双圆夹层钢管混凝土柱轴压承载力计算

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1、ISSN100020054清华大学学报(自然科学版)2008年第48卷第3期w3CN1122223öNJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2008,Vol.48,No.3http:ööqhxbw.chinajournal.net.cn双圆夹层钢管混凝土柱轴压承载力计算聂建国,廖彦波(清华大学土木工程系,北京100084)摘要:为计算双圆夹层钢管混凝土柱轴压承载力,该文采程应用前景,可望在海洋平台、桥墩、体育馆及高层用极限平衡法对其进行分析,得出计算承载力的理论公式。建筑中得到卓有成效的应用[

2、1-3]。采用数值方法对理论公式进行求解,得出承载力计算值,计夹层钢管混凝土按内外钢管截面形状的不同可算结果与国内外文献试验结果吻合良好。在此分析基础上,以有多种截面形式。近年来,国内外学者对这种双圆比较双圆夹层钢管混凝土与普通圆实心钢管混凝土元件受夹层钢管混凝土柱的力学性能进行了一系列试验研力的异同,结合用极限平衡法分析圆实心钢管混凝土柱轴压[1,3-6]究和理论分析,得出了一系列有益的结论,并承载力的已有成果,最终得出双圆夹层钢管混凝土柱轴压承提出了计算轴压承载力和偏压承载力的公式,与试载力的简化计

3、算公式。该公式简洁实用,计算结果与试验结验结果吻合良好。但是,现有公式偏于复杂,有待进果吻合良好。一步简化以增强其实用性。考虑到分析钢管混凝土关键词:钢管混凝土;双圆夹层;极限平衡法轴压承载力时,采用极限平衡法可以得到形式较为+中图分类号:TU398.9文献标识码:A[7]简洁且实用的计算公式,故本文拟在适当的假定文章编号:100020054(2008)0320312204基础上采用极限平衡法对双圆夹层钢管混凝土柱的轴压承载力计算公式进行推导。Bearingcapacitycalculationsfor

4、1双圆夹层钢管混凝土短柱的极限分析concretefilleddoubleskintubes1.1基本假设NIEJianguo,LIAOYanbo[7]根据极限平衡法以及双圆夹层钢管混凝土的(DepartmentofCivilEngineering,TsinghuaUniversity,[1]特点,采用如下基本假设。Beijing100084,China)1)双圆夹层钢管混凝土受压短柱的应变场是Abstract:Thebearingcapacitiesofconcrete2filleddoubleski

5、nned轴对称的,因此可将其看成是由内外钢管和夹层混steeltubular(CFDST)stubcolumnswerecalculatedfortheaxialcompression.Theultimateequilibriummethodwasadoptedto凝土3种元件组成的结构体系(如图1b、1c、1d所deriveatheoreticalformula.Resultsofthetheoreticalformula示)。solvedbynumericalmethodwereinlinewith

6、theexperimental2)由于内钢管的支撑作用,双圆夹层钢管混凝results.Basedontheanalysisaboveandthesimilaritiesexistingbetweenconcretefilledsteeltubular(CFST)andCFDST,some土与具有相同外钢管的实心钢管混凝土中的核心混modificationshavebeenproposedintheformulaofCFSTderivedby凝土所受的约束作用相同。ultimateequilibrium

7、methodtobeusedforCFDST.Thismodified3)内外钢管和夹层混凝土的极限(屈服)条件formulaismuchsimplerascomparedtotheexistingtheoreticalone.Resultsobtainedbythissimplifiedformulawereingoodagreement都是稳定的,不因塑性变形的发展而改变或弱化。内withtheexperimentaldataofvariouspreviousresearchers.外钢管采用Von

8、Mises屈服条件;由基本假设2)可Keywords:concretefilledsteeltubes;doubleskin;ultimate采用式(1)作为夹层混凝土的极限(屈服)条件:equilibriummethod3fc=fc+Kp.(1)夹层钢管混凝土即在两个同心放置的钢管之间收稿日期:2006211222浇筑混凝土而形成的构件。这种构件既保持了实心基金项目:国家自然科学基金资助项目(50438020)钢管混凝土的基本优点,又具有