾后椭圆钢管混凝土界面黏结性能研究 被引量：7

13

作者 宋天诣 刘夏璐 项凯 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期41-52,共12页

近年来,椭圆钢管混凝土结构日益受到建筑师与结构工程人员的青睐,与传统的圆形和方形钢管混凝土柱相比,椭圆钢管混凝土柱具有流线型外观和较高的抗扭刚度,在高层和大跨等建筑结构中具有较广泛的应用前景。研究者已对圆形和方形钢管混凝... 近年来,椭圆钢管混凝土结构日益受到建筑师与结构工程人员的青睐,与传统的圆形和方形钢管混凝土柱相比,椭圆钢管混凝土柱具有流线型外观和较高的抗扭刚度,在高层和大跨等建筑结构中具有较广泛的应用前景。研究者已对圆形和方形钢管混凝土的火灾后界面黏结性能展开试验与理论研究,但尚缺少对椭圆钢管混凝土火灾后界面黏结性能的相关研究。文章采用弹簧单元模拟钢管-混凝土界面的滑移,建立可分析椭圆钢管混凝土火灾后界面性能的有限元模型,并与具有相同界面接触面积的圆形和方形钢管混凝土进行比较,深入分析椭圆、圆形和方形钢管混凝土的温度分布、火灾后界面黏结应力-滑移关系和火灾后黏结强度。最后,在建立的有限元模型基础上,对影响椭圆钢管混凝土火灾后黏结强度的重要参数进行分析,研究参数包括:目标温度(20℃、600℃和800℃)、恒高温时间(30min、90min、120min和180min)、混凝土强度(30MPa、40MPa、50MPa和60MPa)、截面周长(388mm、484mm、630mm和727mm)和纵横比(1.25、1.50、2.00和2.25),研究发现:混凝土强度和截面周长对椭圆钢管混凝土的火灾后界面黏结强度影响明显,而其他参数影响相对较小。 展开更多

关键词 椭圆钢管混凝土 火灾后 黏结性能 黏结强度

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椭圆形钢管混凝土构件极限承载力分析的弹性模量缩减法 被引量：1

14

作者 赵玉峰 解威威 杨绿峰 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期565-576,共12页

为了在椭圆形钢管混凝土(CFST)结构极限承载力分析中有效地应用弹性模量缩减法,研究建立椭圆形截面CFST构件的齐次广义屈服函数,据此提出椭圆形CFST结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。首先利用具有分数指数幂的一阶多项式,通... 为了在椭圆形钢管混凝土(CFST)结构极限承载力分析中有效地应用弹性模量缩减法,研究建立椭圆形截面CFST构件的齐次广义屈服函数,据此提出椭圆形CFST结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。首先利用具有分数指数幂的一阶多项式,通过回归分析研究建立了椭圆形CFST压弯构件的齐次广义屈服函数。其次,通过自适应地缩减高承载单元的弹性模量模拟结构内力重分布及塑性发展,进而通过线弹性迭代分析确定椭圆形CFST拱的承载性能。最后通过与现行增量非线性有限元法对比分析,验证了本文方法具有较好的计算精度和计算效率。 展开更多

关键词 弹性模量缩减法 椭圆形钢管混凝土 极限承载力 齐次广义屈服函数

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钢管中心支撑滞回性能的数值模拟

15

作者 淮运梅 王伟 陈德明 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期623-628,共6页

在中心支撑钢框架结构体系中,支撑作为主要的抗侧力构件,其滞回性能直接影响结构的整体抗震性能。本文对单向铰接约束的圆钢管截面和椭圆钢管截面支撑构件进行了循环加载有限元模拟,研究了长细比、径厚比、截面形式等参数对滞回性能的... 在中心支撑钢框架结构体系中,支撑作为主要的抗侧力构件,其滞回性能直接影响结构的整体抗震性能。本文对单向铰接约束的圆钢管截面和椭圆钢管截面支撑构件进行了循环加载有限元模拟,研究了长细比、径厚比、截面形式等参数对滞回性能的影响。分析结果表明:长细比显著影响钢管支撑构件的承载能力,径厚比显著影响支撑的耗能能力,绕强轴弯曲的椭圆钢管支撑具有更好的耗能能力。 展开更多

关键词 圆钢管 椭圆钢管 中心支撑 循环加载 滞回性能

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RECFST构件抗弯性能和抗弯承载力计算方法 被引量：3

16

作者 Abdul Rahim RASA 王静峰 沈奇罕 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期230-236,共7页

文章研究了圆端形椭圆钢管混凝土(round-ended elliptical concrete-filled steel tubular,RECFST)构件的受弯性能。基于有限元方法和圆端形椭圆钢管约束核心混凝土本构关系模型的等效计算方法,建立了纯弯作用下RECFST构件的数值分析模... 文章研究了圆端形椭圆钢管混凝土(round-ended elliptical concrete-filled steel tubular,RECFST)构件的受弯性能。基于有限元方法和圆端形椭圆钢管约束核心混凝土本构关系模型的等效计算方法,建立了纯弯作用下RECFST构件的数值分析模型,考虑了材料非线性、圆端形椭圆截面特征及复杂界面接触等问题;通过分析钢材强度、混凝土强度、径厚比及长短轴比等诸多参数在长、短轴方向上对RECFST构件抗弯承载力的影响规律,揭示了其破坏模式,提出了RECFST构件的抗弯承载力简化计算公式。研究表明,钢材强度越大,径厚比越小,RECFST构件的极限弯矩越大。研究结果可为圆端形椭圆钢管混凝土结构设计和应用提供参考。 展开更多

关键词 圆端形椭圆钢管混凝土(RECFST) 抗弯承载力 本构关系模型 有限元

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