钢骨-钢管高强混凝土长柱稳定承载力分析

资料大小：200KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-12

资料介绍

钢骨一钢管高强混凝土长柱稳定承载力分析
肖阿林，何益斌，黄频，郭健
(湖南大学a．土木工程学院；b．设计研究院，湖南长沙410082)
摘要：基于切线模量理论和钢管混凝土统一理论推导了钢骨一钢管高强混凝土组合轴压长柱弹塑性稳定承载
力计算公式，理论计算值与试验结果吻合良好，在此基础上推导了该组合柱的临界长细比。以千分之一柱长作
为初始挠度，利用数值计算方法对钢骨一钢管高强混凝土组合轴压长柱进行非线性全过程分析，数值计算的荷
载一变形曲线与试验曲线吻合较好。在大量数值分析的基础上，提出了便于工程应用的钢骨一钢管高强混凝土组
合轴压长柱极限承载力简化计算公式。
关键词：组合柱；长柱；极限承载力；切线模量理论；长细比
中图分类号：TU318；TU398 文献标识码：A 文章编号：1672-7037(2008)0卜006卜O4
有关试验研究结果表明卜，钢骨、钢管和核
心混凝土协同工作使钢钢
骨一钢管混凝土组合柱
(图1)具有承载力高，
延性及耗能能力好等优
点，具有良好的工程应
凝土 1 组合柱弹塑性临界稳定承载力
钢骨
钢骨一钢管组合柱截面
度、构件截面尺寸以及钢材和混凝土的力学性能
等。长细比较大的构件，受初始缺陷、材料不均匀
性以及制作误差等因素影响，其大变形效应很明
显，此类结构往往表现为稳定破坏。文献[5]提出
了该组合长柱稳定系数的计算公式，但缺乏理
论上的统一性且表达式相当复杂，不便于工程应
用。
因此，本文基于切线模量理论和钢管混凝土
统一理论采用修正欧拉公式推导钢骨一钢管高强
混凝土组合轴压长柱弹塑性稳定承载力的理论计
算公式，并对该组合柱的临界长细比进行计算分
析，提出可供参考的组合柱临界长细比。同时对钢
骨一钢管高强混凝土组合轴压长柱进行非线性全
过程分析。在大量数值分析的基础上，提出简单实
用的钢骨一钢管高强混凝土组合轴压长柱极限承
载力的简化计算公式。
对长细比较大的压杆，往往当荷载达到欧拉
临界力以前，杆中的轴向应力已经超过比例极
限[6]，应力一应变关系不再服从虎克定律，此时必
须考虑材料的非弹性性质。因而，对轴压杆件的弹
塑性临界稳定荷载，通常采用切线模量理论求解。
当临界应力大于材料的比例极限时，用失稳时的
切线模量E 代替杨氏模量E，可得到非弹性屈曲
情况下的临界荷载。参考钢管混凝土统一理沦及
有关文献l7 ]，基于切线模量理论的钢骨一钢管高
强混凝土组合轴压中长柱弹塑性临界稳定承载力
P 计算公式为