不同圓心角圓端形鋼管混凝土短柱軸壓性能

任志剛，王丹丹

(武漢理工大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢 430070)

0 引 言

鋼管混凝土柱具有承載力高、塑性韌性較好和施工方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑和橋梁工程中，許多學(xué)者對(duì)其展開(kāi)研究[1-6]。圓端形鋼管混凝土柱以外部圓端形鋼管為框架，內(nèi)部澆筑混凝土而成，具有與鋼管混凝土相同的優(yōu)勢(shì)。此外，其造型較為美觀，可兼顧較好約束效應(yīng)所展現(xiàn)的較強(qiáng)承載能力和較大截面慣性矩所帶來(lái)的較優(yōu)壓彎性能，適用于受彎能力不同的壓彎構(gòu)件中。

對(duì)圓端形鋼管混凝土短柱的研究方法主要有試驗(yàn)與有限元分析2種方式。王志濱等[7-9]對(duì)圓端形鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行軸壓試驗(yàn)，研究不同截面高寬比、含鋼率以及構(gòu)造措施下的試件破壞形態(tài)與力學(xué)性能。Hassanein等[10-11]采用ABAQUS軟件對(duì)試驗(yàn)構(gòu)件進(jìn)行模擬并進(jìn)行參數(shù)分析，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。謝建雄等[12-13]對(duì)圓端形鋼管混凝土雙肢塔柱及其變截面進(jìn)行有限元分析，討論外鋼管對(duì)核心混凝土的約束效應(yīng)。

目前針對(duì)圓端形鋼管混凝土短柱力學(xué)性能的研究主要集中于兩端半圓形與中間為矩形的截面形式，對(duì)圓心角θ(0°<θ<180°)的圓端形構(gòu)件研究尚未見(jiàn)報(bào)道，為研究圓心角改變時(shí)圓端形鋼管混凝土短柱力學(xué)性能變化，對(duì)2個(gè)圓心角分別為60°和120°的圓端形鋼管混凝土短柱進(jìn)行試驗(yàn)研究和有限元分析。采用通用有限元軟件ABAQUS對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證及參數(shù)分析，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與參數(shù)分析結(jié)果，分別建立圓心角為60°和120°的圓端形鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力計(jì)算公式。

1 試驗(yàn)研究

1.1 試驗(yàn)概況

圓心角為60°和120°的圓端形鋼管混凝土橫截面形式如圖1所示，其中D為橫截面寬度，H為橫截面高度，B為中部矩形高度。共設(shè)計(jì)4個(gè)試件，試件編號(hào)、實(shí)測(cè)尺寸及基本性能如表1所示。表1中試件編號(hào)RCC代表圓端形鋼管混凝土，t為鋼管壁厚，L為試件高度，ξ為試件約束效應(yīng)系數(shù)。圓端形鋼管采用熱軋鋼板加工對(duì)焊成型，其強(qiáng)度如表2所示。混凝土配合比為：水180.0 kg·m-3、水泥420.0 kg·m-3、砂320.0 kg·m-3和骨料1 161.1 kg·m-3?；炷亮⒎襟w抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為30 MPa，立方體抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值為31 MPa。

圖1 圓端形鋼管混凝土截面形式

表1 試件參數(shù)

表2 鋼材材性

圓端形鋼管加工成型后底端焊接10 mm厚蓋板，在其外表面涂油漆防止銹蝕，同時(shí)畫(huà)50 mm×50 mm網(wǎng)格。從未焊蓋板一端灌入混凝土，并用振搗棒振搗，防止混凝土內(nèi)部有氣泡產(chǎn)生，同時(shí)制作邊長(zhǎng)為150 mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊，與圓端形鋼管混凝土試件同條件養(yǎng)護(hù)。待混凝土凝結(jié)硬化后，打磨機(jī)打磨平整并補(bǔ)涂環(huán)氧砂漿使之與鋼管端部截面齊平，最后焊接10 mm厚蓋板，保證其在受荷初期共同受力。

