带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱的极限承载力

资料大小：320KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-10

资料介绍

带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱的极限承载力
赵均海，徐坚锋。李艳
(长安大学建筑工程学院，陕西西安710061)
摘要：针对带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱，通过引入混凝土强度折减系数和修正后的等效约束折减系数，将方钢管混凝土
等效为圆钢管混凝土，采用统一强度理论推导出极限承载力的计算公式，并对影响因素进行了分析。将采用本研究公式计算所得
的理论值与相关文献中的试验值进行比较，吻合良好，验证了公式的合理性，可为带肋方钢管混凝土柱轴压极限承载力的研究提
供理论依据。
关键词：统一强度理论；加劲肋；方钢管混凝土；轴压短柱；极限承载力
中图分类号： TU528．O1 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)09—0005—05
The ultimate bearing capacity for the concrete-filled square stifened thin-walled steel tubular
short columns under axial compression
ZHAO Junhai，XUJianfeng，LIYah
(School ofCi~l Engineering，Chang'an University，Xi’an 710061，China)
Abstract： Aiming at stiffened and thin．walled square concrete．filled steel tubular short columns．the square concrete．filled stee1 tubes
were equivalent to the circle ones through introducing concre~ strength reduction factor and equivalent constraint reduction factor and the
ultimate bearing capacity was deduced based on the unified strength theory．wi廿1 some influencing factors analyzed as wel1．Through com—
paring the results ofproposed formula with that ofexperiments ofrelevant literatures，the rationality ofproposed formula is proved．The SO—
lution may provide theoretical references for the study ofthe~ifened an d thin—walled square concrete-filled steel tubular short columns．
Key words： unified strength theory；stifening fib；concrete-filled square steel tube；short columns un der axial compression；ultimate
beating capacity
0 引言
薄壁钢管混凝土是指在薄壁钢管中填充混凝土而形
成的构件，其具有钢材用量少，焊接工作量小，工程造价
低的优点，所以在钢管混凝土工程中运用广泛。薄壁钢管
混凝土在荷载作用下其管壁较易产生局部屈曲，当构件截
面形状为方形或矩形时更是如此。近年来国内外学者先
后提出了一些抵消这种影响的构造措施，包括采用约束
拉杆，角部隅撑和设置纵向加劲肋等。黄宏等人对带肋方
钢管混凝土柱偏心受压及纯弯的力学性能进行了分析与
研究；左志亮等人对带约束拉杆的T形钢管混凝土短
柱轴压性能进行了试验研究嘲；徐超等人对方形设肋薄壁
钢管混凝土柱的恢复力模型进行了研究及分析【叼；黄义勇
对带肋方钢管混凝土偏压构件承载力的计算方法进行了
研究；陈曦等人对带约束拉杆的矩形钢管混凝土轴压承
载力进行了分析【司；郭兰慧等对带有加劲肋的大长宽比薄
壁矩形钢管混凝土进行了试验研究及理论分析[9]。研究结
果表明，与不设加劲肋的方钢管混凝土相比，加劲肋的存
在可延缓钢管混凝土试件的局部屈曲，从而使试件的承
载能力有所提高。以上研究大多是在试验或有限元模拟
的基础上，对带肋或带约束拉杆的钢管混凝土进行定性
分析，且大多都是将钢管和混凝土视为一种材料进行分
析，而没有考虑中间主切应力及材料拉压比对其承载力
的影响。
本研究通过引入修正的等效约束折减系数和混凝土
强度折减系数，将方钢管混凝土等效为圆钢管混凝土，采用
统一强度理论，考虑中间主切应力及材料拉压比的影响，推
导了带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱极限承载力的计算
公式，并对其影响因素进行了分析。
1 统一强度理论
统一强度理论是从一个统一的力学模型出发，考虑了
应力状态的所有应力分量及它们对材料屈服和破坏的不
同影响，而建立的一个全新的强度理论。该理论考虑了
中间主应力or：的影响，用一个适用于各类材料的统一方程
来描述，其数学表达式为