柱中柱(CIC)组合构件轴压力学性能数值分析

摘要

文章基于柱中柱(Column-in-Column, CIC)组合构件的轴压试验，利用ABAQUS软件建立了精细化有限元模型，通过对比试件的承载力、破坏形态和轴力-柱中纵向应变曲线验证数值模型的有效性。对两个典型试件进行全过程受力分析，得到各受力阶段钢管和混凝土的应力分布云图。研究表明：外柱外钢管的应力最大值位于局部屈曲破坏处，外柱混凝土呈全截面受压状态，内柱混凝土随着轴向加载发生弯曲破坏，混凝土从全截面受压逐渐转变为一侧受压和一侧受拉状态。利用验证后的有限元模型对CIC试件的轴压力学性能进行参数分析，当外柱外钢管径厚比从31增加到125时，试件的轴压承载力最大降低了71.6%,试件的承载力随钢材屈服强度和混凝土强度的增加而提高，随外柱长径比的增加而减小。最后基于试验和有限元结果，提出适用于CIC构件的轴压承载力计算公式。

关键词

柱中柱 / 钢管混凝土 / 轴压性能 / 有限元分析