1.2 試驗(yàn)方法

圓端形鋼管混凝土軸壓試驗(yàn)采用500 t壓力試驗(yàn)機(jī)，每個(gè)試件鋼管中部橫截面6個(gè)位置分別布置橫向和縱向應(yīng)變片，其位置對(duì)應(yīng)于圖2中A1，A2和A3。試件加載與測(cè)試裝置如圖2(a)所示。在彈性階段試件采用連續(xù)加載模型，當(dāng)荷載為預(yù)測(cè)荷載70%時(shí)轉(zhuǎn)為分級(jí)加載模式，每級(jí)荷載加載時(shí)間為3～5 min，并采集1次數(shù)據(jù)，試件接近極限荷載及破壞后連續(xù)采集數(shù)據(jù)。

圖2 試驗(yàn)裝置

2 試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果分析

2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象

在加載初期試件基本上表現(xiàn)為彈性，當(dāng)荷載增加至極限荷載的60%～70%時(shí)，試件進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)，并且沒(méi)有明顯屈曲現(xiàn)象，但荷載-軸向應(yīng)變曲線表現(xiàn)出非線性特征。隨著軸向應(yīng)變?cè)黾?，?dāng)荷載達(dá)到極限荷載時(shí)，圓端形鋼管內(nèi)部混凝土向外鼓曲，圓心角為60°的圓端形鋼管混凝土試件的破壞形態(tài)與方形鋼管類似，平直段與圓弧段均出現(xiàn)明顯外部鼓曲現(xiàn)象，與矩形試件相比，其外鋼管屈曲發(fā)生較晚，圓弧段屈曲的程度與矩形試件相比幅度較小。圓心角為120°的試件屈曲現(xiàn)象只發(fā)生于平直段，表明圓心角為120°的短柱圓弧段約束效應(yīng)較好，其破壞形態(tài)如圖3所示；隨著試件變形逐漸增大，試件承載力下降或維持平穩(wěn)狀態(tài)，最后因變形過(guò)大，焊縫開(kāi)裂而終止試驗(yàn)。

圖3 試件破壞形態(tài)

2.2 荷載-軸向應(yīng)變曲線

圖4為試件荷載-軸向應(yīng)變(N-εL)曲線。由圖4可見(jiàn)，所有試件的N-εL曲線在峰值荷載處均有一段相對(duì)平穩(wěn)的線段，表明試件均表現(xiàn)出良好的塑性變形能力。這是因?yàn)樵嚰腍/D≤1.56,外部鋼管對(duì)核心混凝土具有較強(qiáng)的約束效應(yīng)。對(duì)于鋼管厚度為6 mm的試件，在試件達(dá)到極限荷載時(shí)，仍具有較強(qiáng)的承載性能，荷載-應(yīng)變(N-ε)曲線沒(méi)有明顯的下降段。

圖4 荷載-軸向應(yīng)變曲線

2.3 強(qiáng)度指標(biāo)

為對(duì)不同圓心角試件的承載力進(jìn)行比較，采用強(qiáng)度指標(biāo)SI進(jìn)行分析，其計(jì)算公式為

SI=Nuo/(fcAc+fyAs)

(1)

式中：Nuo為試驗(yàn)實(shí)測(cè)極限承載力；fc，fy分別為混凝土計(jì)算軸心抗壓強(qiáng)度和實(shí)測(cè)鋼材屈服強(qiáng)度，且fc=0.76fcu，fcu為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度；Ac，As分別為混凝土和鋼管橫截面面積。

試件的極限承載力與強(qiáng)度指標(biāo)如表3所示，其強(qiáng)度指標(biāo)均大于1，表明與鋼管和混凝土簡(jiǎn)單疊加相比，組合后的承載力較大。圖5(a)為圓心角不同時(shí)強(qiáng)度指標(biāo)的變化趨勢(shì)，結(jié)果表明：對(duì)于截面寬度為150 mm的試件，當(dāng)截面圓心角由60°增大到120°時(shí)，SI值分別下降了16.7%和9.3%(分別對(duì)應(yīng)鋼管厚度為4 mm和6 mm)。其原因?yàn)椋弘S著圓心角增大，試件高寬比增大，整體約束效應(yīng)減弱。

