钢管混凝土偏心受压承载力设计方法探讨.pdf

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1、规划与设计建材与装饰2016年5月钢管混凝土偏心受压承载力设计方法探讨李东方（广西大学土木建筑工程学院土木工程专业（建筑工程方向）121班广西南宁530003）摘要：钢管混凝土结构是土木工程中常见的组合结构之一，尤其在高层建筑中应用十分广泛。本文以某超高层商业建筑的圆形钢管混凝土框架柱为研究对象，对比分析我国现行规范中钢管混凝土框架柱偏心受压承载力设计方法，并结合有限单元法分析各规程中钢管混凝土偏心受压承载力计算结果的区别，进而为工程实例的钢管混凝土框架柱的承载力设计提供参考。关键词：钢管混凝土；偏心受压构件；承载力中图分类号：TU528.59文献标识码：A文章编号：1673-0038（201

2、6）22-0078-031工程概况冲击能力也有了明显改善；同时核心混凝土限制了钢管壁的局钢管混凝土结构承受轴力和弯矩的能力较强，故常作为受压部屈曲，改善了钢管壁塑性变形阶段的不均匀流动，防止钢管材构件，是工程领域中常见的组合结构。钢管混凝土结构按最为常料因局部形变过大导致结构过早失效。外部钢管与内部混凝土见。钢管混凝土结构常见的钢管横截面形式为方形、圆形、多边相互作用，互相制约，促使组合结构材料性能得到最大发挥。钢形等三类。对比多种截面形式，圆形钢管混凝土构件承受较大轴管混凝土结构在承载力、塑性变形能力施工操作、工程造价、抗向荷载时，钢管圆形截面环向受拉均匀，对钢管内部混凝土的环腐蚀性能及耐火

3、性能方面均有较好表现。箍效果较好，在实际工程中应用广泛。在实际工程中，钢管混凝土构件常处于偏心受压状态。在钢本文工程对象为南方某省会城市某超高层建筑，主要用途为管混凝土偏压构件性能的研究中，重点关注构件截面上的应力办公及商业工程。总建筑面积233052.3m2，3层地下室车库，地上分布和构件的极限承载力。相比于轴心受压，由于偏心距的存57层，建筑标准层3.80m层高，塔楼室外地面至屋面的结构总高在，受偏心弯矩和轴向力的共同作用，受压构件中同时存在压应度为224.40m，为超限高层。在充分考虑总价控制、工程可行性、力和拉应力，受力状况更为复杂。钢管的环箍作用，是由于外部地质条件及结构安全性等因素

4、后，本项目拟采用如图1所示结钢管抵抗内部混凝土受压变形而产生的，故紧箍力的大小与该构平面布置方式，为现浇钢管混凝土框架-钢筋混凝土筒体混合处混凝土压应力的大小正相关。由于受压区混凝土应力分布不结构体系。建筑外围框架采用直径为1400～1450mm的26根钢均匀，横截面上的紧箍力呈不均匀的梯度分布，钢管对受压区混管混凝土柱，钢管主要壁厚为36mm，钢管高度依照层高确定。为凝土承载力的提高幅度也不相同。考虑钢管与混凝土的黏结作保证结构的整体安全性能，钢管混凝土柱采用对称分布方式配用，在混凝土的受拉区，将产生反向紧箍力；由于该种作用相对置在建筑外围，并由框架梁与核心筒连结形成楼盖体系。较弱，在实际受

5、力分析中或可忽略。在承载力设计计算中，要充为准确计算钢管混凝土偏心受压承载力，作为该超高层建筑分考虑控制截面处材料性能的变异性，常由于实际结构不满足的结构承载力计算依据，本文重点研究我国规范中钢管混凝土材料均质假设，使得局部出现弹性形变和塑性形变相互混杂的偏心受压承载力的计算方法，并采用ANSYS有限元计算软件对状况，影响设计人员对钢管混凝土真实承载力的评估。钢管混凝土构件偏心受压状态进行数值模拟，并将多种规范的3钢管混凝土偏心受压承载力计算方法探讨计算结果与有限元相比较，进而为项目的钢管混凝土结构承载3.1规程计算方法力的计算提供参考。目前，我国钢管混凝土结构设计主要参考：《钢管混凝土结构设

6、计与施工规程》（CECS28：2012）、《钢-混凝土组合结构设计规程》（DL/T5085-1999）、《钢管混凝土结构设计与施工规程》（JCJ101-89）。受计算理论影响，上述三本规程中钢管混凝土偏心受压构件承载力的计算公式具有较大区别：（1）《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：2012）依据实验的极限平衡理论，研究对象为整长的钢管混凝土构件，在混凝土三向受压应力状态下，充分考虑钢管环箍效应对混凝土承载力的提高。该规程重点区分了钢管混凝土长短柱的受图1结构平面布置简图力特性，规定长径比L/D≤4的构件为短柱构件，长径比L/D>42钢管混凝土偏心受压工作机理分析的构件为长柱构件。

7、计算短柱构件承载力时，规程忽略钢材的应变极限，根据极限平衡理论，求得极限承载力即为紧箍力达到最钢管混凝土在受力过程中，混凝土材料部分除受外荷载作用大值时的外荷载。在短柱构件承载力的基础上，规程主要考虑长外，还受到钢管的约束作用，应力状态复杂。钢管的环箍作用使细比和偏心率对长柱构件及偏心构件的影响，通过分析大量的混凝土的抗压强度得到了很大提高，构件的塑性变形能力和抗·78·2016年5月建材与装饰规