关于钢管混凝土结构承载力的分析与探讨

钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管作用研究钢管混凝土短柱是在钢管外加固混凝土的基础上，通过受压作用来承担荷载的一种结构形式。

由于钢管的加固作用，钢管混凝土短柱在抗压性能方面具有很大的优势。

本文将对钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管作用进行研究，探讨其受力机理及相关影响因素。

1.钢管混凝土短柱的受力机理钢管混凝土短柱主要通过钢管受压作用来承担荷载。

钢管的加固作用可以有效提高短柱的抗压性能，避免混凝土的破坏。

在轴向受压荷载作用下，钢管与混凝土发生黏结，并通过黏结面之间的摩擦力来承担荷载。

钢管的强度和刚度决定了短柱的受力性能，而混凝土的主要作用是保护钢管免受腐蚀和提高受力传递的效果。

2.影响钢管混凝土短柱承载力的因素（1）钢管参数：钢管的强度和刚度是影响短柱承载力的重要因素。

强度包括钢管本身的抗压强度以及钢管与混凝土之间的黏结强度。

刚度决定了短柱的整体变形能力和稳定性。

（2）混凝土参数：混凝土的强度、抗裂性能和粘结性能对短柱的承载力具有重要影响。

强度决定了混凝土抵抗荷载的能力，抗裂性能主要影响了混凝土的开裂破坏。

粘结性能决定了钢管与混凝土之间的受力传递效果。

（3）几何参数：短柱的截面形状和尺寸对其受力性能有很大影响。

通常情况下，较大的截面和较小的高度能够提高短柱的承载力。

（4）加载方式：不同的加载方式（如静载、动载等）对短柱的承载力有明显影响。

在实际工程中，通常考虑不同加载方式下短柱的安全系数。

3.钢管作用对钢管混凝土短柱承载力的影响钢管的加固作用对短柱的承载力具有重要影响。

钢管可以提供较高的强度和刚度，有效增强短柱的抗压性能。

此外，钢管还能提高短柱的稳定性和极限承载力。

然而，钢管也会增加柱子的自重，对承载力产生一定的负面影响。

因此，需要综合考虑钢管参数以及其他影响因素来确定最优的钢管尺寸和布置方式，以提高短柱的承载力。

总之，钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管的作用密切相关。

钢管的加固作用可以有效提高短柱的抗压性能，但也会增加柱子的自重。

钢管混凝土结构的研究钢管混凝土结构的研究近年来，随着科技和经济的快速发展，建筑领域对于更加安全、经济和环保的建筑材料的需求日益增长。

在这样的背景下，钢管混凝土结构作为一种新兴的建筑材料，备受研究者的关注。

本文将从钢管混凝土结构的基本概念、优点以及应用等方面进行详细的介绍和分析。

钢管混凝土结构是将钢管作为混凝土的模板，同时起到承载和保护混凝土的作用，通过钢管的加固作用，有效地提高了结构的强度和稳定性。

与传统的混凝土结构相比，钢管混凝土结构具有以下优点：首先，钢管混凝土结构可以大大降低施工难度和工期，由于钢管的可拆装性，可以节省大量的人力和物力成本；其次，钢管混凝土结构在抗震性能方面具有很高的优势，在地震等自然灾害中有较好的耐久性；再次，钢管混凝土结构的美观性能优秀，能够满足人们对于建筑美观的追求；最后，钢管混凝土结构的使用寿命长，耐腐蚀性能好，能够降低维护和修复成本。

钢管混凝土结构的应用领域非常广泛。

首先，钢管混凝土结构在住宅建筑方面具有很大的潜力，能够节约使用面积，提高空间利用率；其次，在桥梁和隧道工程中，钢管混凝土结构能够提供更大的承载力和稳定性，满足大跨度工程的需求；再次，在厂房和仓库建设方面，钢管混凝土结构能够实现快速组装和拆卸，灵活适应不同的使用需求；最后，在特殊工程中，如海洋工程和水利工程中，钢管混凝土结构也发挥了巨大的作用。

然而，钢管混凝土结构的研究也面临一些挑战。

首先，钢管混凝土结构的材料成本相对较高，需要更多的资金投入；其次，钢管与混凝土间的粘结力是一个重要的问题，需要进一步的研究；再次，钢管混凝土结构在破坏后的维修还存在困难；最后，钢管混凝土结构在设计和施工方面需要更多的专业知识和技术支持。

为了充分发挥钢管混凝土结构的优势，我们需要在以下几个方面进行深入研究：首先，加强对钢管混凝土结构的材料性能和力学性能的研究，以提高结构的强度和稳定性；其次，加强对钢管与混凝土间粘结力的研究，以提高结构的耐久性和抗震性能；再次，开展对钢管混凝土结构施工工艺和质量控制的研究，提高结构的施工效率和质量；最后，加强对钢管混凝土结构的经济性和环境影响的评估，提高结构的可持续性。

