钢管混凝土承载力计算表

足。
关 键 词 ： 管 混 凝 土 ； 作 原 理 ； 究进 展 ； 钢 工 研 剪切
１概述 袁 ｌＶ 。 的计算结果 钢管混凝土柱 的抗剪强度 由钢管和核 心 混凝土所提供 ， 它不 同于普通钢筋混凝土柱的 脆性 剪切破坏 ， 而是钢管约束混凝土受剪 ， 使强 度和塑性性能都有所提高 ，钢管混凝土构件在 受力过程中 ，钢管和核心混凝土之间存在着相 互作用以及应力重分布 ， 核心混凝土的横向 当 变形 大于钢管的横 向变形时，混凝土对外 钢管 有径 向应力状态，而钢管对核心混凝土有 约束 作用 ，这样使钢管和核心混凝土呈三维应力状 态，尤其是混凝土 ，它的工作性质起 了质 的变 化， 由脆性材料转化成塑性材料 。 ２影 响钢 管混凝土柱抗 剪承载力 的主要 因素 ２１ ．套箍指标对抗剪承载能力 的影响 钢管和混凝土在受力过程 中的相互作 用 ， 是 这类 结 构 具 有 一系 列 特殊 力学 性 能 的 根 本原 因 。 由于 这 种相 互 作 用 构成 了钢 管 混 凝 土 力学 性能的复杂性，如何正确 合理地估算这种相互 当剪跨比 很小时 ，钢管混凝土的破坏 为 Ｖ ＝卜— ＋（，５ ．５ ） ］￣ ＋０１ Ｎ ０６ —０４ Ａ ０Ａ ．８ 作用， 是准确 了解这类组合结构工作性 能的关 Ａ十 ０ （） ７ 在支座处被剪断 ， 属于剪切型破坏 ， 载到支座 荷 键所在 。通过对以往研 究者们大量的理论和试 之问的混凝土可以看成一个短柱一样被压坏 ， 结语 验研究成果的分析和总结发现 ，钢管和混凝土 这 时抗剪强度很高。故剪跨 比是影响集中荷载 在剪跨比一定 的情况下，钢管混凝土构件 之间的相互作用 ，主要表现在钢管对其核心混 作 用 下 钢 管混 凝 土抗 剪 强度 的 主要 因 素 之 一 。 的抗剪承 载力 随轴压 比增大 而增大 。当轴压 凝土的约束作用 ， 混凝土材料本身性质得到 使 由表 ２可 以得 到 ：钢管 混 凝 土 柱 的抗 剪 承 载 力 比＜ ． ，抗剪承载力随着轴压 比的增加而明 Ｏ２时 改善 ， 即强度得 以提高 ， 塑性和韧性性 能大为改 随着剪跨 比的增大而下 降。而这种剪切破坏是 显增加 ， 当轴压比达到 ０ 时 ， ． 钢管混凝土构件 ４ 善。 此外 ， 由于混凝土的存在可以延缓或 阻止钢 因为钢管和混凝土到达极限强度时发 生的 ， 的抗剪承载力增加不显著 。钢管混凝土构件在 由 管不能发生内凹的局部屈 曲； 在这种情况下 ， 不 于钢管对其核心混凝土套箍约束作用 ，使核心 剪力作用下 的破坏形态 ，视剪跨 与钢管直径比 仅钢管和混凝土材料本身的性质对钢管混凝土 混凝土处于三向受压状态 ， 延缓其纵向微裂缝 值的大小 ， 可能为弯 曲型破坏或剪切型破坏 。 前 性能的影响很大 ，且二者几何特性和物理特性 的发生和发展 ，从而使核心混凝土具有更高的 者发生于剪跨 比大的场合 ， 后者发生于剪跨 比 参数如何“ 匹配” 也将对 钢管混凝土构件力学 ， 抗压强度和压缩变形能力 ，故这种套箍效 应对 小 的场合 ，本次试验的钢管混凝土构件 的破坏 性能起着非常重要的影响。这种做法是非常合 钢管混凝土的剪切强度的影响也很大。当剪跨 皆为剪切型破坏 。