周 珺

(上海申核能源工程技术有限公司，上海 200033)

1 研究背景

某实际工程的工字型BRB外观尺寸为300 mm×300 mm，长4 m，主要由内芯钢材、钢套管和填充料组成。内芯钢材和填充料间存在无粘结材料，它可以使接触面无摩擦力，轴向荷载由内芯钢材承担。同时该材料有一定体积，在钢板受压时，由于泊松比原因需要一定变形空间，这时无粘结可膨胀材料受到挤压给内核心钢提供变形空间。本文针对BRB内芯钢材厚度、外套筒厚度、无粘结材料厚度的影响做模拟分析。建立同力学试验相符的有限元模型，将影响因素组合变换进行模拟，分析各因素的影响关系。

2 静力拉压试验

本文所选的工字型BRB的静力拉压试验(如图1所示)设定：依次按1/300，1/200，1/150，1/100变形反复拉压各3次，按设计要求，屈服承载力设计值4 500 kN，最大承载力6 750 kN，试验最大变形40 mm。图2记录了拉压双向的本构滞回曲线，即本文研究所模拟的本构曲线。

3 模拟分析

根据BRB资料建立模型，由于无粘结材料通常由弹模较小材料如橡胶、聚乙烯、硅胶等构成，模型中将其设置为厚度等同无粘结材料的空腔，两者接触关系为无摩擦。考虑内芯钢材厚度、外套筒厚度、无粘结材料厚度等因素的影响，将其设置为t1，t2，t3。据实t1=35 mm，t2=10 mm，t3=2 mm。钢套管钢材Q345，内芯钢材Q235，C30混凝土填充,见图3。

上述条件下BRB的计算结果见图4，此时滞回曲线较饱满，且最大拉、压力与试验数值接近，斜率接近，故计算可较好的模拟BRB静力拉压试验，模型合适。

设置三个影响参数的变量为：内芯钢材厚度t1=(25/35) mm、外套筒厚度t2=(10/20) mm、无粘结材料厚度t3=(0.5/2) mm时，组合见表1。……