圆形、多边形、实、空心钢管混凝柱轴压组合强度统一公式.pdfVIP

查晓雄，等：圆形、多边形、实、空心钢管混凝柱轴压组合强度统一公式 圆形、多边形、实、空心钢管混凝柱轴压组合强度统一公式 查晓雄1，黎玉婷1，钟善桐2 1．哈尔滨工业大学深圳研究生院深JJli518055；2．哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150001 摘要：通过理论推导给出了一个同时适用于实心和空心、圆形和多边形截面的钢管混凝土轴压组合强度统一公式。通 过对核心混凝土的有效约束面积的折剪将多边形的不均匀约束力转化为均匀约束力，运用厚壁圆筒的弹塑性力学理论， 运用用应力和应变协调推导出了钢管混凝土轴压组合强度计算公式，并对其进行了试验验证。 关键词：钢管混凝土柱统一公式等效约束折减弹塑性理论 化为沿管壁均匀分布的侧向约束力。将引入了 1前言 折减系数的侧向约束力代入圆形钢管混凝土强 钢管混凝土是在钢管中填充混凝土而成的 度公式既可得到考虑了强度折剪的多边形钢管 一种组合结构，由于钢管对核心混凝土的约束以 混凝土组合强度公式。该公式包含空心率，截面 及核心混凝土阻碍钢管向内的屈曲导致了钢管 形状对套箍效应的影响，简便实用。最后利用国 混凝土结构力学性能得到加强。统一理论中将 内外已有试验结果数据对理论计算结果进行验 钢管和混凝土当作一组合材料共同受力，在统一 算，证明统一公式的正确性。 思想下的连续性理论，将钢管混凝土组合结构看 2钢管混凝土弹性阶段分析 成一个统一材料，不同截面、不同含钢率，不同受 力状态下的钢管混凝土构件工作性能具有连续 钢管混凝土轴压构件，对其弹性阶段进行受 性和相关性”，。即只要给出了材料属性和构件 力分析，可以认为其轴压过程是有钢管和混凝土 的截面性能便能用一个统一的理论公式进行计 的单轴受压和平面应变两个过程的叠加，在轴压 算。目前统一理论的研究是采用对有限元数据 过程中钢管和混凝土单独受力，在平面应变过程 回归拟合的方法推导了钢管混凝土的轴压组合 中当混凝土的泊松比超过钢材的泊松比时，钢管 强度，直观简单，但是由于试验数据和有限元数 对混凝土产生围压，产生侧向约束作用。由弹塑 据有限，外延型相对较差，且实用范围有一定的 性理论 厚壁筒 的受力模型，可以得到空心钢管 局限性，不能很好的反映钢管混凝土构件工作性 混凝土的组合轴向应力一组合应变关系式【2】： 能的连续性和相关性。 ％2妻《+丢《2籍咖舞： 本文通过理论推导给出了一个同时适用于 ；舞陋舞p ]+并陋南p ] 实心和空心、圆形和多边形截面的钢管混凝土轴 压组合强度统一公式。先在厚壁圆筒的弹塑性 籍E,C+并印f一专字户 2-1 力学理论基础上，将钢管混凝土轴压过程分解为 式中：mr2，13分别为混凝土的内，外半径，钢管的 轴压和平面应变过程，运用应力和应变协调推导 内半径；占：”为钢管混凝土的组合轴向应变，E， 出圆形钢管混凝土轴压组合强度计算公式。将 Eo，％仉分别为钢和混凝土的弹性模量和泊松 多边形核心混凝土中的有效约束区和非有效约 比，为弹性阶段的常数。P为钢管对混凝土的侧 束区用初始切线为450的抛物线作为界线，通过 向约束力，其计算式为式 2．2 所示。 试验验证其有效性，在此基础上通过引入等效约 束折减系数Ke来对其约束效应进行折减，最终 第一作者信息：查晓雄 1968．2．15 ，男，博士生导 将多边形钢管混凝土角部的非均匀侧向约束转 师，zhaxx@hit．edu．cn。 2010全国钢结构学术年会论文集[2010·10]