体外预应力钢管混凝土组合结构探讨

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1、四川建筑科学研究第37卷第2期58SichuanBuildingScience2011年4月体外预应力钢管混凝土组合结构探讨许伟，侯宪章，许峰，陈阳(1．沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁沈阳110168；2．中国医科大学，辽宁沈阳110001)摘要：根据钢管混凝土的受力特点，运用体外预应力技术，提出了一种新的组合结构——体外预应力钢管混凝土组合结构，并对体外预应力钢管混凝土工作阶段的受力进行了理论分析。可以看出，体外预应力钢管混凝土的受力性能得到很大改善，扩展了钢管混凝土的应用范围。关键词：体外预应力；钢管混凝土；组合结构中图分类号：TU398．9文献标识码：A文章编号

2、：1008—1933【2011)02—058—03Studyonexternalprestressingsteelpipe—encasedconcretecompositestructureXUWei，HOUXianzhang，XUFeng，CHENYang(1．SchoolofCivilEngineering，ShenyangBuildingUniversity，Shenyang110168，China；2．ChinaMedicalUniversity，Shenyang110001，China)Abstract：Basedonexternallyprestresse

3、dsructureandcompositestructure，thispaperproposesanewcompositestructure，whichcombinescharacteristicsofsteelandconcretewithextemalprestresstechnique．AndthebehaviorofexternallyprestressedconcretefiUedsteeltubularisanalyzed．Itisthatitsbehaviorishighlyenhancedanditsapplicatianiswidenedgready

4、．Keywords：externalprestress；concretefinedsteeltubular(CFST)；compositestructure管混凝土组合结构，即将钢管混凝土与体外预应力U刖鬲技术相结合，充分发挥二者的优点，形成体外预应力钢管混凝土由于具有承载力高、塑性和抗震性钢管混凝土组合构件或结构，使得钢管混凝土不再能好、易于施工等特点，已广泛用于工业与民用多层局限于轴心受压构件，可扩展到结构的偏心受压或和高层建筑、立交桥以及特种结构工程中，收到很好受弯部位以及长细比大于9O的轴心受压构件。同的效果。而且，与钢结构和钢筋混凝土相比，钢管混时，对于已建

5、成的钢管混凝土结构，还可用体外预应凝土具有明显的经济效益。目前，钢管混凝土主要力技术对其进行加固改造。以轴心受压构件为主，不易用作受弯构件。即使用1体外预应力钢管混凝土的构造和作轴心受压构件，对于长细比大于90的轴心受压柱，属于弹性失稳，钢管与核心混凝土之间不产生紧型式箍效应。因此，钢管混凝土轴心受压构件只能用于在体外预应力钢管混凝土构件中，钢管内填充长细比小于8O一9O的情况，限制了它的应用范素混凝土，两端焊接刚性盖板，将预应力筋放于管轴围⋯。为了扩大应用范围，近年来，学者们提出了外，锚固在刚性盖板上。施加预应力时，不能使刚性“预应力钢管混凝土结构”。但是，研究主要

6、集中盖板发生挠曲。在体内预应力钢管混凝土，而关于体外预应力钢管体外预应力钢管混凝土根据使用要求，可分为混凝土的研究很少。因此，本文提出体外预应力钢两种型式：平行弦式和折线式。平行弦式体外预应力钢管混凝土(图1)和折线收稿日期：2010-03—19式体外预应力钢管混凝土(图2)，都可以应用于偏作者简介：许伟(1971一)，女，辽宁沈阳人，博士，副教授，主要从事组合结构教学及研究工作。压构件和承受弯矩的构件。对于钢管混凝土偏压基金项目：辽宁省教育厅科技攻关项目(20060710)；辽宁省重点实柱，设置体外预应力筋使其成为体外预应力钢管混验室开放基金资助课题(GJ一2006

7、09)E—mail：tihxz0417@yahoo．coin．Crl凝土柱。施加预应力的目的有二：其一是将钢管混许伟，等：体外预应力钢管混凝土组合结构探讨59凝土偏压柱转化为准轴压柱，防止钢管混凝土柱任载，分两个工作阶段；三阶段设计是先作用部分荷一截面出现拉应力从而降低钢管对混凝土的握裹效载，再加预应力以消除和减少荷载引起的内力，然后应，由此改善钢管混凝土柱的设计强度；其二是利用再作用剩余的部分荷载。无论采用哪种设计方法，预应力筋提供侧向弹性约束，有效改善其失稳临界在每一阶段，基本构件和预应力筋都必须满足承载力]。对于钢管混凝土受弯构件，设置体外预应