钢管混凝土循环加载应力-应变模型研究

"循环加载条件下钢管混凝土应力―应变关系模型 (2010年) - 大庆石油学院学报, 东北石油大学土木建筑工程学院, 大庆油田技术培训中心" 本文针对钢管混凝土框-撑体系中的钢管混凝土支撑在循环荷载作用下的应力-应变关系模型进行了深入研究，旨在为结构设计和地震反应分析提供理论依据。在高层建筑中，钢管混凝土框-撑体系由于其增加结构水平刚度的优势而被广泛采用。然而，关于支撑构件在反复轴向力作用下的力学性能研究相对较少。 文章首先介绍了钢材的应力-应变关系模型，通常采用双线型模型来描述钢材的非线性行为。双线型模型假设应力随着应变的增加经历两个阶段：弹性阶段和塑性阶段。在弹性阶段，钢材遵循胡克定律，而在塑性阶段，钢材发生塑性变形，但仍保持一定的应力水平，即形成屈服平台。该模型通过应力增量开始时刻的应力和应变，以及屈服面中心处的应力来确定钢材的应力-应变曲线。 接下来，文章讨论了混凝土在受约束和非约束条件下的骨架曲线，这是理解混凝土应力-应变特性的关键。混凝土的加、卸载滞回规则也被确立，这在低周往复荷载作用下尤其重要，因为它直接影响到结构的耗能能力和恢复力特性。滞回曲线反映了混凝土在加载和卸载过程中的能量损失和弹塑性行为。 此外，作者们采用纵向纤维模型对圆钢管混凝土支撑进行有限元数值仿真分析，以更精确地模拟实际工况。这种分析方法考虑了轴向应力-轴向应变的关系，为建立钢管混凝土支撑的恢复力模型提供了数据基础。 文章通过对循环加载条件下钢管混凝土的应力-应变关系模型的研究，不仅为钢管混凝土框-撑体系在大变形状态下的恢复力特性提供了理论支持，也为工程实践中的结构设计和抗震分析提供了有价值的参考。通过这样的模型，工程师可以更好地预测和支持结构在地震等动态荷载下的响应，从而提高结构的安全性和耐久性。