钢管混凝土轴压构件抗火承载力的计算

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1、第N$卷第$期建筑结构!""$年$月钢管混凝土轴压构件抗火承载力的计算李国强贺军利韩林海（同济大学上海!"""#!）（哈尔滨建筑大学$%""#"）［提要］采用&’’(的计算模型和单元分析的计算模式，利用计算机程序，经过大量统计分析与计算，得到了钢管混凝土轴压构件抗火承载力的回归计算公式，并与国内外的结果对比，吻合较好，适于应用。［关键词］钢管混凝土轴压抗火承载力)*+,-.+/01230453+3653677+*71*+36020238.591+58*0+:047.23,+**;*0+:.:7027,.3.<46**.:53..*31=1*+,70*

2、1/25.>?05.:3046,.8+5=..27+,,6.:01338,01-81562-38.70/?13.,?,0-,+/，+2:38.,.-,.5560240,/1*+5+,..53+=*658.:@A,0/38.70/?.,6/.235，63657027*1:.:38+338.40,/1*+5+,.+??*67+=*.C638,.+502+=*.+771,+7;40,46,.<,.5653+23:.56-2047027,.3.46

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4、一学科来说，抗火承载力这一INK@%J$"IF%!L$%@#J$"I%%）"55概念应用起来会更方便、更广泛。最近，英国学者提（"O!%5!G""O）出了计算温度场、极限承载力和截面抗弯刚度的简式中：%5为钢构件的温度，O；!;为常温下钢材的化计算公式［$］，在给定任意标准升温条件下的升温屈服强度，P／//!；!为温度%时钢材的屈服强;E5时刻，根据公式的计算，可求出轴压稳定抗火承载度，P／//!；"为常温下钢材的弹性模量，P／//!；力。该方法具有一定的局限性。第一，在求截面刚"为温度%时钢材的弹性模量，P／//!。E5度时，只是将钢管、混凝土高温

5、时的抗弯刚度简单叠!D混凝土加在一起，没有考虑两者的组合作用；第二，求稳定采用文［N］中高温时的混凝土的应力<应变关系：承载力用到的稳定系数，是经过与实验结果对比后!#!［&（"／"）’(（"／"）!］（"!"）""""选用的常温情况之一，因而具有一定的近似性；第&!（$I)）L!（"／"）"*$#，"")"#"$D$!三，该方法必须求温度场，计算较麻烦。实际上，对（"$"）!H%"$"某一钢管混凝土柱在给定的标准升温条件下的耐火!"（）·，##$D$!""（"I$）!L"时间来说，截面温度场是一定的，其抗火承载力也是’$""""一定的，两者存在一一

6、对应的关系，只不过随着升温其中各符号具体含义见文［N］，当%H"时，即变为时间的增加，温度场各点的温度不断升高，构件抗火常温下的!+"关系。承载力不断下降而已。因此，只要一步能求出构件三、内力分析的抗火承载力，就没必要再求温度场。分析构件在高温下的承载力时，采用下列基本假本文根据钢管和混凝土高温时的应力<应变关定：$）在任何时刻温度场作用下，构件截面保持为平系，利用数值方法编制了计算钢管混凝土在标准升面；!）忽略拉区混凝土的抗拉作用；N）构件轴线挠曲温时抗火承载力的计算程序，经过大量统计分析和线为正弦半波曲线；K）忽略混凝土的热徐变。计算，考虑了主要

7、的影响因素，得到了与常温承载力取一半截面作为研究对象，单元划分如图$所形式相似的钢管混凝土轴压构件抗火承载力的公示，径向被划分成,L$份，其中,份为混凝土，$式，使用方便，与试验结果对比，符合较好。份为钢管。环向被划分成-份，则半个截面被划分二、高温下钢管和混凝土的应力<应变关系成（,L$）-个单元，从而可求出混凝土单元的面积$D钢管&.和坐标/.0，钢管单元的面积&5及坐标/50。采用&’’(建议的模型［!］，包括两个基本参数：设截面形心的应变是"，曲率是，则第.0单"%G"元的应变为开始"!!"#!!$"%!"给定.时温度场将!减去热膨胀引起的应

8、变!，即是第!"单元因!""!""$受力产生的应变!!，即给定初挠曲-，初偏心/!"!!!!!"#!!"&!