混凝土结构承载力分析与优化设计混凝土结构一直是建筑领域中常见且重要的构造方式之一。

而混凝土结构的承载力是衡量其安全性和可靠性的关键指标。

因此，深入研究混凝土结构的承载力分析与优化设计具有重要的理论和实践价值。

一、混凝土结构承载力分析混凝土结构承载力分析是通过数学模型和力学原理，计算和评估结构在不同工况下的承载能力。

分析混凝土结构的承载力可以从以下几个方面进行：1. 断面受力分析：首先，需要对混凝土结构的断面进行受力分析。

通过分析结构受力情况，可以确定在不同工况下混凝土结构的各个部位所受力的大小和方向。

2. 应力和应变分析：根据受力分析的结果，可以计算混凝土结构中各个部位的应力和应变。

应力和应变是表征混凝土结构抵抗外部力作用能力的重要参数，也是评价结构稳定性和安全性的重要指标。

3. 承载力分析：基于应力和应变的分析结果，可以计算结构的承载能力。

承载力是指混凝土结构能够承受的最大荷载大小，包括承受弯矩、剪力、轴向力等多种力的作用。

二、混凝土结构优化设计混凝土结构的优化设计旨在通过合理的设计参数选择和结构组合，使结构在满足安全性和可靠性的前提下，达到最经济、最高效的承载能力。

常见的混凝土结构优化设计方法包括：1. 材料参数优化：混凝土结构的承载能力与组成材料的性能密切相关。

通过优化选择混凝土的配合比、强度等参数，可以提高混凝土结构的强度和抗震性能。

2. 结构形式优化：不同的结构形式对承载能力有不同的影响。

在满足设计要求的前提下，通过优化结构形式，可以提高结构的承载能力并减少材料的使用量。

3. 受力分布优化：合理的受力分布有助于提高混凝土结构的整体承载能力。

通过优化支座位置、梁柱布置等设计参数，可以使各个构件承担的力更加均衡，从而提高结构的整体稳定性和承载能力。

三、混凝土结构的应用与前景混凝土结构以其优良的性能和广泛的适用性，在建筑领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果。

未来，混凝土结构的应用前景仍然广阔，尤其在以下几个方面有着巨大的潜力：1. 绿色建筑：随着人们对环境保护的日益重视，绿色建筑的需求不断增加。

圆钢管混凝土纯弯构件的承载力研究1纯弯构件的特点钢管混凝土以其抗压强度高而最适宜于作受压构件,在受弯构件中采用钢管混凝土,并无突出的优点。

因此,钢管混凝土的抗弯强度及其计算方法,过去很少有人研究。

但研究钢管混凝土的纯弯力学性能,有助于深入认识压弯构件的工作机理。

同时,合理地确定钢管混凝土组合抗弯模量和组合抗弯刚度等力学指标,是进行钢管混凝土框架柱受力分析的重要前提之一[1]。

在进行钢管混凝土构件受纯弯作用下荷载—变形关系曲线的全过程分析时,为了便于计算,采用以下基本假设[2]。

(1)钢管混凝土受弯矩作用时,截面可分为受压区和受拉区。

截面受压区钢材的应力与同应变的钢管混凝土轴心受压时钢材的应力相同。

(2)构件在变形过程中始终保持为平截面。

(3)钢和混凝土之间无相对滑移。

(4)忽略剪力对构件变形的影响。

(5)构件两端为铰接,构件挠曲线为正弦半波曲线。

图1所示为构件在纯弯曲作用下的变形情况,其中“um”为构件跨中挠度,L为计算跨度。

2抗弯承载力计算公式的比较为了考察现有设计公式在计算构件承载力时的准确性,本文整理了部分试验数据,如表1,用以说明各计算公式的适应性。

表1 圆钢管混凝土纯弯构件试验结果注:D-钢管外径;t-钢管壁厚;D/t-径厚比;fc-混凝土强度;fs-钢材屈服强度;ξ-套箍指标;α-含钢率。

为了方便比较,本文暂采用规程DL/T5085(1999)与DBJ13-51-2003(2003)以及文献[6]提出的圆钢管混凝土抗弯承载力计算公式进行对比。

对计算结果Muc(Kn·m)与试验结果Mue(Kn·m)的比较表明:对于规程DL/T5085(1999),Muc/Mue的平均值为0.833,均方差为0.312;对于规程DBJ13-51-2003(2003), Muc/Mue的平均值为0.886,均方差为0.113;对于文献[6]提出的计算公式,Muc/Mue的平均值为0.887,均方差为0.120。

