由于钢管和核心混凝土之间的相互作用,钢管混凝土结构相较单一的钢管和混凝土具有不可比拟的力学性能。因为核心混凝土受到钢管的被动约束,其受力情况复杂。目前,虽然已经有很多关于钢管混凝土的数值模拟研究,但这些模拟有各自的不足。本文基于ABAQUS塑性损伤模型理论框架,对核心混凝土塑性损伤模型进行改进,主要工作如下:一、提出与约束相关的屈服准则、流动法则及硬化/软化准则。采用三轴约束下屈服准则代替单轴压缩下的屈服准则;膨胀角不在采用单一固定值的流动法则;通过ABAQUS用户自定义子程序导入与约束应力紧密关联的硬化/软化准则。改进的混凝土塑性损伤模型可以显著提高钢管混凝土静力学性能的模拟精度,且适用的核心混凝土强度范围更广。二、为了更准确的研究钢管和混凝土之间的相互作用和钢管混凝土的静力学性能,本文利用ABAQUS有限元软件对收集到的41个纯弯、66个轴压、26个偏压钢管混凝土构件进行数值模拟,考虑了外钢管与核心混凝土的接触和材料的非线性,选取改进混凝土塑性损伤模型和已有的混凝土塑性损伤模型模拟结果与试验结果进行对比,本文提出的模型在塑性阶段可以更好的模拟钢管混凝土的受力情况,与钢管混凝土的实际的受力情况更加接近。其中,对于钢管混凝土纯弯受力情况的模拟,精度提升最为显著。三、通过本文模型和已有模型的模拟结果对比分析钢管混凝土在纯弯、轴压和偏压受力条件下的破坏形态、外钢管和核心混凝土的应力变化规律和相互作用关系。深一步揭示钢管混凝土的静力学工作机理。本文模型采用三轴受压屈服准则能准确反映钢约束下核心混凝土屈服面大小和形状。在塑性阶段,已有模型通过反复的数值计算拟合的硬化/软化准则,对于纯弯构件,弱化了外钢管对混凝土的约束作用;而轴压构件,又强化了外钢管对混凝土的约束作用。本文模型的硬化/软化准则考虑了约束应力,可以准确描述各约束水平下混凝土的真实的应力状态。终上所述,本文改进的混凝土塑形损伤模型用于模拟钢管混凝土静力学性能具有可行性和准确性。