表3 極限承載力對(duì)比

圖5 SI變化

圖5(b)為截面寬厚比對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)SI的影響，結(jié)果表明，隨著試件寬厚比減小，SI值明顯增大。這是因?yàn)殇摴芎穸仍酱?，寬厚比越低，外鋼管?duì)核心混凝土約束效應(yīng)越強(qiáng)，當(dāng)試件厚度由4 mm增大到6 mm時(shí)，圓心角為60°和圓心角為120°的試件SI值分別增大了6.0%和15.5%，表明圓心角為120°的試件鋼管厚度對(duì)極限承載力提高效果優(yōu)于圓心角為60°的圓端形鋼管混凝土試件。

2.4 約束效應(yīng)分析

為討論圓心角為60°和120°時(shí)對(duì)試件約束效應(yīng)的影響，對(duì)不同圓心角試件中部橫截面圓弧段中點(diǎn)A3進(jìn)行軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變(σ-εL)和環(huán)向應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線分析，如圖6(a)所示。結(jié)果表明，隨著圓心角的增大，A3處鋼管環(huán)向應(yīng)力逐漸增大，軸向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力之間的差距逐漸減小，表明約束效應(yīng)逐漸增大，且圓心角為120°的試件環(huán)向應(yīng)力較圓心角為60°的試件強(qiáng)，表明圓弧段處約束效應(yīng)較強(qiáng)。圖6(b)為試件RCC1-4-60中截面A1，A2，A3處的軸向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力曲線，結(jié)果表明，與中截面A1，A2處相比，A3處外包鋼管對(duì)核心混凝土在彈性階段的約束效應(yīng)較小，隨著應(yīng)變?cè)龃?，A3處約束效應(yīng)逐漸增大，且A3處環(huán)向應(yīng)力值大于A2和A1處的環(huán)向應(yīng)力值，這是因?yàn)锳3為圓弧段，當(dāng)軸向應(yīng)變從峰值應(yīng)變逐漸增大時(shí)，環(huán)向約束效應(yīng)開(kāi)始發(fā)揮作用。

圖6 應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線對(duì)比

2.5 荷載-應(yīng)變曲線

圖7為試件RCC1-4-60與RCC1-4-120中截面平直段A1處荷載-應(yīng)變(N-ε)關(guān)系曲線，其中εl為縱向應(yīng)變，εt為環(huán)向應(yīng)變，εy為鋼材屈服應(yīng)變。結(jié)果表明：當(dāng)圓心角為60°時(shí)，外鋼管縱向首先達(dá)到屈服強(qiáng)度，隨后環(huán)向達(dá)到屈服強(qiáng)度；當(dāng)圓弧段圓心角增大為120°時(shí)，環(huán)向中截面平直段處外鋼管縱向與環(huán)向幾乎同時(shí)達(dá)到屈服強(qiáng)度。

圖7 A1處荷載-應(yīng)變曲線

3 有限元分析

3.1 模型建立

采用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行建模，鋼管選用4節(jié)點(diǎn)殼單元(S4R)，沿厚度方向9節(jié)點(diǎn)Simpson積分，混凝土與蓋板為8節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元(C3D8R)，采用減縮積分模式。網(wǎng)格劃分采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，如圖8所示。鋼管與混凝土采用面與面接觸，法向方向?yàn)橛步佑|，切線方向?yàn)閹?kù)侖摩擦，摩擦因數(shù)為0.6。鋼管與加載板的接觸形式為殼-實(shí)體耦合，混凝土與加載板的接觸形式為綁定約束。此外采用位移加載模式，并在與兩端板中心沿距離20 mm左右各設(shè)置一參考點(diǎn)，參考點(diǎn)與端板采用耦合約束形式。

圖8 圓端形鋼管混凝土有限元模型

圓端形鋼管混凝土短柱為全截面形式建模，采用位移加載模型和牛頓-萊布尼茨(Newton-Leibniz)公式進(jìn)行非線性方程組求解。

混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線及相應(yīng)參數(shù)的取值見(jiàn)文獻(xiàn)[9]～[17]所示，其表達(dá)式如下

