钢管混凝土轴心受压短柱承载力概率分布研究

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发布时间：2021-09-12

资料介绍

钢管混凝土轴心受压短柱承载力概率分布研究
徐腾飞，向天宇，赵人达
(西南交通大学桥梁工程系，成都610031)
摘要：采用蒙特卡罗方法研究了钢管混凝土短柱轴心受压承载能力的概率分布问题。由回归分析抽样
结果，得到了不同套箍系数下钢管混凝土短柱轴心受压承载能力的均值与方差。K．S检验表明，钢管混
凝土短柱轴心受压承载能力的概率分布不拒绝正态分布，所建立的概率分布模型可用于简化钢管混凝
土柱的可靠度指标计算。
关键词：钢管混凝土承载能力蒙特卡罗方法概率分布
中图分类号：TU392．3；U448．3 文献标识码：A
钢管混凝土构件由于受力过程中在钢管和混凝土
之间产生了紧箍力，改善了整体工作性能，使钢管混凝
土结构具有一系列优越的性能，在公路及铁路桥梁中
有广阔的应用前景。。利用可靠度研究方法，可以考
虑构件抗力的随机性，更加真实地反应钢管混凝土构
件的承载能力。韩林海对钢管混凝土构件(包括短
柱、长柱和中长柱)的可靠度问题展开系统研究，该
研究对钢管混凝土轴压、偏压、纯弯与压弯构件进行可
靠度分析。由于钢管混凝土短柱极限承载能力公式比
收稿日期：2009—10-09；修回日期：2010-01—12
基金项目：四川交通科技项目(2006A24-602)。
作者简介：徐腾飞(1983一)，男，福建长汀人，博士研究生。
较复杂，含有多个随机变量，进行可靠度分析时多采用
一次二阶矩法或蒙特卡洛模拟方法。当失效面的形状
和n维超平面偏离较大时，一次二阶矩法的计算误差
将显著增大，且对误差的界限无法估计。极限状态
方程的非线性程度很高时，可靠度指标宜采用更精确
的方法计算，例如蒙特卡罗方法。而为了获得足够
的精度，尤其是小失效概率时，蒙特卡罗方法需进行大
量的抽样，这将消耗大量的机时与引入大周期随机数
生成问题，制约了其在工程上的应用。
本文利用《钢管混凝土结构设计与施工规程》中
的钢管混凝土极限承载力公式与蒙特卡罗方法研究了
钢管混凝土轴压短柱极限承载能力的概率分布，并回
归得到了钢管混凝土轴压短柱构件承载能力的均值与
4．2 影响系数屁的计算
在波浪和地震作用下考虑流固耦合时计算的墩顶
最大位移响应结果大于未考虑流固耦合时的情况，当
a／h为1／4、1／8时其放大倍数分别为0．39％与0．13％。
5 结论
针对工程算例，对不同的a／h的圆墩进行了波浪
作用与地震作用两种工况下的时程反应分析，比较了
流体附加质量效应和流固耦合效应对结构的影响。计
算结果表明，两种工况下流体附加质量效应和流固耦
合效应对桩柱响应均有影响，但其影响趋势和影响程
度并不相同，一般而言，墩的直径越小其影响效应越
大；在波浪和地震作用下考虑流固耦合时计算的最大
位移响应结果大于未考虑流固耦合的情况，当a／h为
1／4、1／8时其放大倍数分别为0．39％与0．13％。因
此，在深水下，若对桥墩进行分析时，最好考虑流固耦
合的影响。
参考文献
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