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2 0 0 5 年 9 月 沈 阳 建 筑 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Sep . 2 0 0 5 第2 1卷 第 5 期 Journal of Shenyang J ianzhu University (Natural Science) Vol 2 1 , No 5 ( ) 文章编号 :167 1 - 202 1 2005 05 - 0478 - 04 设置直肋方形薄壁钢管混凝土长柱优化设计 1 ,2 1 3 陈 勇 ,张耀春 ,唐 明 ( 1 哈尔滨工业大学土木工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 150090 ; 2 中国建筑东北设计研究院 ,辽宁 沈阳 ,110006 ; 3 沈阳建筑大学材料科学与工程学院 ,辽宁 沈阳 110 168) 摘 要 : 目的 探索设置直肋方形薄壁钢管混凝土长柱的增强效果 ,并优化设计其相关参数. 方 法 通过分析 9 个无肋 、单向和双向设置直肋方形薄壁钢管混凝土长柱偏压和轴压的试验结 果 ,用正交试验设计和多元回归分析评价了加载初始偏心距 、设置直肋集合长度对长柱极限承 载力的影响. 结果 设直肋薄壁钢管混凝土长柱能达到较高的极限承载力 ,与无肋的普通钢管 混凝土试件相比,偏心距70 mm 试件的极限承载力提高了 187 % ,偏心距40 mm 试件提高了 184 % ,轴压试件提高了2 11 %. 结论 正交设计和多元回归分析证明设直肋能显著改善薄壁 钢管混凝土的承载力 ,显示了优异的结构特征. 关键词 :直肋 ;薄壁钢管混凝土 ;长柱 ;优化设计 中图分类号 : TU 398 ; TU 3 171 文献标识码 :A 长柱分别考虑了初始偏心距70 mm 、40 mm 和轴 0 引 言 心受压 3 种加荷方 式 , 构件 的截面尺 寸均为 薄壁钢管混凝土结构是由薄壁板材 、冷弯薄 200 mm ×200 mm正方形. 截面形式 1 的3 个试件 ( ) 为基准试件 ,即不设肋的普通薄壁钢管混凝土长 壁型钢 包括薄壁钢管 与混凝土组合并共同工作 的一种新型结构形式 , 由于它具有薄钢和混凝土 柱 , 由冷弯加工的槽钢通过对焊成型. 其余 2 种截 结构的双重优点 ,近年来在国内外受到了较为广 面形式由带卷边加工的冷弯槽钢或等边角钢通过 泛的关注[ 1～5 ] ,具有很好的应用前景. 焊接组成. 在形成的方形钢管底部焊接10 mm 厚 笔者通过对无肋 、单向和双向设置直肋 9 个 的钢板 , 由钢管顶部灌入混凝土 , 自然条件下养护 方形薄壁钢管混凝土长柱偏压和轴压的试验结果 2 周后用砂浆找平 ,再焊接10 mm 厚的钢板作为 分析 ,用正交试验设计和多元回归分析评价了加 顶板 ,最终形成组合构件 , 图 1 为各截面形式 、试 载初始偏心距 、设直肋集合长度与柱极限承载力 件编号及节点焊接情况. 试件所用的钢板均为冷 的关系 ,结果显示 :设置直肋可有效改善薄壁钢管 轧 Q345 钢板 ,厚度为 d = 125 mm ,混凝土采用 混凝土长柱的工作性能. 商品混凝土 ,长柱的基本参数见表 1 (L C 代表长 柱 ,200 为柱宽 ,截面形式有 3 种 ,1 ,2 ,3 分别代
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