钢 管 混 凝 土 柱 局 部 承 载 力 分 析
成 家 园
摘 要： 利用正交试验设计 法对钢管混凝土构件局部 受压 承载力 的影响 因数进行分析 ， 出核心 混凝土 强度 是影响构件其 最小 的是套箍指标 。 关键词 ： 钢管混凝土 ， 局部承载力 ， 正交设计法 ， 影响 因数
第３ ６卷 第 ８期 ２ ０１０年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨ Ｉ Ｈ ＴＥＣＦ ＵＲ￣
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ． １３ ８
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文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ０ —０ ５０ １０ —８ ５ ２ １ ）８０ ８ —３
存储 、 安装过程 的耐腐蚀性 。 ２ 无粘结预应力体系 。无粘结 预应力钢 筋是指 经涂抹 防腐油脂 ， 在运输 、 ）
用聚 乙烯套管包裹 制成 的预应 力 钢筋 。使 用 时按设 计要 求铺 放 ５ 结语 在模板 内， 然后 浇筑混凝 土 ， 混凝土达 到设 计要求强度 后 ， 待 再张 众 多研究表 明 ， 筋锈蚀是 引起混凝 土结构耐久性劣 化最主 钢 拉锚 固。无 粘结预应力钢筋 与混 凝土不 直接接触 ， 两者 产生相 对 要 、 最直接 的原 因。如何通过无损检 测对 现有混凝 土结构 中的钢 滑移 而成 为无 粘结 体 系。其主 要优 点是 工艺 简单 ， 拉设 备轻 ， 张 筋锈蚀 程度和速度进行评估 ， 以便采 取各种 有效措施 防止钢筋 锈 施工方便 ， 有利 于分散 布筋与高空 作业 。３ 体外预应力 体 系。与 蚀 发生和发展是研究 钢筋 锈 蚀机 理 的 目的。进 一 步加 强这方 面 ） 体内预应力钢 筋不 同， 外预 应力 钢筋 直接暴 露 于环境 中， 预 的研究 将对保证建筑质量 ， 体 且 节约能源 ， 减少损失产 生重要意义 。 应力钢筋 又是腐蚀 敏感 材料 ， 如果 防护 不 当， 容易 发生腐 蚀 破 参 考 文 献 就 坏， 因此 体外 预应力 钢筋 的防腐 极其 重要 。 目前 ， 体外 预应力 钢 ［ ］ 金 伟 良 ， 羽 习． 凝 土 结构 耐 久性 ［ ． 京 ： １ 赵 混 Ｍ］ 北 科技 出版 筋 的防腐 方法大体上可 以分 为 ３类 ：． ａ预应 力钢 筋表 面涂层 。常 社 ． ０ ２ ２０ ． 用 的涂层 有镀 锌和环 氧树 脂等 。镀 锌 涂层兼 有牺 牲 阳极 的 阴极 ［ ］ 牛荻 涛． 凝 土结构 耐 久性 与寿命 预测 ［ ． 京 ： ２ 混 Ｍ］ 北 科技 出 保护作用 。这种方 法简单且价格较 便宜 ， 预应力 钢筋 的更 换及 内 版 社 ， ０ ３ ２０ ． 力调整 比较方便 。但是 这种方法 的缺点也 比较多 ： 镀锌 钢绞线一 ［ ］ 李 田， ３ 刘西拉 ． 混凝土结 构耐久性 分析 与设计 ［ ． 京： Ｍ］ 北 般采用热镀锌层技 术 ， 温会造 成预 应力 钢筋 强度 降低 ； 高 由于镀 科学 出版社 ，９ ９ １９ ． 锌 的牺牲 阳极 作用 可能产生氢 ， 从而 引起氢脆 。因此实 际工程 中 ［ ］ 李 琛 ． ４ 锈蚀 钢 筋与 混凝 土粘 结力 的研 究现 状 ［］ 山西建 Ｊ． 环氧树脂 涂层 预应 力 钢筋 应 用 较 为普 遍 。ｂ 套管 加 填充 材 料 。 ． 这种方法是在预应 力钢 筋 的外 面加套 管 ， 张拉完 预应 力筋 后 ， 待

圆钢管混凝土结构受力性能与设计方法研究共3篇圆钢管混凝土结构受力性能与设计方法研究1随着工程技术的不断发展和完善，圆钢管混凝土结构在工程建设领域中越来越受到重视。

