钢管混凝土拱桥的极限承载力-研究

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1、至多边形钢管；构件类型包括有轴心受力、偏心受力、受觌、受弯构件以及梁一柱节点：不但研究静力下的性能，也有模拟地震衙载F的性能；另外，有关高强材料应用、粘结滑移、抗火性能、时随效应等的研究均有所报道。在钢管混凝土梁一柱方面，英国的Neogi等人117l十1969年研究r钢髓；内混凝土三向受压时强度的提高以及考虑钢管对泄凝土的约束效应时偏心受压钢管混凝上柱的荷载一挠度曲线和极限荷载的计算方法(切线模景法)，并与钢管混凝土柱的试验结果进行了比较。比较结果表I删对-J二K径比，形、≥15的卡{：，试验／』／，oj理论非常一致；对于长径比较小的小偏心托，计算的破坏荷载偏保守。近年来，Man

2、chester大学的Shakir-Khalil等人问0⋯8I对角i形钢锊洮凝上足尺杜进行了较多的试验研究，结果表明内填混凝土能火大地提高空钢管柱的承载能力，同时他们还指出当柱绕弱轴偏心且偏心距与柱截而高度同阶时，BS5400给出的预计值偏于不安全。在美国，RichardWFurlongll91，R0bertKnowles和RobeRParkl20}121l等人从事钢管混凝土组合桂的大最研究平JI试验工作，提盯j-轴心受力的承载力计算公式和偏心受力下轴力与弯矩的丰【

3、关方程。TomiiM等人1221平11KaloB．等1231对钢管混凝土柱进行了大量影f究，得剑钢管柱鲢的宽厚比对柱

4、的弯矩一轴力一曲率的影响规律，并提出了适合于钢管泄凝土柱弯矩一轴力一曲率分析的等效钢、混凝土的应力一应变关系。众多的研究使得人们对钢管混凝土结构其它方面的性能也有了更深入的r解，这些_T作包括Shakir-Khalil[241等人对钢管和混凝土粘结性能的研究；LieTT．1251对防火能力的研究：Suzuki和Katol261对抗剪承载力的研究。在抗震性能方面，PhilipFBoyd等人127l对5个钢管混凝土柱进行了抗震性能的试验，试验也表明钢管混凝上柱具有较好的耗能性能，按ACI的方法计算得到的钢管混凝土柱的极限承载力低于试验值达26％之多，并且ACI和AISC--LRFD中

5、关于钢管最小壁厚的限值过于苛刻。tNinakawa和K．Sakino通过试验研究r钢管混凝上柱的抗震性能，结果显示，钢管混凝土柱在周期弯矩作用下的滞凹性能受牟I【l力的影响非常火，捷至在0．6N。(N。为名义压溃荷载)的高轴力下，钏管混凝土柱还表现出很好的延性和耗能能力。KMitsunari通过试验初步研究r钢管混凝上架一柱的动力性能，动载和静载试验的比较说明，较大的加荷速率可以增加钢管混凝土梁一杜的恢复力和极限承载力；但是，加荷速率效应加速了钢管裂缝的开展，从而降低了钢管混凝土梁一柱的延性。YM．Alostaz和S．P_Schneider对首先通过三维有限元方法树f究lr5类钢

6、管混凝土柱与钢梁的连接构造型式的性能，并对具有应用前景的连接节点进行了，试验验证；在探讨结构抗震性能的同时对价格等因素也作了比较。在设计方面，美国制定的ACI规范(ACl318--65)『p，列入了轴心受压钢管混凝土柱的计算公式，1971年修订的规范(ACl3l＆一71)则把钢管混凝土结构作为组合构件而单独分列，包括轴心受压和受弯工作的计算以及AISC--LRFD一1986规范。口本建筑学会在1967年年会【：制订r“钢铃泓凝上构什设计规范”，内容包括内填型、外包型和内填外包型三种，并在1980年作，修i=_r。1959年原中国科学院哈尔滨土建研究所首先丌始，圆钢管混凝土基本性能

7、的研究工作，并应八】于桥梁上。1963年北京地铁T程局对恻钢管泓凝土的工作第一章绪论机理展开了比较系统的试验研究工作，首先神：地铁丁程-}

8、采用j，钢管混凝上桂。以后，冶金建筑研究总院、苏州水泥制黼研究所、原哈尔滨建筑工程学院、小围建筑科学研究院、电力工业部电力建设{i)f究所等单位都先后开展了钢管混凝土基本性能及应用的试验研究工作。近年米，哈尔滨建筑科技人学的钟瞢桐15l。和中国建筑科学研究院的蔡绍怀134}对等对俐管混凝土结构作了大量研究，并取得了可喜的成果。圆钢管混凝上结构的研究仡我同【：I趋完善和深入，近十儿年来取得了很多杰出成果，在构件性能和理论研究方而在阂际L处于领先

9、。到1991年底止，已先后由建设部、能源部和建材总局颁发了各(1有关的钢管混凝上结构设计规程或规定[40114111421。§1,4存在的问题和本文的j三要工作§1．4．1存在的问题钢管混凝土结构的，“泛应J}j促进了研究的j!；

10、{入。为r『更进一步地了解钢管混凝土结构包括钢管混凝土拱桥的结构性能，还需要对I't／0f．1题作进一步的研究。(1)钢管对核心混凝土的约束机理在钢管混凝土桂中，由于混凝上内部裂缝的发展，其泊松比y。会逐渐增人，当混凝土的泊松比超过钢管的泊松比y，时，