Ảnh hưởng của các tham số hình học đến ứng xử của cấu kiện ống thép hai lớp nhồi bê tông chịu uốn

Từ khóa:

Cọc thép hai lớp nhồi bê tông
phần tử hữu hạn
khả năng chịu uốn
ABAQUS.

Tóm tắt:

Bài báo nghiên cứu ứng xử của cấu kiện ống thép hai lớp nhồi bê tông (Concrete-Filled Double-Skin steel Tubes - CFDST) có hệ neo chống cắt chịu uốn thuần túy bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). Mô hình 3D của cấu kiện CFDST có hệ neo chống cắt dạng đinh mũ được xây dựng và phân tích sử dụng phần mềm ABAQUS. Mô hình PTHH của cấu kiện CFDST được kiểm chứng bằng kết quả thí nghiệm. Kết quả kiểm chứng cho thấy mô hình được xây dựng mô phỏng chính xác sự làm việc chịu uốn của cấu kiện CFDST, từ đó ảnh hưởng của các tham số hình học bao gồm tỷ số độ mảnh của ống thép ngoài (Do/to), tỷ số độ mảnh của ống thép trong (Di/ti), và tỷ số giữa đường kính ống thép trong và ống thép ngoài (Di/Do) đến ứng xử của loại cấu kiện này khi chịu uốn được nghiên cứu thông qua phân tích mô hình PTHH đã được xây dựng.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

1. Z. Tao, and L.-H. Han (2006), “Behaviour of concrete-filled double skin rectangular steel tubular beam–columns”, Journal of Constructional Steel Research, vol. 62, pp. 16.
2. Z. Tao, L.-H. Han, and X.-L. Zhao (2004), “Behaviour of concrete-filled double skin (CHS inner and CHS outer) steel tubular stub columns and beam-column”, Journal of Constructional Steel Research, vol. 60, pp. 30.
3. L.-H. Han, H. Huang, Z. Tao et al.(2006), “Concrete-filled double skin steel tubular (CFDST) beam–columns subjected to cyclic bending”, Engineering structures, vol. 28, no. 12, pp. 1698-1714.
4. L.-H. Han, Z. Tao, F.-Y. Liao et al. (2010), “Tests on cyclic performance of FRP–concrete–steel double-skin tubular columns”, Thin-Walled Structures, vol. 48, no. 6, pp. 430-439.
5. L.-H. Han, Y.-J. Li, and F.-Y. Liao (2011), “Concrete-filled double skin steel tubular (CFDST) columns subjected to long-term sustained loading”, Thin-walled structures, vol. 49, no. 12, pp. 1534-1543.
6. M. Pagoulatou, T. Sheehan, X. Dai et al. (2014), “Finite element analysis on the capacity of circular concrete-filled double-skin steel tubular (CFDST) stub columns”, Engineering Structures, vol. 72, pp. 102-112.
7. "Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures. Part 1-1: General rules and rules for buildings", EN 1994-1-1, European Committee for Standardization, 2004.
8. H. Huang, L.-H. Han, Z. Tao et al. (2010), “Analytical behaviour of concrete-filled double skin steel tubular (CFDST) stub columns”, Journal of Constructional Steel Research, vol. 66, no. 4, pp. 542-555.
9. Uenaka, K. (2008). Concrete filled double skin tubular members subjected to bending. Steel and Composite Structures, Techno-Press, 8(4): 297-312.
10. Shimizu, M. et al. (2013). Experimental study on ultimate strength of concrete filled double tubular steel with shear connector. International Journal of Steel Structures, Springer, 13(1): 49-54.
11. Zhao, Z., L. et al. (2016). Behavior of Large-scale hybrid FRP-concrete-steel double skin tubular beams with shear connectors. Journal of Composites for Construction, ASCE, 1-11.
12. Chen, J. et al. (2016). Behavior of thin-walled dodecagonal section double skin concrete-filled steel tubes under bending. Thin-Walled Structures, Elsevier, 98: 293-300.
13. Việt, V. Q., Hùng, T. V., & Hoàn, P. T. (2019). Nghiên cứu khả năng chịu uốn của ống tròn hai lớp thép nhồi bê tông có liên kết mối nối bằng mô phỏng phần tử hữu hạn. Tạp Chí Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng (KHCNXD) - ĐHXD 2019, 13(4V), 115-128.
14. Vu Quang Viet , Hoang Ha, Pham Thai Hoan, "Evaluation of Ultimate Bending Moment of Circular Concrete - Filled Double Skin Steel Tubes using Finite Element Analysis". Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019. 13 (1): 21–32.
15. S. S. Eom, Q.V. Vu, J. H. Choi, H. H. Park, S. E. Kim, “Flexural behavior of concrete-filled double skin steel tubes with a joint”, Journal of Constructional Steel Research, vol. 155, pp. 260-272, 2019.
16. ABAQUS, "Analysis User’s Manual version 6.14", Dassault Systems, 2014.
17. ENV 1992-1-1, "Eurocode 2: Design of concrete structures, part 1: General rules and rules for buildings", CEN, 1992.
18. S. E. Kim, and H. T. Nguyen, “Evaluation of the connection efficiency of hybrid steel-concrete girder using finite element approach”, International Journal of Mechanical Sciences, no. 61, pp. 8 - 23, 2012.
19. H. T. Nguyen, and S. E. Kim, “Finite element modeling of push-out tests for large stud shear connectors”, Journal of Constructional Steel Research, vol. 65, pp. 1909-1920, 2009.
20. X. Liu, M. A. Bradford, Q. J. Chen et al., “Finite element modelling of steel – concrete composite beams with high-strength friction-grip bolt shear connectors”, Finite Elements in Analysis and Design, vol. 108, pp. 54-65, 2016.
21. J. Lee, and G. L. Fenves, “Plastic-damage model for cyclic loading of concrete structures”, Journal of engineering mechanics. ASCE, vol. 124, no. 8, pp. 9, 1998.