配有圆钢管的钢骨混凝土轴压短柱的极限承载力计算（ⅱ）

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1、四川建筑科学研究第４０卷第２期３０ＳｉｃｈｕａｎＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ２０１４年４月配有圆钢管的钢骨混凝土轴压短柱的极限承载力计算（Ⅱ）梁本亮，刘建新，牛宇，张嘉天（上海师范大学建筑工程学院，上海２０１４１８）摘要：针对钢管混凝土核心短柱轴压状态，采用汉基塑性全量理论对钢管进行极限承载力分析，得到屈服时钢管竖向应力对承载力的贡献，同时对核心混凝土采用ＤｒｕｃｋｅｒＰｒａｇｅｒ屈服准则进行钢管约束下的承载力的计算分析。考虑配箍率对极限承载力的影响，提出了不同配箍率下的钢管混凝土核心短柱的极限承载力计算公式，并与现有试验数据进行对比，结果吻合良好，为钢管混凝土轴压短柱极限承

2、载力的计算提供一种新的方法。关键词：钢管混凝土；核心短柱；轴心受压；极限承载力中图分类号：ＴＵ３９８．９文献标志码：Ａ文章编号：１００８－１９３３（２０１４）０２－０３０－０４ＵｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｃｏｒｅｓｈｏｒｔｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒｕｎｄｅｒａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＬＩＡＮＧＢｅｎｌｉａｎｇ，ＬＩＵＪｉａｎｘｉｎ，ＮＩＵＹｕ，ＺＨＡＮＧＪｉａｔｉａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１４１８，Ｃｈ

3、ｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒｔｈｅｓｔａｔｅｏｆａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｆｏｒｃｏｒｅｓｈｏｒｔｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒ，ｔｈｅＨｅｎｃｋｙｔｈｅｏｒｙｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒ，ｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒｗｈｅｎｔｈｅｃｏｒｅｃｏｌｕｍｎｙｉｅｌｄｅｄｔｏｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ．ＴｈｅＤｒｕｃｋｅｒＰｒａｇｅｒｓｔｒｅｎｇｔｈｃｒｉｔｅｒｉ

4、ｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｓｉｓｃｏｒｅｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏｒｍｕｌａｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｅｘｉｓｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａａｎｄｏｔｈｅｒｗａｙｓ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍａｎｄｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｗａｐｐ

5、ｒｏａｃｈｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｃｏｔｅｓｈｏｒｔｃｏｌｕｍｎｓｆｏｒｗｉｔｈｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒｕｎｄｅｒａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒｓｈｏｒｔｃｏｌｕｍｎｓ；ａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ（续前）力有关）。２．２．２核心混凝土对混凝土而言，很少测定其粘聚力和内摩擦角，当核心混凝土受三向压应力作用时，混凝土的一般采用其单轴拉压强度σｔ和σｃ来表示，即有：破坏主要由

6、受压破坏面的扩张控制。当塑性变形发－１３（σｃ－σｔ）σｃσｔ（３－ｓｉｎ）＝ｓｉｎ（）；ｃ＝，代入到生时，为描述屈服面在压缩和拉伸情况下的强化和３σｃ＋σｔ３（σｃ＋σｔ）ｃｏｓ软化，由应力应变关系曲线来引导屈服面的扩张，α和ｋ中可得到：α＝槡３×σｃ－σｔ；ｋ＝２槡３×［１３］３σｃ＋σｔ３可用ＤｒｕｃｋｅｒＰｒａｇｅｒ屈服准则进行分析。σｃσｔＤｒｕｃｋｅｒＰｒａｇｅｒ屈服准则为：。σｃ＋σｔＦ（Ｉ１，Ｊ２）＝槡Ｊ２＋αＩ１－ｋ＝０（２４）核心混凝土处于三向受压的应力状态，当钢管１２式中Ｉ１＝σ１＋σ２＋σ３；Ｊ２＝［（σ１－σ２）＋进入塑性时，联合外包箍筋的约束在

7、核心混凝土周６围产生围压，此时的应力状态可以表示为：σ３＜σ２２２２ｓｉｎ（σ２－σ３）＋（σ３－σ１）］；α＝（与材＝σ１＜０，代入式（２４）可求得：槡３（３－ｓｉｎ）α（σ１＋σ２＋σ３）＋６ｃｃｏｓ料内摩擦角有关）；ｋ＝（与材料粘聚１２２２槡３（３－ｓｉｎ）槡６［（σ１－σ２）＋（σ２－σ３）＋（σ３－σ１）］－ｋ＝α（２σ１＋σ３）＋槡３（σ１－σ３）－ｋ＝０（２５）收稿日期：２０１２０６２８３作者简介：梁本亮（１９７８－），男，工学博士，副教授，主要从事混凝