(2)

混凝土彈性階段泊松比為0.2，塑性階段采用塑性損傷模型，其中流動(dòng)偏角取0.1，雙軸等壓時(shí)強(qiáng)度與單軸強(qiáng)度之比取1.225，拉、壓子午線上第二應(yīng)力不變量比值取0.667，黏性系數(shù)和剪脹角分別為0和40°。

鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如圖9所示，其表達(dá)式見(jiàn)式(3)

圖9 鋼材應(yīng)力-應(yīng)變曲線

(3)

式中：Es為鋼材彈性模量;εe為鋼材彈性段應(yīng)力最大值fp下的應(yīng)變，取εe=0.8fy/Es；εe1,εe2,εe3為塑性和應(yīng)變硬化范圍內(nèi)的各種應(yīng)變，其中εe1=1.5εe,εe2=10εe1，εe3=100εe1。

3.2 計(jì)算結(jié)果

4個(gè)圓端形鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力試驗(yàn)值Nuo與有限元計(jì)算值Ne比較見(jiàn)表3。有限元計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合良好并偏于安全。有限元計(jì)算結(jié)果破壞形態(tài)如圖3所示，ABAQUS非線性有限元軟件得到的典型荷載-應(yīng)變?nèi)€與試驗(yàn)結(jié)果的比較如圖4所示。由圖4可知，對(duì)于鋼管厚度為4 mm的試件，其曲線擬合結(jié)果較好，對(duì)于鋼管厚度為6 mm的試件，其峰值后曲線差異較大，這是因?yàn)殇摴芎穸葹? mm的試件鋼管對(duì)核心混凝土約束效應(yīng)過(guò)大，混凝土強(qiáng)度過(guò)小，混凝土強(qiáng)度無(wú)法充分利用。圖10為試件RCC1-4-60與試件RCC1-4-120峰值荷載處外部鋼管與核心混凝土接觸應(yīng)力。由圖10(a)可知，對(duì)于圓心角為60°的試件，峰值荷載處接觸應(yīng)力主要集中于角部，圓弧段接觸應(yīng)力值較低。對(duì)試件RCC1-4-120外鋼管與核心混凝土的接觸應(yīng)力進(jìn)行分析，結(jié)果表明：平直段與圓弧段交點(diǎn)處接觸應(yīng)力較強(qiáng)，圓弧段鋼管與混凝土具有明顯接觸效應(yīng)，但其接觸應(yīng)力較角部弱。比較可知，試件RCC1-4-60的角部接觸應(yīng)力較強(qiáng)，而試件RCC1-4-120圓弧段接觸應(yīng)力較強(qiáng)。核心混凝土所受整體約束效應(yīng)為角部約束與圓弧段約束共同作用的結(jié)果，對(duì)于圓心角為60°的試件，角部約束起主要約束作用，而對(duì)于圓心角為120°的試件，圓弧段與角部同時(shí)對(duì)核心混凝土具有約束作用。

圖10 峰值荷載處接觸應(yīng)力(單位：MPa)

3.3 參數(shù)分析

在驗(yàn)證有限元模型正確的基礎(chǔ)上，分別對(duì)圓心角60°和圓心角120°的試件進(jìn)行參數(shù)分析，分析其在不同鋼材強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、寬厚比、高寬比下的荷載-軸向應(yīng)變關(guān)系及約束作用變化規(guī)律。本文共設(shè)計(jì)32個(gè)圓端形鋼管混凝土試件，圓心角為60°的試件與圓心角為120°的試件各16個(gè)，表4為圓心角為60°的圓端形鋼管混凝土主要參數(shù)，表5為圓心角為120°的圓端形鋼管混凝土主要參數(shù)。

表4 圓端形鋼管混凝土主要參數(shù)(θ=60°)

表5 圓端形鋼管混凝土主要參數(shù)(θ=120°)