提出了钢管混凝土柱 的抗剪 理 的且 已被多个试验所验证并被 国家现行规范 比和 轴 压 比一 定 时 ，抗 剪 承 载 力 随 套箍 指 标 值 承载力计算公式 ；并给出的抗剪承载力计算公 所采用。 的增大而增大 ， 两者大体为线性关系 ， 但剪跨 比 式 的基础上 ， 考虑了剪跨 比和轴压比对抗剪承 钢管混凝 土轴压短柱 的极限承载 能力按 和 轴 压 比不 同时 ， 载力 的 增 长 率不 同 。 承 载 力 的影 响 ，推 导 出 实用 的 钢 管混 凝 土 抗 剪 承 下列公计算 ： ＡＣ ３ 抗剪承载力计算公式 载力简化计算公式。 套箍指标参数 Ａ‘ （） １ 钢管混凝土的截面几何特性和材料强度特 参 考 文献 当０ １ ， ＝ ＜ 时 Ⅳ０ （＋２ ） １ ０ （） ２ 性影响其抗剪承载力， 而套箍指标 、 剪跨 比和轴 ｆ ｌ １蔡绍 怀． 代铜 管混凝 土 结构 北 京 ： 民交 现 人 当 ０ 时 ， ＝ＬＡＯ＋ ＋ ＞１ ￣ （） ３ ２ ０ ，－ ９ ． 压比也是影响的主要因素。轴力对抗剪承载力 通 出版社 ，０ ３ １１ ０ 剪跨等于零时的“ 纯剪”将 是钢管 混凝土 ， 的影 响， 是线性的， 故可用线性方程来表示这种 ［ ｃｎ ｉｅ Ｐ Ａ ｉ ｌ ｌａｅ ｏｃｅｅ—ｆｌｄ ２ Ｓｈ ｅｄｒＳ ． ｘａ ｙ ｏｄ ｄｃｎ ｒｔ ｉ ｅ １ ｌ ｌ 受剪承载力的上限 Ｖ ∽： 变化规律 ： ｓｅｌｔｂ ＳｒｔＥ ｇ９ ８ １４１） ５３． ｔｅ ｕ ｅ ｔ ． ｎ １９ ， ２（ ：１ － ８ ｕ ０ １２ － Ｖ… ＝ ｏ ＋Ａ厶 （） ４ Ｖ＝（ Ｋ ＋ ） Ａ ＋０ １ Ｎ ．８ （） ｆ 蔡绍怀， ５ ３ １ 焦占栓． 钢管混凝土短柱的基本性能和 ｖ 。 的计算结果见表 ｌ 。 式 中的待定 系数 Ｋ 、 ｃ为取决 于剪 跨 比 强度计算【 建筑结构学 ， ８， ４（： －９ ｓＫ Ｊ Ｊ ． 报 １ ４ ３ ５ ）３２ ． ９ ６１ 由表中的数据分析可知 ： 不考虑轴 向力 Ｎ 的需 由试验确定的经验系数 。 对不同的剪跨 比， Ｉ］ Ｈｈ Ｊ Ｏ１ ＧＯＵＲＬＥ ＢＣ． Ｐｅ ｅ ｔｔ ｎ ｆ ４ ＪＡＰ ７ ， Ｙ ｒｓｎａｉ ｏ ｏ 和剪跨 比人对 抗剪承 载力 的影响 ，在 ０值为 均 能 根据 试 验 结 果 通 过多 元 线性 回 归求 出它 们 ｃ ｎ ｒｔ ｆ ｉｄ ｔｂ ｓ ｔ ｆ ｍ ｌｔ ｎⅡ ｏ ｒ ａ ｏ ｏ ｅｅｅ ｉｅ －ｕ ｅ， ｏ ｕ ａ ｏ ｌＪｕ ｎ ｆ －ｌ ｒ ｉ ｌ ０３ ３Ｏ之间时 ，受剪 承载力 ｖ ，将介于 Ｏ ３ ．～ ． 。 ．～ ２ 的 Ｋ 和 Ｋ， ｓ ｃ根据统计得 出 ｈ ０５的系数 Ｋ 和 Ｓｒｃ ｒｌ ｎ ｉｅｒ ｇ２０ ， ２ （： ３ ７ ＜． ｓ ｔ ｔ ａ Ｅ ｇｎｅｉ ．０ ６ １ ３ ）７ ６＿ ｕｕ ｎ ６ ４ ０３ Ｎ 之间， ．６ 。 随着 ０值的增大 ， 钢管混凝土 的抗 Ｋ ｃ的公 式 ： 【 曲卫波淤侯朝胜， ５ Ｊ 钢管混凝土的应用 福 建建 剪承载能力也在增大 。 筑 ． ０ ．：３ ４． ２ ０２３３ —３ ： ！ ！ ２２剪跨 比和轴压 比对抗剪承载力的影 响 ． ＋ Ｏ２ ．５ 【 刘兵， ６ 】 付功义， 陈务军， 虞晓文． 圆形钢 管混凝土 在相 同轴压 比和剪跨 比情况下 ， 试验值 ｖ Ｋ 一０６ —０４ Ａ 、５ ． ５ （ ） 梁 柱 节 点 局 部 抗 拉 强度 的 研 究『１ 尔滨 工 业 ６ Ｊ． 哈 与 ， 的比 随套箍系数 ０的增大而增大 。 值 数 钢 管 混凝 土的 抗 剪 承载 力公 式 如 下： 大学学报 ，０ ３ ５增刊） ８ — ８ ． ２０ ， （ ３ ： ０ １４ １ 据 见表 ２

