钢管混凝土中钢管的纵向容许应力

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1、钢管混凝土中钢管的纵向容许应力全球买卖网学院http://institut.globalcomdir.comdlong　　摘要：针对钢管混凝土短柱轴心受压过程中钢管与核心混凝土在极限承载阶段时的多向应力状态，引入钢管纵向容许应力折减系数与混凝土抗压强度提高系数，对钢管混凝土的应力状态、轴压承载力计算进行理论分析，给出各系数的计算方法，并将计算值与试验值进行对比。结果表明：该方法计算值与试验值较为吻合；钢管纵向容许应力折减系数的引入有助于加深对钢与混凝土二者之间相互作用的认识，在工程常用范围内可为钢管混凝土结构节点设计提供参考。　　　　　　LongitudinalAllowableStre

2、ssofSteelTubeinConcrete-filledSteelTube　　LIUYong-jian1，JIANGLei1，ZHANGNing1，2　　（1.NationalEngineeringLaboratoryforBridgeStructureSafetyTechnology，ChanganUniversity，Xian　　710064，Shaanxi，China；2.SchoolofWaterResourcesandArchitecturalEngineering，Northwest　　A&FUniversity，Yangling712100，Shaanxi，China）

3、　　Abstract：Accordingtomultiaxialstressstateofsteeltubeandconcreteunderultimatestateinconcrete-filledsteeltubular（CFST）stubcolumnsunderaxialload，longitudinalallowablestressreductionfactorofsteeltubeandcompressivestrengthimprovementfactorofconcreteweredefinedtoanalyzethestressstateandcalculatetheax

4、ialbearingcapacity，andthecalculationmethodsofthefactorswereproposed.Comparisonbetweenthecalculationvaluesofthemethodandtestvalueswascarriedout.Theresultsshowthatthecalculationresultsareingoodagreementwiththetestresults.Theproposedlongitudinalallowablestressreductionfactorcontributestounderstandin

5、ginteractionmechanismandcanprovidereferencesforjointdesignofCFSTstructureinscopeofengineering.　　Keywords：concrete-filledsteeltube；ultimatebearingcapacity；compositeaction；steeltube；longitudinalallowablestress；strengthreduction　　0引言　　钢管混凝土（CFST）结构的工作性能优势表现在钢管对其核心混凝土的约束作用，使混凝土处于侧向围压状态，轴向强度得以提高。同时，混凝

6、土的存在阻止或延缓了钢管发生面外局部屈曲，保证了钢材性能充分发挥。目前，针对钢管混凝土轴压构件的极限状态研究主要集中在套箍效应计算方法，即核心混凝土强度的提高模式，而此时的钢管应力状态则关注不足。钢管混凝土短柱极限受压时，钢管管壁除主轴方向的纵向应力外，还受核心混凝土径向压力产生的环向应力，因此钢管处于多向应力状态。受金属材料体积畸变的影响，环向应力的产生将导致钢管纵向应力的折减。蔡绍怀[1]、韩林海等[2-4]、Ellobody等[5]、Sakino等[6-8]通过试验研究发现，在钢管和核心混凝土发生组合作用时，钢管管壁存在环向应力增加和纵向应力折减的趋势。可见，钢管混凝土构件受外荷载

7、产生套箍作用时，会间接降低钢管纵向承载能力。　　实际工程中，钢管混凝土结构多在钢管管壁上设置节点进行传力，如钢管混凝土上承式拱桥的桥面荷载通过立柱先传递到拱肋的钢管表面，钢管混凝土建筑结构中梁端剪力通过梁柱节点传递给钢管混凝土柱的钢管[9-10]。若此时承受轴压的拱、柱产生套箍作用，钢管的纵向容许应力由于环向应力的增加而逐渐减小，则钢管可能在未完成与混凝土界面传力时就出现了纵向屈服破坏。另一方面，钢管混凝土轴压构件的验算往往忽略钢管