钢管混凝土轴心受压构件徐变分析

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发布时间：2021-09-12

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钢管混凝土轴心受压构件徐变分析
杨阳，王起才，张戎令，崔建龙，葛勇
(兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州730070)
摘要：在对钢管混凝土轴心受压构件的轴压力学特性和核心混凝土徐变分析的基础上，从变形协调条件出发，通
过引入混凝土换算弹性模量，推导了钢管混凝土轴压构件应力重分布计算方法。此方法较好地考虑了钢管混凝土
构件徐变因素(含钢率、应力级别、材料等级)的影响，并分析研究了不同影响因素条件下钢管混凝土结构的徐变特
性。针对钢管混凝土受力特点，研究表明，运用该方法计算在轴心受压状态下徐变所引起的钢管混凝土截面应力
重分布是合理的。
关键词：钢管混凝土；徐变；轴心受压
中图分类号：TU 528．59 文献标志码：A 文章编号：1008—1933(2015)02—070—03
Creep analysis of axial compression CFST
YANG Yang，WANG Qicai，ZHANG Rongling，CUI Jianlong，GE Yong
(School of Civil Engineering，Lanzhou Jiaotong University，l_anzhou 730070，China)
Abstract：This paper focus on the creep of analysis axial compression CFST，starting from the condition of deformation compatibility，by
introducing the c0nversion elastic modulus of concrete，derivation of the CFST stress distribution calculation method．This methods better
consider the influence of steel ratio，bestress level and material level，which study CFST creep charaeteristiCS under the various
conditions．According to the CFST stress characteristic research shows that stress distribution is reasonable calculation of CFST creep
under axial pressure caused by the application of this method．
Key words：CFST；creep；axial pressure
0 引言
钢材的泊松比在弹性阶段通常可以认为是常
数，取为0．283，认为进入塑性阶段时增大到0．5之
后保持不变；混凝土的泊松比则为变数，由低应力时
的0．173随压应力的增加逐渐增大到0．5，又逐渐
增大到1，甚至大于1。钢管混凝土构件在轴压应力
作用下，混凝土向外的横向变形起初小于钢管向外
的横向变形，但是随着压力的逐渐增大，混凝土向外
的横向变形逐渐大于钢管向外的横向变形，从而导
致钢管约束了混凝土，这就在钢管与混凝土之间产
生了相互作用的紧箍力。因此，钢管纵向和径向受
压而环向受拉，混凝土则三向皆受压，二者均处于三
向应力状态。
一般情况下，钢管混凝土受压构件的弹性阶段
的工作荷载约为极限荷载的70％～80％，而对大多
数实际工程而言，使用荷载一般约为极限荷载的
收稿日期：2014-02-25
作者简介：杨阳(1991一)，男，甘肃庆阳人，硕士研究生，研究方
向：桥梁与隧道工程。
基金项目：长江学者和创新团队发展计划(IRT1139)；兰州交通大学
青年科技基金(2012028)
E —mail：1027406080@ qq．com
50％～60％ [2-3 2
。混凝土是一种长期效应，计算时应
当采用正常使用状态下的荷载组合，通常情况下都
采用恒载计算。对于钢管混凝土拱桥而言，在正常
使用状态下，拱肋中的应力一般达不到产生紧箍力
的水平 J，核心混凝土三向受力状态不明显，而徐
变问题是长期荷载的问题，主要考虑在使用状态的
混凝士陛能与结构受力问题。因此本文不考虑紧箍
力对钢管混凝土徐变的影响。
1 钢管混凝土构件徐变计算
相对于普通混凝土，钢管混凝土中的管内混凝
土处于密闭环境中，不会发生失水现象，而且与周围
环境基本没有水分交换 J。因此，其徐变模式是不
同于普通混凝土徐变问题的主要方面之一。大量研
究表明，钢管混凝土管内混凝土的徐变总量小于普
通混凝土的徐变总量。从目前总体的研究成果来
看，徐变的根本规律没有本质上的差异。因此本文
认为，在钢管混凝土的徐变问题研究中，可根据钢管
与混凝土的自身特点，通过建立钢管混凝土与普通
混凝土徐变之间的某种联系，进而采用普通混凝土
徐变系数模式来预测钢管混凝土徐变_6 J。
钢管混凝土构件徐变分析的基本假设：