钢管初应力及混凝土自应力对钢管混凝土构件承载力影响分析

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发布时间：2021-12-02

资料介绍

通过在钢管上施加均布面荷载和对混凝土施加温度荷栽分别模拟钢管初应力和混凝土自应力，利用ANSYS
有限元程序建立钢管混凝土构件实体模型，分析钢管初应力和混凝土自应力对钢管混凝土构件承载力影响规律，在
此基础上拟合钢管混凝土构件承载力计算公式，相对于数值结果而言，该拟合计算公式具有较高的精度。
关键词：钢管混凝土；钢管初应力；混凝土自应力；承载力分析；承载力计算公式
文章编号：1009—6477(2014)03—0059—07 中图分类号：U441．5 文献标识码：A
Analysis for l nfluences of l nitiaI Stress of Steel Tubes and Self—stress of
Concrete On Bearing Capacity of Concrete-filled Steel Tubular Members
SHA0 Jing．ZHOU Shuixing
Abstract：This paper simulates initial stress of steel tubes and self—-stress of concrete by applying load of
uniformly distribution surface and applying temperature load on concrete，establishes the entity model of
concrete-filled steel tubular members by means of ANSYS finite element， and analyzes the laws of
influences of initial stress of steel tubes and self—stress of concrete on concrete—filled steel tubular
members，and on this basis fits computational equation for bearing capacity of concrete-filled steel tubular
members． Relative to numerical result，this fitted computational form ula has higher accuracy．
Key words：steel tube concrete；initial stress of steel tube；self-stress of concrete；analysis of bearing
capacity；computational equation for beanng capacity
钢管混凝土结构具有承载力高、抗震性能好、施
工方便等优点，在高层建筑、桥梁工程中应用广
泛¨J。然而，管内混凝土是在已经架设好的空钢管
立柱或空钢管拱肋基础上灌注的，在形成钢管混凝
土组合材料前，空钢管截面中因在制作过程中已经
存储了一定的初应力，将会影响钢管混凝土结构承
载力』。处于封闭状态下的管内混凝土受到其收
缩徐变的影响，导致管内混凝土在低应力状态下的
脱空，不仅使钢管混凝土计算理论与实际不符，而且
也会降低其结构承载力。为避免管内混凝土的脱
空，利用自应力混凝土，使其在低应力状态下处于三
向受压状态，充分发挥钢管的约束套箍作用，可达到
提高钢管混凝土结构承载力和工作性能的目的 J。
针对钢管初应力和混凝土自应力对钢管混凝土
基金项目：重庆市教委科技项目(KJ120412)
收稿日期：2013—12—17
作者简介：邵京 (1989一)，男，浙江省金华市人，在读研究生
构件的承载力影响，国内已经开展了相关的理论和
试验研究 J。周水兴等基于非线性问题的平衡
方程和空间梁单元非线性几何方程，提出了用组合
空间梁单元法分析钢管初应力对钢管混凝土拱桥承
载力的影响，并给出了承载力计算公式。此外，周水
兴等。。还通过试验和理论分析提出了自应力钢管
混凝土本构关系和构件承载力计算公式。但迄今为
止，国内外尚未见同时考虑钢管初应力和混凝土自
应力对钢管混凝土构件承载力影响进行研究的相关
报道。
本文在文献 [1O]给出的自应力钢管混凝土本
构关系模型基础上，应用 ANSYS有限元程序，同时
考虑钢管初应力和混凝土自应力的影响，对钢管混
凝土构件承载力进行分析，在此基础上拟合出构件