基于可靠度指标的空心钢管混凝土轴心受压构件设计研究.pdfVIP

基于可靠度指标的空,OfI习管混凝土 轴心受压构件设计 ‘王宏伟1，钟善桐2 (1．广州大学土木工程学院，广东广州510006；2．哈尔滨工业大学土木工程学院。黑龙江哈尔滨150090) 摘要：考虑了空心钢管混凝土构件中钢与混凝土的共同工作性能，得到空心构件轴心受压的组合强度公式。同 时按照构件中钢管和混凝土分别承担承载力的比例来求得空心钢管混凝土构件的组合可靠度指标，并基于试验， 确定了空心钢管混凝土轴心受压构件的组合可靠度指标。 关键词：空心钢管混凝土；组合强度：轴心受压：可靠度； 1月IJ吾 空心钢管混凝土是指在钢管中放入需要量的混凝土，把构件高速旋转，之后进行蒸汽养生，最后形 成管内具有一定厚度的混凝土，而中心为空心的钢管混凝土构件。这是一种介于钢管和空心钢筋混 凝土环形截面构件之间的新型钢一混凝土组合结构，这种结构可以充分发挥钢材和混凝土的物理力学性 能，主要应用于输变电线路杆塔，从根本上解决了混凝土电杆的纵向裂缝问题【l】。空心钢管混凝土结 构的研究思路基于钟善桐教授所提出的钢管混凝土统一理论[21。统一理论将钢管混凝土视为一种组合材料， 研究这种组合材料的工作性能，根据工作性能指标来进行构件在不同荷载情况下承载力的计算，由此得到 统一的设计公式。根据上述研究思路，空心钢管混凝土构件的可靠度指标也基于统一理论进行研究，本文 按照构件中钢管和混凝土分别承担承载力的比例来求得空心钢管混凝土构件的组合可靠度指标，并由此进 行轴心受压构件设计。 2空心钢管混凝土短柱轴心受压强度 作为空心钢管混凝土构件，由于有空心率的存在，其承载力势必有折减，为此，文献【3】提出以下的公 式来计算空心钢管混凝土强度： 标准值： ／二7=(1．212+曰善+c善2)厶一‰缈砻么 (1) 设计值： 厶7=(1．212+B彘+C磊。)厶一‰晦正 (2) 上述公式虽然能够满足一定范围内的套箍系数情况下的设计要求，但与实心强度标准值公式并不统 一，为此通过分析，作者建议采用与实心构件强度计算公式形式相同的强度公式计算空心钢管混凝土轴压 构件的组合抗压强度标准值： ／07=(1．212+B七孝+C话2孝2)1．1厶 (3) 而组合抗压强度设计值按下列公式计算： ’基金项F{：杭州中电电力工程研究所与广州大学新茁计划联合资助项目 作者简介：}王宏伟(1979一)．男，黑龙江人．讲师。博士，主要从事钢管混凝土结构研究(E-mail：biorobot@yeah．net)： 钟善桐(1919--)，男，浙江杭州人，教授．博士研究生导师，主要从事钢一混凝土组合结构研究． ·III．467· 厶=(1．212+Bk言o+Ck2氛2)1．1正 r4、 式中：扣—-j茜过对大量试验结果的验算得到的不同截面的套箍修正系数，对于圆形与十六边形截面，七=o．6， 对于八边形截面，k--0．4，对于正方形截面，||}=o．3： 厶与居一分别为混凝士抗压强度标准值与设计值，考虑到空心试件中的混凝土采用离心法浇筑，强度提 高10％； 口与卜随截面形式变化而变化的系数，采用与实心构件相同的取值： 对于圆形与十六边形截面， B--0．1 759fJ235+0．974 0=．0．1038(1．1fck)／20．1+O．0309： 对于八边形截面， B=0．1401fj235+0．7783 CO．07(1．Ifc喳)／20．1+o．0262： 对于方形截面， B--0．13lfy／235+0．723 CO．07(1．1fct)／20．1+O．0262 亡和白一空心截面的标准套箍系数和设计套箍系数， 喜=AJ／1．1彳如=训1．1A；