3.3.1 鋼管強(qiáng)度

對(duì)4種不同強(qiáng)度(235，345，420，550 MPa)的鋼管進(jìn)行參數(shù)分析，其軸向荷載-軸向應(yīng)變曲線如圖11(a)和12(a)所示。結(jié)果表明，對(duì)于圓心角為60°和圓心角為120°的試件，隨著鋼管強(qiáng)度的增加，圓端形鋼管混凝土試件的承載力逐漸增大，但其軸向初始剛度大致相同。對(duì)于圓心角為60°的試件，隨著鋼管強(qiáng)度由235 MPa增大到345，420，550 MPa，鋼管混凝土極限承載力分別增加了16.5%，27.3%和45.3%。對(duì)于圓心角為120°的圓端形鋼管混凝土試件，其軸壓極限承載力與鋼管強(qiáng)度為235 MPa的試件相比增加了13.1%，27.1%和39.0%。

3.3.2 混凝土強(qiáng)度

圖11(b)和圖12(b)給出了不同混凝土強(qiáng)度對(duì)軸向荷載-軸向應(yīng)變曲線的影響。隨著混凝土強(qiáng)度的增加，圓心角為60°和120°的圓端形鋼管混凝土的軸向荷載值與初始剛度均逐漸增大，其峰值后曲線隨著混凝土強(qiáng)度的增大下降段逐漸陡峭。圓心角為60°的圓端形鋼管混凝土強(qiáng)度由30 MPa增加到50，70，90 MPa時(shí)，其極限承載力分別增加了35.2%，88.2%和128.7%，而對(duì)于圓心角為120°的試件，其軸壓極限承載力分別增加了34.3%，69.0%和106.6%。

圖12 各參數(shù)對(duì)N-εL曲線的影響(θ=120°)

3.3.3 寬厚比

圖11(c)為寬厚比分別為50.0，33.3，25.0和20.0時(shí)，圓心角為60°的圓端形鋼管混凝土短柱試件軸向荷載-應(yīng)變關(guān)系曲線。隨著寬厚比的增大，試件極限承載力和初始剛度逐漸降低。與寬厚比為50.0的試件相比，寬厚比為33.3，25.0，20.0的試件極限承載力分別增大了13.0%，23.4%和35.6%，而初始剛度增大了13.5%，22.0%，26.8%。

圖11 各參數(shù)對(duì)N-εL曲線的影響(θ=60°)

對(duì)于圓心角為120°的圓端形鋼管混凝土試件，與寬厚比為50.0的試件相比，寬厚比為33.3，25.0，20.0的試件極限承載力增大了10.5%，21.8%和30.9%，而初始剛度增大了9.0%，17.4%和27.8%。

3.3.4 高寬比

對(duì)圓心角為60°和120°的圓端形鋼管混凝土高寬比不同的試件進(jìn)行軸向荷載-軸向應(yīng)變曲線分析。由圖11(d)所示，隨著高寬比的增大，試件的極限承載力逐漸增大，但在達(dá)到承載力峰值后試件延性逐漸降低。與高寬比為1.27的試件相比，高寬比為1.77，2.27和2.77的試件極限承載力分別增加了43.35%，76.41%和122.30%，而初始剛度增加了25.85%，64.43%和39.72%。對(duì)于圓心角為120°的試件，隨著高寬比增大，試件的極限承載力與高寬比為1.08的試件相比，高寬比為1.58，2.08，2.58的試件極限承載力分別增加了32.2%，58.5%，111.0%，而試件初始剛度增加了47.3%，100.0%和119.7%。

3.3.5 尺寸效應(yīng)

隨著橫截面的增加，圓端形鋼管混凝土軸向極限荷載與初始剛度逐漸增大。與試件RRCFST1-1相比，試件RRCFST5-1，RRCFST5-2，RRCFST5-3的軸向極限荷載分別為其36%，63%和1.43倍，而初始剛度分別為試件RRCFST1-1的61%，77%和1.21倍。隨著橫截面面積的增大，圓端形鋼管混凝土試件峰值荷載的增加呈線性分布，如圖13所示，其中N0為試件RRCFST1-1的極限承載力值，A為圓端形鋼管混凝土試件的橫截面面積，A0為試件RRCFST1-1的橫截面面積。對(duì)于圓心角為120°的試件，與試件RRCFST6-1相比，試件RRCFST10-1，RRCFST10-2，RRCFST10-3的極限承載力分別為試件RRCFST6-1的33%，63%和1.46倍，而初始剛度分別為RRCFST6-1的60%，87%和1.24倍。這表明，尺寸效應(yīng)對(duì)圓心角為60°和120°的短柱極限承載力與初始剛度具有相同的影響。