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
Ｍａ ． ２ １ ｒ ００
・８ ・ ５
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

计值 ， 其 计 算 方 法 与 套 箍 指 标 有关 ， 当 ０≤ ［ ０ ］时 ， ｏ ＝ Ｎ
为钢管混凝土柱考虑长细 比影 响的承载力折减 系数 ， 其计算 方法为 ＝１— ０ ． １ １ ５ ￡ ／ Ｊ Ｄ一４ （ 当￡ ／ Ｄ≤４时取 ／ Ｄ＝
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ） 第１ 章规定 了钢管混 凝土 的计算方 法 。我 国 Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ ２ ８ ： ２ ０ １ ２ （ 钢管 混凝 土结 构设计 与施 工规 范》 和Ｊ Ｇ Ｊ ３— ２ ０ １ ０ （ 高层 建筑混凝 土结 构技 术规程 》 （ 以下简称
《 高规 》 附录 Ｆ规定 ： 钢管混凝 土轴 心受 力构件的承载力
为 ＝ Ｎ ｏ ， ｏ 为钢管混凝土轴心受 压短柱 的承载力设 Ｎ
关于计算 规 范 ，美 国钢 结 构学 会 （ Ａ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 编写的规范 Ａ Ｉ Ｓ Ｃ ３ ６ ０ — １ ０ （ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ０ ． ９ Ａ （ １＋ａ Ｏ ） ； 当 ０＞［ ０ ］ 时， ｏ ＝０ Ｎ ． ９ Ａ （ １＋ ＋０ ） ，
＋ ｏ ． ９ （ Ａ ， 等 ）
对于 ｎ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｃ ｔ 截面：
一
中图分类号 ：Ｔ Ｕ ３ ９ ８ ． ９
文献标志码 ：Ｂ
文章 编号 ： １ ６７ ２— ４ ０ １ １ （ ２ ０ １ ５ ） Ｏ ｌ 一 ０ ０ ３ ３— ０ ２
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ４ ０ １ １ ． ２ ０ １ ５ ． Ｏ １ ． ０ １ ７

混凝土强度及弹性
强度 fc ft Ec 强度 fy Es 类型 N/mm2 N/mm2 N/mm2 类型 N/mm2 N/mm2
偏压混凝土柱承载力计算