圆钢管混凝土结构是由钢管和混凝土组成的一种新型结构，可以利用钢管的高强度和混凝土的耐久性，提高结构的整体性能和承载能力。

在该结构中，钢管起着主体支撑的作用，混凝土则充当保护和稳定作用的角色，两者相互协调从而形成一种更加优秀的结构体系。

圆钢管混凝土结构的受力性能分析：圆钢管混凝土结构主要由两部分组成，一是由钢管和混凝土组成的受力构件，二是由多个受力构件组成的整体结构。

钢管和混凝土之间的结合方式有口筋、粘贴剂和预应力等，不同的结合方式会对结构体系的受力性能产生不同的影响。

1、钢管的受力分析作为圆钢管混凝土结构的主体支撑，钢管的受力性能至关重要。

钢管受力主要有轴向受压、轴向受拉、弯曲和剪切等四种形式。

在实际工程中，为了保证结构的整体性能，常常采用预应力的方式对钢管进行增强加固，从而提高结构的承载能力和抗震性能。

2、混凝土的受力分析混凝土作为圆钢管混凝土结构的保护和稳定角色，其受力主要有压、拉和剪切三种形式。

在圆钢管混凝土结构中，混凝土一般采用高强度混凝土或高性能混凝土，以提高结构的耐久性和抗裂性。

此外，混凝土与钢管之间的结合方式也会影响结构的受力性能。

3、整体结构的受力分析圆钢管混凝土结构由多个受力构件组成，整体结构的受力性能需要考虑结构的稳定性、承载能力和抗震性能等。

对于地震区域的结构，还需要进行地震反应分析，以保证结构在地震作用下的安全性。

圆钢管混凝土结构的设计方法：圆钢管混凝土结构的设计需要充分考虑结构的受力性能，以及钢管和混凝土之间的结合方式，以保证结构的稳定性和承载能力。

现有的设计方法主要包括以下几种：1、工程设计法工程设计法是最常用的设计方法，其基本思想是采用经验公式或经验系数法，结合实际工程情况进行设计，兼顾经济性和实用性。

在圆钢管混凝土结构的设计中，工程设计法可以根据钢管和混凝土的强度和材料特性，估算结构的承载能力和稳定性指标。

钢管轻骨料混凝土柱的承载力分析的开题报告一、选题背景与目的轻骨料混凝土近年来被广泛应用于建筑结构中，其具有比普通混凝土更轻、更耐久等优点。

而钢管作为一种常见的结构材料，也在建筑结构中应用广泛。

将钢管和轻骨料混凝土结合应用于柱的设计中，具有一定的优势。

因此，本文选取钢管轻骨料混凝土柱作为研究对象，旨在分析其承载力。

二、相关研究综述钢管混凝土柱是一种结构形式，其承载力分析已经被广泛研究。

而轻骨料混凝土也被研究者们广泛应用于建筑结构中，并在实践中获得了良好的效果。

同时，钢管作为优良的结构材料，其应用也在不断推广。

因此，研究钢管轻骨料混凝土柱的承载力有着重要的意义。

三、研究内容和方法本文将以钢管轻骨料混凝土柱为研究对象，分析其承载力。

主要研究内容包括：1. 钢管轻骨料混凝土柱的力学特性分析。

通过分析钢管轻骨料混凝土柱的构成部分，分析其力学特性，包括弯矩、剪力等。

2. 基于ANSYS有限元软件进行承载力分析。

通过建立钢管轻骨料混凝土柱的有限元模型，在ANSYS软件中进行承载力分析，得出柱的承载能力。

3. 对比分析不同参数对柱承载力的影响。

在建立有限元模型时，可以设置不同参数，如钢管和混凝土的强度、钢管和混凝土的厚度等等。

通过对比分析不同参数对柱的承载能力的影响，得出最佳的柱设计方案。

四、预期成果通过对钢管轻骨料混凝土柱的力学特性分析、基于ANSYS有限元软件的承载力分析以及对比分析不同参数对柱承载力的影响，得出以下预期成果：1. 对钢管轻骨料混凝土柱承载力的分析。

