缪 巍 沈卓华 杜红亮

钢管混凝土是在薄壁钢管中填充混凝土，主要用于承受竖向荷载的构件。随着其轴心受压荷载的增大，钢管混凝土中的核心混凝土受到管壁的约束力，形成三向受力。钢管对混凝土的约束使混凝土处于复杂的应力状态之下，从而使混凝土的抗压强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善，延缓了受压时的纵向开裂，同时混凝土的存在也避免或延缓钢管发生局部屈曲，增强了稳定性，这样弥补了两种材料的各自缺点，充分发挥了二者的优点，这正是钢管混凝土组合结构的优势所在[1，2]。目前钢管混凝土在我国已经得到了广泛的应用，并在各行各业形成了成熟的应用规范。近年来，日本等国家开始尝试通过在圆钢管混凝土柱内配置钢筋，形成配筋圆钢管混凝土，简称RCFT(Reinforced Concrete Filled Tube)，以进一步提高柱的承载力和延性。本文通过有限元分析计算了配筋钢管混凝土轴心受压的理论解，并与实际试验结果对比，分析了其中钢筋的作用，揭示了其中受力机理。

图1 普通箍筋配筋钢管混凝土截面有限元模型

图2 螺旋箍筋配筋钢管混凝土有限元模型

考虑到混凝土单元为了避免应力集中不应划分过小，但同时也能反映出其受力变化的规律，本文通过大量的试算，选取合理的尺寸控制，利用映射划分法，对钢管混凝土短柱进行了网格划分，划分后的钢管和混凝土单元如图3所示。

图3 配筋钢管混凝土单元网格划分

1 配筋钢管混凝土的有限元模型

本文采用ANSYS进行实体建模[3，4]，在前处理中通过输入实体各控制点的三维坐标来分别建立圆环，然后拉伸成钢管体，中间混凝土为圆柱体。……