Pi＝ 3.1416 Pi＝3.14159265 l0＝ 3.200 (m) 偏压柱计算长度 l0 b＝ 300 (mm) 偏压柱截面宽 b h＝ 650 (mm) 偏压柱截面高 h ca＝ 35 (mm) 混凝土保护层厚度 ca h0＝ -2627 (mm) 偏压柱有效高度 h0 e0= 120 (mm) 偏心距 e0＝M/N 或按实际情况 ea= 附加偏心距 ea=max(20,h/30) 20 (mm) ei= 计算偏心距 ei=e0+ea 1 (mm) ζ 1＝ 0.201 曲率修正系数 ζ 1 ζ 2＝ 1.000 长细比对曲率影响系数 ζ 1 η ＝ 1.000 偏心距增大系数 η e＝ -2633 (mm) 轴力至拉筋距离 e=η ei+h/2-ca 纵向钢筋： N＝ 4 拉筋根数 N φ＝ 拉筋直径 φ 20 (mm) As＝ ####### (mm2) 拉筋面积 As=N*Pi*φ ^2/4 Ny＝ 3 压筋根数 Ny φ y＝ 22 (mm) 压筋直径 φ y Asy＝ 0 (mm2) 压筋面积 Asy=Ny*(Pi*φ y^2/4) 判别大小偏压，计算相对受压区高度： b＝ ####### 大偏压二次方程一次项 b
说明： 1。若 l0/h>5，则说明构件不属于深受弯构件，不能应用本程序进行计算！ 2。若ρ >ρ bm，则说明深梁为剪切破坏，不能应用本程序进行计算！ 3。深梁内力臂z和混凝土保护层厚度as本程序会根据规范自动选择公式！
钢筋和混凝土指标
C 30 fc＝ 14.3 ft＝ 1.43 Ec＝ 30000 HRB 400 fy＝ 360 Es＝ 200000 α 1＝ 1.00 β 1＝ 0.80 ξ b＝ 0.52 α E＝ 6.67 C?(20,25,30,35,40,45,50,55) 混凝土等级 (N/mm2) 混凝土抗压强度设计值 fck (N/mm2) 混凝土抗拉强度设计值 ft (N/mm2) 混凝土弹性模量 Ec HRB(235,335,400) 纵筋强度等级 (N/mm2) 纵筋抗拉压强度设计值 fy (N/mm2) 1.0<C50<内插<C80<0.94 0.8<C50<内插<C80<0.74 ξ b＝β 1/(1+fy/0.0033Es) α E＝Es/Ec

剪承栽 力的影响 因素进行 了分析 ， 以试验 结果对现有 的抗剪承载 力计 算公 式进行 比较 ， 并推荐 了工程设计的 实
用计算公式。
关键词 钢管混凝土柱 ； 剪承载力 ； 抗 参数分析
０ 引言
在 当今 工程 实践中 ， 钢管混凝土柱越来越 广泛地被应用 于高层 和超ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ层建筑 。关于钢管混凝土受力性 能的研究 ， 在
渐增 大 ，相 应的最大变形 值随着 剪跨 比的减小而 明显减小 。
并且 由于剪 跨 比的不 同 ，造成钢管混凝 土柱不 同的破坏模 态， 产生不 同的传力路径 。因此剪跨 比大 的构件塑性 开展 阶 段 比较长 ， 延性 比较好 。 通过试验研究 及相关的理论分析 ，表 明由于剪跨 比不 同， 造成不 同的破 坏模态 ， 对钢管 混凝土柱抗剪 承载力产 生 较大影响。当 ｍ≤Ｏ２时 ， ． 钢管混凝土柱受剪构件破坏为剪切 破坏 ， 破坏形 态为在 支座处 被剪断 ， 此时作 用力直接通过 荷 载作用点与支座之间 的混凝土传递 ， 部分混凝 土就 相当于 这 是一个轴心受压 的短柱 ， 这时抗剪承载力很高。而当 ｍ＞ ． ０４ 时ｆ 钢管混凝土柱受剪构件破坏为弯 曲破坏 ， ４ Ｉ ， 破坏形 态为危
刚度几乎没有 影响 ，这是 因为钢材 的剪 切模量 与其强度无
关。
剪跨 比对构件 的抗剪承载力具有较大 的影响 ， 在其他参
