端部栓钉加强方钢管混凝土柱非线性有限元分析

摘要

钢管壁的局部受压屈曲将显著降低钢管混凝土柱的承载力及延性,为了避免钢管壁过早发生局部屈曲,可以采用端部内壁焊接栓钉来约束钢管壁的侧向变形,进而提高钢管混凝土柱的承载力,改善延性.为了对端部栓钉加强方钢管混凝土柱的力学性能进行深入研究,在已有试验的基础上,采用非线性有限元软件MSC.Marc建立壳-实体精细有限元分析模型.利用弹簧单元来模拟端部加强栓钉的受力性能.在验证了有限元模型合理性的基础上,分析了不同参数条件下端部栓钉加强方钢管混凝土柱的力学性能.研究表明:端部增设栓钉能够延缓钢管壁的屈曲,提高柱的承载力,显著改善柱的延性;栓钉不宜过长,可以通过合理增大栓钉直径来提高柱的承载力,栓钉设置范围以柱的1～2倍边长为宜.