2. 钢管轻骨料混凝土柱的设计方案优化。

3. 开拓钢管轻骨料混凝土柱在建筑结构中的应用价值。

钢管混凝土截面抗弯承载力钢管混凝土是一种常用于结构工程中的材料，其具有很高的强度和抗压性能。

在工程实践中，常常需要研究和评估钢管混凝土截面的抗弯承载力。

本文将围绕这一主题展开讨论，介绍钢管混凝土截面抗弯承载力的相关知识和计算方法。

钢管混凝土结构是将钢管嵌入混凝土中形成的一种复合结构。

钢管起到了加强混凝土截面抗弯强度的作用，提高了结构的整体强度和承载能力。

钢管混凝土截面的抗弯承载力主要取决于钢管和混凝土的相互作用。

钢管的选择对于钢管混凝土截面抗弯承载力起到了重要的影响。

钢管的直径、壁厚和材料强度是影响抗弯承载力的关键因素。

直径较大的钢管能够提供更大的弯矩抵抗能力，壁厚较大的钢管能够提供更高的抗弯强度，而高强度的钢管材料能够提供更高的整体承载能力。

混凝土的质量和强度也对钢管混凝土截面的抗弯承载力起到了重要的影响。

混凝土的强度取决于水灰比、配合比和养护等因素。

高质量的混凝土能够提供更高的抗弯强度，从而提高钢管混凝土截面的整体承载能力。

钢管和混凝土的相互作用使得钢管混凝土截面的抗弯承载力得以提升。

钢管的刚度和混凝土的粘结力是两者相互作用的关键。

钢管刚度较高时，能够更好地抵抗外部弯矩的作用，从而提高截面的抗弯强度。

混凝土与钢管之间的粘结力越大，两者之间的相互作用越紧密，使得截面整体承载能力得到提升。

钢管混凝土截面的抗弯承载力可以通过理论计算和试验验证来评估。

理论计算常常采用弯矩-曲率法或应变平衡法来进行。

弯矩-曲率法是一种基于截面受力平衡条件的计算方法，通过建立钢管混凝土截面受力平衡方程，求解得到截面的抗弯承载力。

应变平衡法是一种基于截面应变平衡条件的计算方法，通过建立钢管混凝土截面的应变平衡方程，求解得到截面的抗弯承载力。

试验验证是通过在实验室或现场进行加载试验，测量截面的应变和变形等参数，从而评估截面的抗弯承载力。

钢管混凝土截面的抗弯承载力是由钢管和混凝土的相互作用决定的。

钢管的选择、混凝土的质量和强度以及钢管与混凝土之间的相互作用是影响抗弯承载力的重要因素。

钢 管 混 凝 土 核 心 柱 极限 承 载 力 分析
周 笑 ， 阳 彭
（ 成都 医学 院基建 工程处 ， 四川 成都 ６０８ ） １０４
【 摘 要】 钢 管混凝土利用钢管和混凝土 两种材料 的相 互作 用 ， 充分发挥两种材料的力学性能｝ 管 而钢
混凝土柱则利 用外 包混凝土解决 了钢管裸露在外带来的种种 问题。文 中详细推 导了普 通箍筋约束钢 管混凝
【 中图分类号】 Ｔ ３３ １ Ｕ ２，
【 文献标识码 】 Ａ
研究还未见有关 报导 ， 缺乏设计所需 的合理计算公式 。本文 主要就这两类柱的极限承载力计算 进行 分析研究 。
１ 钢 管混 凝 土核心柱 的特 点
钢 管 混 凝 土 利 用 钢 管 和 混 凝 土 两 种 材 料 在 受 力 过 程 中
钢管 混凝 土柱 根据外包混凝 土箍 筋约束情 况 ， 以分 为 可 以下几种类型 ： 普通箍筋 约束钢管 混凝 土柱 （ 以下称 柱 Ａ） ；
分别为纵向受压钢筋的截面积和强度， ＝ｌ 。 Ａ ｝挚 ，
１ ｃ Ｊ
考虑到外包混凝 土与 钢管混 凝土核 心一般 不能 同时达 到极 限承载力 ， 需增加一个折减系数 ， 即：
防腐 及 防火 处 理 ， 此 ， 程 中常 采 用 对 其 外 包 混 凝 土 处 理 ， 为 工 即将 钢 管 混 凝 土 置 于 柱 截 面 核 心 ， 包 普 通 钢 筋 混 凝 土 ， 外 内
２ 柱 Ａ极 限承载 力分 析
目前 ， 内外介绍该类 组合柱极 限承载力 方法主要有 以 国
型及 配筋情况 而定 。而柱 Ａ外包混 凝土没有 普通 箍筋 的横 向约束作用 ， 钢管 内混凝土只受到钢管一层横 向约束作用。 对 于普通钢管混凝 土柱极 限承载 力性 能 ， 内外 已做 了 国 大量 的理论分析和试验研究 ， 提出 了相应 的计算公式 。而 并 钢管混凝 土柱 Ａ， 国内外 在这方 面 的研 究 刚刚起 步 ； Ｂ的 柱

钢管混凝土结构外包加固承载力实验及分析研究的开题报告一、研究背景及意义在建筑物使用寿命中，由于各种不同原因，如设计、施工和使用等阶段的问题，可能会导致其结构存在不同程度的损坏，减小承载力，危及正常使用和安全。

因此，结构加固是建筑物维护的重要措施之一。

外包加固是一种常见的加固方式，它通过在已有结构的外部黏贴或绑扎加固材料，以提高结构的整体性能和承载力。

当前，钢管混凝土结构在高层建筑、大跨度建筑、电厂等领域广泛应用。

由于其构造特性，维修、加固等工作通常复杂困难。

因此，研究钢管混凝土结构的外包加固技术具有重要意义，旨在提高其安全性、可靠性和使用寿命，并对类似结构的加固提供参考依据。

二、研究内容和目标本研究旨在探究钢管混凝土结构外包加固技术，实验测试外包材料对结构强度和承载力的影响，并结合数值模拟分析、比较不同方案的加固效果、经济效益和适用范围，以期提出可行性的加固方案和理论支持。

三、研究方法和步骤（1）文献综述对国内外相关领域内的研究进展进行文献调研和综述，总结不同加固技术的原理和适用范围。

（2）实验方案设计选取具有代表性的钢管混凝土结构，对其进行定位检测、损伤评估，并根据现状制作加固方案设计。

进行各实验参数的设定包括加固材料、加固区域等。

（3）加固试验在试验设备下进行复合材料加固，记录不同阶段的试验数据、材料性能等，并比较不同方案的加固效果。

（4）数值模拟采用ABAQUS数值模拟软件，对加固钢管混凝土结构进行力学分析和数值模拟，验证实验结果的可靠性和准确性。

（5）分析与总结对实验结果和数值模拟分析进行汇总、比较、分析和总结，提出可行的加固方案和理论支持。

四、预期结果与创新性本研究通过实验和数值模拟相结合的方式，对钢管混凝土结构的外包加固技术进行深入研究，提出可行性加固方案和理论支持，可以为钢管混凝土结构的安全性、可靠性和使用寿命提供强有力的支持，具有一定的创新性和应用价值。

关于钢管混凝土结构承载力的分析与探讨摘要：随着我国经济和建设事业的迅猛发展，近年来，钢管混凝土以其独特的优势在各项建设事业中得到了较为广泛的应用，并且也是发展前景极为广阔的一种结构形式。

为了更安全合理地推广应用钢管混凝土结构，本文主要对不同截面形式钢管混凝土结构的承载力进行了分析。

关键词：不同截面；钢管混凝土结构；承载力1.钢管混凝土结构概述钢管混凝土结构是将混凝土注入封闭的薄壁钢管内形成的组合结构，通常用于轴心受压或偏心受压的柱，且一般都不再配筋，只有在极少数的情况下，例如柱子承受很大的压力，或压力小而弯矩大时，则在管内配置纵向钢筋和箍筋。

钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢结构的基础上演变和发展起来的一种新型结构。

在性能方面，它利用钢管和混凝土材料在受力过程中的相互制约，不仅弥补了两种材料各自的缺点，而且能充分发挥二者的优点，使整个结构具有良好的受力性能。

由于钢管的存在，使核心混凝土处于三向受力的复杂应力状态，不仅使混凝土的强度提高，而且使原本脆性的混凝土由于受钢管的约束成为具有一定塑性性能的材料。

所以在钢管混凝土结构中，承载力是很重要的性质。

对于不同截面的钢管混凝土结构，其截面形式的受力特点及承载力是不同的，所以，下面就几种不同截面钢管混凝土结构的承载力进行分析。

2.不同截面形式钢管混凝土结构的承载力分析2.1常用截面形式2.1.1圆形截面圆形钢管混凝土是目前研究最为充分的截面形式且在工程中应用也最为广泛。

对于圆形钢管混凝土柱，混凝土受到钢管对其均匀约束作用。

圆形钢管混凝土承载力及变形能力均优于其他截面形式钢管混凝土构件。

由于圆形钢管对于混凝土约束效果比较好，所以圆形钢管混凝土构件主要用于轴压及小偏心受压构件。

对于大偏心受压构件来说，由于受拉侧钢管不能对混凝土约束，因此混凝土三向受压性能不能得到发挥。

2.1.2方形截面方形钢管混凝土构件在结构中应用也很广泛，但是方形钢管对于混凝土的约束不如圆形钢管的约束效果好，方形钢管混凝土的承载力明显低于圆形钢管混凝土。

钢管混凝土构件承载力影响因素分析吴周洋发布时间：2021-09-23T11:09:20.767Z 来源：《防护工程》2021年15期作者：吴周洋[导读] 钢管混凝土的构件稳定能够帮助进行稳定的建设，提高工程的质量。

有关人员应该对钢管混凝土进行分析，通过了解影响其承载力的因素，帮助更好得使用钢管混凝土，为工程的建设提供优质的材料。

在进行分析的过程中，可以使用实验的方式进行，利用9个钢管混凝柱的轴压和偏压的角度进行，帮助更好的认识与理解。

从材料的使用、直径、厚度等因素进行，帮助多角度的分析。

本文对钢管混凝土构件的承载力进行分析，通过实验的方式，了解其影响因素，帮助更好的建设，维护工程质量。

吴周洋四川省交通建设集团股份有限公司四川成都 610041摘要：钢管混凝土的构件稳定能够帮助进行稳定的建设，提高工程的质量。

有关人员应该对钢管混凝土进行分析，通过了解影响其承载力的因素，帮助更好得使用钢管混凝土，为工程的建设提供优质的材料。

在进行分析的过程中，可以使用实验的方式进行，利用9个钢管混凝柱的轴压和偏压的角度进行，帮助更好的认识与理解。

从材料的使用、直径、厚度等因素进行，帮助多角度的分析。

本文对钢管混凝土构件的承载力进行分析，通过实验的方式，了解其影响因素，帮助更好的建设，维护工程质量。

关键词：钢管混凝土构件；承载力；影响因素钢管混凝土结构，通俗来讲是将钢管内灌入混凝土，帮助稳定结构，不断发挥钢管和混凝土的作用。

由于其性能较强，因此，被广泛应用到桥梁建设和地下机构建设中，帮助提供稳定的基础[1]。

而且，钢管混凝土中的钢管能够有效保存混凝土材料，防止对其的损害。

另外，混凝土的加注，也会保证钢管不被弯曲，有效保证材料的使用，很大程度上发挥组合构件的功能。

国内外的许多学者对钢管混凝土构件进行多次的实验与分析[2]。

在进行实际的实验操作时，可以依据前人的经验进行，有效保证实验的完整性，帮助获得精准的数据，从而找出影响钢管混凝土构件的影响因素。

钢管混凝土柱节点承载力有限元分析摘要：以某钢管桁架与钢管混凝土柱的连接节点为研究对象，采用有限元软件ABAQUS，分析节点在复杂受力状态下的承载能力，通过分析有限元计算结果，节点满足设计要求。

关键词：有限元分析，节点承载力，ABAQUS，塑性损伤模型引言作为构件连接与传力的重要部分，钢结构节点受力分析是结构安全的重要保障。

本文以一主展馆钢管桁架与钢管混凝土柱的连接节点为研究对象，采用有限元软件ABAQUS，分析节点的承载能力，并与试验结果比较，验证节点安全性。

1.有限元模型1.1.材料本构模型钢管桁架弦杆与钢管混凝土柱外壁为Q345钢材，采用四折线理想弹塑性本构模型，如图1[1]。

图1 钢管本构模型钢管混凝土柱核心混凝土标号为C40，采用塑性损伤本构模型。

此本构模型假定：在不大于4或5倍的极限单轴压应力的低围压条件下，混凝土为脆性材料，主要破坏机理表现为拉裂与压碎。

在模拟混凝土在单向、循环及动荷载作用下的不可逆损伤破坏行为等方面，塑性损伤本构模型具有较好收敛性能[1]。

混凝土単轴应力应变关系见式（1）、（2）[2]：受压时：（1）受拉时：（2）其中，、或为混凝土峰值单轴压、拉应力，为对应峰值应变，为单轴全应力应变关系曲线的参数值，取值见文献[2]。