数 一定 的情况 下 ， 随着剪跨 比的减小 ， 试件 的抗剪 承载力逐
２ 钢管混 凝土 抗剪 承载 力公式 比较
在现阶段 ， 因为规范 中对钢管混凝土抗剪承载力 的计 算 未作统一 的规定 ， 一般从 实用出发 ， 对钢管混 凝土柱 的抗 剪
表 １各试件参数和试 验结果

9200 19000
Байду номын сангаас
700 0
400 0
16 0
30 0
3044725333 0
206000 206000 Σ EI/L
6.82E+10 0.00E+00 2.07E+11
钢管混凝土柱线刚度(EaIa+EcIc)/L 位置 本层 上层 下层 K1= K2= 查表得μ = Lo=μ L= k= Le=kLo= Le/d= φ l= Nu=φ lφ eNo= N/Nu= Yre*N/Nu= 跨度L(mm) 4100 4100 4100 0.32 0.32 1.88 7708.00 0.85 6572.91 8.22 0.76 37245.55 19813.91 0.92 0.78 抗震调整系数0.85 kN kN mm > 4 mm 钢管Ia(mm4) 3729573135 3729573135 3729573135 混凝土Ic(mm4) 16376619848 16376619848 16376619848 钢管Ea(N/mm2) 206000 206000 206000 混凝土Ec(N/mm2) 34500 34500 34500 线刚度(N·mm) 3.25E+11 3.25E+11 3.25E+11
No=fcAc(1+√θ +θ )=
圆钢管混凝土单肢柱承载力计算(0.83)
设计弯矩(kN·M) 偏心距eo= fc(N/mm2) 位置 本层 上层 下层 套箍指标θ = eo/rc= φ e= 柱上端横梁线刚度之和 跨度L(mm) 12000 15040 9200 19000 梁高H(mm) 700 900 700 0 梁宽B(mm) 400 450 400 0 腹板厚tw(mm) 16 18 16 0 翼缘厚t(mm) 30 32 30 0 惯性矩I(mm4) 3044725333 6303525984 3044725333 0 弹性模量E(N/mm2) 206000 206000 206000 206000 Σ EI/L 柱下端横梁线刚度之和 跨度L(mm) 12000 15040 梁高H(mm) 700 900 梁宽B(mm) 400 450 腹板厚tw(mm) 16 18 翼缘厚t(mm) 30 32 惯性矩I(mm4) 3044725333 6303525984 弹性模量E(N/mm2) 206000 206000 线刚度(N·mm) 5.23E+10 8.63E+10 线刚度(N·mm) 5.23E+10 8.63E+10 6.82E+10 0.00E+00 2.07E+11 1637.8 89.53 23.1 钢管外径(mm) 800 800 800 1.38 0.24 0.70 ≤ 1.55 设计轴力(kN) mm fa(N/mm2) 钢管壁厚(mm) 20 20 20 295 钢管面积(mm2) 49008.85 49008.85 49008.85 混凝土面积(mm2) 453645.98 453645.98 453645.98 18292.3

切模量。
２ ２ 钢管混凝土的有限元模型
