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作者简介：颜全胜（%()*$），男，江西省永新县人，华南理工大学副教授，博士，主要从事大跨度桥梁结构理论方面的
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钢管混凝土受压构件的弹塑性承载力分析
颜全胜%，王
危页%，邹巧鸿!
（%+华南理工大学桥梁工程系，广东广州’%")&"；!+河南省南阳市盛华建筑有限公司，河南南阳&,#"""）摘
要：采用基于纤维模型的分段分块的杆系结构有限元方法，推导了钢管混凝土压弯构件的弹塑性
刚度矩阵，提出了计算钢管混凝土压弯构件弹塑性稳定承载力的计算模型，编制了相应的计算程序!采用提出的方法和程序，计算了圆管截面的钢管混凝土轴向受压、偏心受压长柱的弹塑性极限承载力，理论分析结果与文献报道的试验和理论结果吻合良好!
关键词：钢管混凝土；压弯构件；极限承载力；弹塑性分析；有限元中图分类号：-.#(*
文献标识码：/
!引言
钢管混凝土构件具有强度高、塑性和韧性好、施工方便快捷以及造价经济合理等优点，近年来
在房屋和桥梁结构中得到广泛的应用［%，!］+钢管
混凝土是一种约束混凝土，利用钢管对混凝土的套箍作用，可以提高核心混凝土的抗压强度+钢管混凝土构件通常承受轴向和偏心压力作用，目前对于钢管混凝土的受力性能研究还有待进一步完善，尤其是受压长柱的稳定承载力问题一直是工程界普遍关心的问题+
目前国内对于钢管混凝土短柱的抗压极限承载力研究较多，常用的计算方法有采用极限平衡
理论［#］、将钢管混凝土构件视为统一材料理论［&］、约束混凝土理论［’］或双剪统一强度理论［)］等+对
于细长柱的轴压和偏压稳定承载力计算方法
有［!］
：!采用试验数据回归得到的承载力折减系
数；"采用欧拉公式轴压长柱的稳定系数；#考虑纵向弯曲的影响放大系数法；$基于统一材料性能指标的相关方程；%基于纤维模型和有限元理论的数值算法等+由于试验构件数量有限，考虑参数较少，采用试验拟合得出受压长柱的稳定承载力计算公式，其通用性往往受到限制，而采用纤维
模型的数值方法
［,］
，则可以取得较好的效果+过去的研究者［#］
只是考虑了柱子中间截面的平均应变
和内外力平衡，研究了钢管混凝土构件轴压、纯弯
和偏压受力特性和承载力，这样处理不适用于两端约束条件不同的超静定受压柱或钢管混凝土结构的承载力分析+
本文采用基于纤维模型的“分段分块”杆系结构有限元法，建立了圆形截面钢管混凝土结构的弹塑性稳定计算模型和方法，并编制了相应的计算程序+文中计算了轴心受压、偏心受压钢管混凝土柱的受力破坏全过程曲线，得出它们的弹塑性承载力，与文献报道的试验和理论分析结果吻合良好+
"
计算模型
"+"
基本假设
（%）构件达到承载力前钢管不发生局部失
稳，钢管和混凝土粘结良好，两者之间无相对滑移和变形现象；
（!）加载过程中，钢管混凝土截面始终保持平面，钢管形状和面积保持不变；
（#）外层钢管为理想弹塑性材料，内包核心混凝土的应力$应变关系为分段多项式+
（&）忽略剪应力和剪应变对钢材屈服的影响+%+!
应力$应变关系
核心混凝土的应力$应变关系采用文献［!］提出的分段多项式表示，而钢管则认为是理想弹塑性材料+
!""#年)月第!&卷第!期郑州大学学报（工学版）
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万方数据