参考文献：[1]、[3]，可得压缩损伤值、拉伸损伤值与非弹性应变、开裂应变的关系，其曲线如图2。

（a）压应力-非弹性应变关系（b）损伤值-非弹性应变关系（c）拉应力-开裂应变关系（d）损伤值-开裂应变关系图2 混凝土C401.2.模型建立本文研究的节点为桁架的各杆件通过节点板与钢管混凝土柱连接，其杆件布置图如图3，GGKZ为钢管混凝土柱，有限元模型如图4。

图3 桁架杆件布置图（a）整体模型及杆件编号（b）节点板模型图4 有限元模型假定钢管柱范围内节点板完全嵌固在核心混凝土中，不考虑它们之间的滑移，其接触采用embedded region命令。

假定核心混凝土与钢管相互作用分解为法向与切向两个方向作用：法线方向为硬接触（hard contact），切向作用采用库伦摩擦模型（coulomb friction）模拟：接触面可传递法向压力，并在切向产生摩擦力，其摩擦系数取0.6[4]，当切向力大于临界摩擦力时，接触面即发生相对滑移，结合工程实际，假定滑移为小滑移（small sliding）；当接触面法向压力为零或者负值时，两接触面分离，相应节点接触被解除。

钢筋混凝土柱的承载力与变形性能研究钢筋混凝土结构是目前建筑工程中最常使用的结构形式之一。

在钢筋混凝土结构中，柱是起支撑和传递荷载作用的关键组件。

因此，对钢筋混凝土柱的承载力与变形性能进行深入研究，有助于提高结构的安全性和可靠性。

首先，钢筋混凝土柱的承载力研究是十分重要的。

承载力是指柱能够承受的最大外力或荷载的能力。

在设计钢筋混凝土柱时，必须确保柱能够安全承受其所承受的荷载，避免结构发生失稳或倒塌。

承载力的研究可以通过理论分析、试验和数值模拟等手段来进行。

在理论分析方面，可以利用经典力学原理和结构力学理论对柱的受力和应力分布进行推导和计算。

例如，根据梁柱理论，可以将柱看作是梁的延伸，计算柱受力后的应力分布情况。

此外，还可以运用工程力学里的极限平衡原理来确定柱的承载力。

通过理论分析的方法可以快速且较为准确地估计柱的承载力。

除了理论分析，试验是研究柱承载力的重要手段之一。

试验可以直接测量柱在不同荷载下的变形和破坏过程，得到柱的承载力参数。

试验中常使用万能试验机来模拟真实工况下的荷载情况，并通过高精度的测量设备记录柱的变形和荷载。

通过试验可以验证理论分析的准确性，并且能够获取更直观、可靠的数据，为结构设计提供依据。

此外，数值模拟也是研究钢筋混凝土柱承载力的一种重要方法。

数值模拟利用计算机软件对柱进行三维建模，并通过有限元分析或其他数值方法模拟柱在不同荷载下的应力分布和变形情况。

通过调整模型参数和荷载条件，可以得到柱的承载力与变形性能的相关数据。

数值模拟可以更加全面地考虑影响柱性能的因素，并且在试验前可以对柱的行为进行预测和优化。

除了承载力，钢筋混凝土柱的变形性能也是研究的关键点之一。

变形性能是指柱在承受荷载时的变形情况，包括弹性变形和塑性变形。

弹性变形是指柱在荷载作用下具有线弹性特性的变形，当荷载移除时，柱能够恢复到初始状态。

塑性变形则是指柱在荷载超过一定限度后发生的不可逆变形。

研究钢筋混凝土柱的变形性能有助于评估其抗震性能和结构稳定性。

四川建筑 第30卷4期 2010.08钢管混凝土核心柱极限承载力分析周 笑,彭 阳(成都医学院基建工程处,四川成都610084)摘 要 钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料的相互作用,充分发挥两种材料的力学性能;而钢管混凝土柱则利用外包混凝土解决了钢管裸露在外带来的种种问题。

文中详细推导了普通箍筋约束钢管混凝土柱和螺旋箍筋约束钢管混凝土柱的极限承载力计算公式,为该类构件的进一步研究做了一定的基础工作,同时,还对该类构件存在的若干问题进行了初步探讨。

关键词 钢管混凝土核心柱; 极限承载力; 外包混凝土 中图分类号 TU 323 1文献标识码 A[收稿日期]2009-09-18[作者简介]周笑(1971~),男,本科,工程师,主要从事建筑工程管理方面的工作。

1 钢管混凝土核心柱的特点钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,充分发挥两种材料的力学性能,即管内混凝土受到钢管紧箍作用处于三向受压状态,强度和延性进一步提高。

同时,管内混凝土的存在可以避免钢筋过早发生局部屈曲,保证其高强力学性能得到充分发挥。

因此,钢管混凝土柱广泛应用于实际工程中,特别是高层建筑底层轴压比较大的柱。

但由于钢管直接暴露在空气中,需要对其进行防锈、防腐及防火处理,为此,工程中常采用对其外包混凝土处理,即将钢管混凝土置于柱截面核心,外包普通钢筋混凝土,内设纵筋和箍筋,称为钢管混凝土核心柱。