对于钢管混凝土的纯扭有限元计算，在此假定：
１） 钢管和核心混 凝 土 整 体 变 形 协 调， 总 扭 转 角 相
同；２） 钢管混凝土构件总保持为平截面，即在扭转
并与已有的试验数据进行对比分析，最终得出实、空
变形过程中构件不发生翘曲。 其加载方式为固定一
心完全统一的抗扭承载力计算式，为钢管混凝土在
图 ３ 不同网格数量对模拟结果的影响
２ ３ 钢管混凝土的有限元模型验证
图 １ 混凝土本构关系模型
２． １． ２ 钢材的本构关系
钢材本构采用双折线模型， 屈服准则为 Ｍｉｓｅｓ
屈服准则，单轴应力 － 应变关系模型如图 ２ 所示。
为了验证上述纯扭有限元模型的正确性，对文
献［４］ 中的构件 ＴＣＢ１ － １、ＴＢ１ － １ 进行了有限元模
布并非是均匀的，要是因为混凝土的面积在减小，也说明混凝
空心率的 增 大， 混 凝 土 外 壁 和 内 壁 的 剪 应 力 差 距
土的抗扭贡献不能完全忽略。 另外，不同空心率的
越小。
Ｔ － γ曲线。 可见，在其他参数不变的情况下，随着
知：在到达承载力极限状态后，混凝土截面的剪力分
０ ４５、混凝 土 强 度 ｆ ｃｋ 取 Ｃ４０、 钢 材 屈 服 强 度 ｆ ｙ 取
２１
科研开发
图 ４ 有限元计算结果和试验结果的比较
图 ５ 空心率对抗扭性能的影响
３４５ ＭＰａ。 最大剪切应力取名义剪应变，即 γ ＝ Δ ／ Ｌ
受扭曲线，其后期延性都较好，这主要是因为核心
件端部表面的转动位移，由材料力学知其等于相对
２０
究 ［１１］ ；金伟良等基于对试验数据的分析，提出了钢

关键词 ： 空钢 管 混凝 土 双 向偏 压 纤 维模 型法 承 载 力 中
中 图分 类 号 ： Ｕ ９ ． 文 献 标 识 码 ： Ｔ ３ ２３ Ａ
文献 ［ ４ 研究 了方 中空夹 层钢 管混凝 土 构 件在 ２～ ］
＝
ＡＺｏ（ ／
）
（） １
轴压 、 纯弯 和单 向压 弯状 态下 的力 学性 能 ， 实 际工程 在
铁
１０ ２
道 建
筑
Ｏｃ ｏ ｅ ２ ８ ｔ ｂ ｒ ００
，
Ｒａ ｌ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｉ ｗａ ｇ ｎｅ ｒｎ
文章 编号 ：０ ３１９ （ ０８ １—１００ １０ ．９ ５ ２０ ）００ ２ ．２
方 中空夹 层 钢 管 混 凝 土 双 向偏 压 构 件 的承 载 力计 算
（ 混凝 土应 力 ） 。因此 ， 内轴 力 Ⅳ 和两 个 坐 标平 面
内弯矩

、
分别 为 ：
、
２０ ０ ８年 第 １ 期 ０
方 中空 夹 层 钢 管混 凝 土 双 向 偏 压 构 件 的 承 载 力 计 算
１１ ２
Ⅳ ＝∑ （ ，Ａ 。 Ｇｌ Ａ ＋Ｇ，Ａ （） ＋ ｓｉ ｄ ｏｄ ， ｃｄ…） ｌ ｉ ５
＝ Ｍ ７ ／ 和 声 ｃ Ｚ ＝¨ ｎ ／ ２ ｌ。
１钢 材 与混凝 土 的应 力一应 变关 系模 型采 用 文献 ）
［ ］ 的相应 模 型 。其 中核 心混 凝 土 的模 型 采用 了 约 １中 束效 应 系数 来 考 虑 外 钢 管 对 混 凝 土 的约 束 作 用 ，
的表达 式为 ：
在 计算 出 、 后 ， 式 （ ） 按 ２ 就可 计算 出每个 小 单
元 形心处 的应变 值 ， 由假设 １ 即可 分 别 确定 钢 材 和 再 ）