带约束拉杆矩形钢管混凝土研究与应用现状

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发布时间：2021-09-10

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带约束拉杆矩形钢管混凝土研究与应用现状
龙跃凌。
(1．广东工业大学土木工程系，广东广州510006；
蔡健z
2、华南理工大学土木工程系，广东广州510641)
摘要：介绍了带约束拉杆矩形钢管混凝土这种新型结构构件的特点以及带约束拉杆矩形钢管混凝土提出的背景。综述了约束拉杆矩
形钢管混凝土研究与应用现状。同时，提出了带约束拉杆矩形钢管混凝土需要进一步研究的若干关键问题。最后，展望了带约束拉杆矩形
钢管混凝土在结构工程中的广阔应用前景。
关键词：矩形钢管混凝土；约束拉杆；延性；承载力；本构关系
中图分类号： TU528．571 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)05—0ll7一O4
State-of-the-art of research and application of rectangular CFr with binding bars
LONG Yue—ling ，CAIJian
(1．DepartmentofCivilEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou 510006，China；
2．DepartmentofCivilEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou 510641，China)
Abstract： The characteristics and background of rectangular eFT with binding bars as a new type of structural member ale introduced．Th e
state—of-the—art of research and application of rectangular eFT with binding bars is summarized．Meanwhile，some of the key problems of the research
on rectangular CFT with binding bars are proposed．Finally．the future ofrectangular CFT with binding bars is prospected．
Keyw ords： rectangulareFT column；bindingbar；ductility；capacity；constitutiverelationship
0 引言
带约束拉杆矩形钢管混凝土是针对一般的矩形钢管混凝
土的一种改进，通过在矩形钢管混凝土柱截面中设置一定数量
的拉杆，对其提供附加约束，能够较大地改善和提高其力学性
能。作为一种新型的结构构件，带约束拉杆矩形钢管混凝土由
于具有良好的力学性能并兼顾较好的经济性，在其提出至今仅
仅十年的时间，已在广州新中国大厦、广州名盛广场等多项大
型工程实践中得以应用。与此同时，针对其力学性能的研究
已经逐渐深入，取得了阶段性的研究成果[3]。
为了更好地促进带约束拉杆矩形钢管混凝土的研究与应用，
本研究对带约束拉杆矩形钢管混凝土的研究与应用现状进行
系统地总结和分析，并提出了需要进一步研究的若干关键问题。
1 带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的提出
1．1 带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的提出
圆形钢管混凝土柱具有承载力高、塑性变形能力强、抗震
性能好、综合经济指标高等优点，因而在高层建筑、地下工程、
大跨度结构、桥梁等领域得到广泛的应用。但圆形钢管混凝
土柱也存在自身难以避免的缺点：其节点形式繁复多样，构造
复杂，给设计和施工带来很大困难；另外，圆柱在建筑平面某些
部位不好布置，如电梯间、角柱等处，建筑平面不希望有凸出的
圆弧等。而方形、矩形钢管混凝土柱具有钢管制作和节点构造
简单，与梁连接容易处理，施工方便，易于符合建筑平面要求，
截面相对开展而惯性矩大，适合作压弯构件等优点，因此，方形、
矩形钢管混凝土柱在工程应用方面还是存在巨大实用意义『3]。
大量试验研究表明[8-1 ，一般截面形式的方形、矩形钢管混
凝土柱，由于其钢管对核心混凝土的约束仅限于角点处，在周
边比较弱，承载力比圆形钢管混凝土相对要低得多。这也是阻
碍异形钢管}昆凝土在实际工程中应用的重要原因之一。到目前
为止国内有关研究和应用主要还是集中在一般截面形式的方
形、矩形钢管混凝土柱构件上，对截面采用加强措施的方形钢
管混凝土柱构件力学性能的研究开展得还比较少f16 ，其研究
状况远落后于工程实际应用状况。主要原因是，一方面，钢管混
凝土结构在20世纪90年代以前，主要是应用在工业厂房、桥梁
和一些塔式架构等结构构件上，在民用建筑方面的应用比较少，
截面形式要求和节点构造相对比较简单，采用圆形钢管混凝土
可以满足要求；另一方面，一般形式的方形钢管混凝土柱，因其
钢管未能对其内填充的混凝土提供足够的有效侧向约束，使钢
材和混凝土两种材料未能充分发挥各自的优点，其应有的潜在
承载力未能得到体现，其在工程实际中的应用受到一定程度的
阻碍。因此，有必要对现有一般形式的方形截面钢管混凝土结
构进行改进，以提高其承载力和改善其受力性能，满足工程实
践的需要。
带约束拉杆方形、矩形钢管混凝土是针对一般的方形、矩形
钢管混凝土的一种改进，这种结构构件形式是在方形、矩形截