外包混凝土钢管混凝土柱与钢管混凝土柱相比,除了提高防锈、防腐及防火能力外,在节点处可以让横向构件从外包钢筋混凝土中穿过或直接锚固在其中,施工简单方便;与钢筋混凝土柱相比,配置钢管可以提高承载力和延性,缩小截面面积并减轻自重;与纯钢柱相比,外包混凝土不仅可以提高防锈、防腐及防火能力,更有助于提高整体稳定性,避免钢材出现局部屈曲,充分利用钢材强度。

因此,钢管混凝土柱广泛应用于高层、超高层建筑中。

钢管混凝土柱根据外包混凝土箍筋约束情况,可以分为以下几种类型:普通箍筋约束钢管混凝土柱(以下称柱A );螺旋箍筋约束钢管混凝土柱(以下称柱B);复合箍筋约束钢管混凝土柱(以下称柱C )。

探讨钢管混凝土拱桥的稳定性及极限承载力一直以来，在公路和城市桥梁的建设过程中，钢管混凝土拱桥都因其具有造型优美、跨越能力大、工程造价低、以及维修养护费用少等显著特点而被广泛的应用。

然而，钢管混凝土拱桥也具有一定的局限性，尤其是应用于大跨度钢管混凝土拱桥中时，由于其宽跨小，且刚度弱，所以非常容易出现不稳定现象，或超出极限承载力的现象。

鉴于此，本文运用了有限单元法建立了相应的计算模型，以此为基础，分析了钢管混凝土拱桥的失稳模态和临界荷载，以期为更好地设计钢管混凝土拱桥贡献一份力量。

标签：钢管混凝土；拱桥；稳定性；极限承载力0 前言随着科技的不断发展和进步，尤其是计算机技术的发展，将其应用于桥梁结构工程中，不仅有助于缩减劳动力成本，而且还有助与提高效率和精确度。

其中，有限元技术就是计算机应用于桥梁结构工程中的一种现代计算方法[1]。

钢管混凝土拱桥结构稳定性问题即结构失稳，主要是指其在外界干扰的影响下，导致结构变形、破坏，进而丧失承载能力的问题。

从空间形态上可以分为面内失稳、和面外失稳；从性质上可以分为一类稳定（也称分支点失稳）和二类稳定（也称极值点失稳）。

然而，无论是哪一类失稳问题，其所导致的危害都是非常严重的。

同时，拱桥作为一种压弯结构，其所能承受的极限承载力也是工程师最为关心的问题。

鉴于此，本文从以下两个方面进行了论述。

1 计算模型1.1 研究对象本文以某钢管混凝土拱桥下承式系杆拱桥为研究对象，其主桥的计算跨径为150m。

拱肋主要是钢管混凝土桁肋，桥面主要是以预应力钢箱空心板组合为结构，桥墩所采用的则是钢管混凝土土柱。

1.2 材料参数钢管混凝土拱桥所采用的材料参数为：①拱肋内砼（C50），弹性模量35GPa，泊松比0.167，材料密度2500kg/m3；②桥面板部分（C30），弹性模量30GPa，泊松比0.167，材料密度2500kg/m3；③吊杆部分，弹性模量195GPa，泊松比0.3，材料密度7800kg/m3；④钢材部分，弹性模量210GPa，泊松比0.3，材料密度7800kg/m3。

钢管混凝土结构的若干方面探讨近30年来，钢管混凝土结构逐渐被应用于建筑结构尤其是在高层建筑结构中，随着建筑物高度的增加，钢管高强混凝土和钢管超高强混凝土结构的应用也将会得到快速的发展。

混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。

而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。

钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中，如厂房和高层。

钢管混凝土结构与传统结构进行经济对比分析，在造价、耗材、施工等各方面的综合经济效益显著。

特别是钢管高强和超高强混凝土结构在高层或超高层建筑中有广阔的应用前景。

1 钢管混凝土结构的特点及与传统结构的对比分析1. 1 结构面积减小，有效使用面积增加在建筑工程中钢管混凝土通常用做柱子，由于钢管混凝土是延性材料，在地震区可以做到不受轴压比的限制，只控制其长细比，因此，柱截面面积可减少很多，有效使用面积增大，结构自重减轻在50%以上，因此，地震作用和地基荷载均可减小，从而经济有效地解决了我国建筑工程领域长期存在而未能解决的“胖柱”问题。

1. 2 施工简便，可大大缩短工期钢管混凝土柱和普通混凝土柱相比，免除了支模、拆模、绑扎钢筋或焊接钢筋骨架等工序，省工省时；和普通钢柱相比，不用节点板，焊缝少，构造简单。

缩短工期，提前投产，其综合经济效益较好。

1. 3 同等承载力条件下有更大的经济效益钢管超高强混凝土柱的造价比普通混凝土柱的造价降低30%左右；钢管高强混凝土柱的造价比普通混凝土柱的造价偏高或大略相等。

可见，采用钢管超高强混凝土柱有更大的经济效益。

1. 4 耐火性能好钢管混凝土柱（空心钢柱用混凝土填实）有较高的耐火能力，因为钢柱吸热后有若干热量会传递到混凝土部分，减慢钢柱的升温速度，并且一旦钢柱屈服，混凝土可以承受大部分的轴向荷载，防止结构倒塌。