圖13 橫截面面積對(duì)軸向壓縮強(qiáng)度的影響

4 承載力統(tǒng)一計(jì)算公式

圓心角為60°和圓心角為120°的圓端形鋼管混凝土試件與圓心角為180°的鋼管混凝土試件約束效應(yīng)類似。文獻(xiàn)[8]中提出了圓心角為180°的圓端形鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力Nu,d計(jì)算公式

Nu,d=fcAc(1+KФ)

(4)

式中：Ф為套箍指標(biāo)，Ф=fyAs/(fcAc)；K為套箍系數(shù)。

隨著高寬比的增大，外包鋼管對(duì)核心混凝土的約束效應(yīng)均逐漸減弱，當(dāng)H/D=4時(shí)，2種材料基本單獨(dú)工作。對(duì)32組參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到套箍系數(shù)K與高寬比的關(guān)系如圖14所示。

圖14 K與高寬比的關(guān)系

通過(guò)擬合可得

(5)

綜合圓心角為60°與120°的結(jié)果，可將其統(tǒng)一為

(6)

式中：A=0.39θ/π+0.61；E=0.12θ/π+0.9。

將式(6)代入式(4),可得圓端形鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力Nu計(jì)算式為

Nu=fcAc[1+(A+ED/H)Ф]

(7)

軸壓短柱算例極限承載力有限元計(jì)算結(jié)果Ne與采用式(7)得到的計(jì)算結(jié)果Nu對(duì)比如表6和圖15所示，對(duì)于圓心角為60°的試件，2種方法計(jì)算得到的軸壓短柱極限承載力比值的平均值為0.970，離散系數(shù)為0.003。對(duì)于圓心角為120°的試件，其極限承載力平均值與離散系數(shù)分別為0.972與0.004，可見(jiàn)采用式(7)所得的計(jì)算值與有限元計(jì)算值較為接近。

圖15 公式(7)計(jì)算的Nu與Ne比較

表6 Nu與Ne比較

由表3可知：4個(gè)試件的試驗(yàn)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果比值的均值為1.04，方差為0.003；4個(gè)試件的試驗(yàn)結(jié)果與式(6)計(jì)算結(jié)果比值的均值為1.00，方差為0.004。由此可見(jiàn)，與試驗(yàn)結(jié)果相比，2種理論都偏于保守，且公式計(jì)算結(jié)果較有限元計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。

5 結(jié) 語(yǔ)

(1)對(duì)圓心角為60°和圓心角為120°的圓端形鋼管混凝土軸壓短柱進(jìn)行軸壓試驗(yàn)。結(jié)果表明，在其他條件相同的情況下，圓端形鋼管混凝土軸壓短柱的極限承載力隨著鋼管壁厚及圓心角的增大而增大。當(dāng)圓心角從60°增大至120°時(shí)，強(qiáng)度指標(biāo)降低，表明核心混凝土受到的整體約束效應(yīng)降低。

(2)基于合理本構(gòu)關(guān)系，采用ABAQUS有限元軟件對(duì)圓端形鋼管混凝土軸壓短柱進(jìn)行三維實(shí)體有限元模擬。結(jié)果表明：當(dāng)圓心角由60°增大到120°時(shí)，圓弧段約束效應(yīng)增強(qiáng)，角部約束效應(yīng)減弱，整體約束效應(yīng)減弱，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。

(3)采用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行參數(shù)分析，建立了圓心角分別為60°和120°的圓端形鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力實(shí)用統(tǒng)一計(jì)算公式，公式計(jì)算結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果吻合良好。目前對(duì)圓端形鋼管混凝土圓心角的研究較少，研究成果可為圓端形鋼管混凝土(包括圓形與矩形)承載力統(tǒng)一公式提供理論基礎(chǔ)。