极限平衡法分析钢骨 一钢管混凝土 短柱承载力的简化 方法 何益斌 ，张铁成 ，肖阿林，黄 频 (湖南大学 土木工程学院 ，湖南 长沙 410082) 摘 要：从钢骨一钢管混凝土组合柱的工作机理出发，分析 了其各组成部分应力状态，提 出了计算钢骨 一钢管混凝土轴压 短柱的简化模型。根据组合柱各组成部分极限(屈服)条件，应用极限平衡理论建立了截面的力学平衡方程，基于钢骨翼缘 对核心混凝土的附加约束，推导了该组合柱的轴压极限承栽力计算公式。计算结果表明，有关实验值与本文理论计算结果 较 吻合 。 关键 诃 ：组合柱 ；轴压 ；极限承载力 ；极 限平衡 法 中图分类号：TU398．9 文献标识码：A 文章编号：1672—7029【2006)05—0046—04 Ultimate strengthofshortsteeltubularcolumnfilledwithstructuralsteel HE Yi—bin，ZHANG Tie-cheng，XIAO A-lin，HUANG Pin (CollegeofCivilEngineering，HunanUniversity。chaI1睁小a410082。China) Abstract：Thestressstateofacompositecolumnand ashortsteeltubularcolumnfilledwithsteel— reinforcedconcrete wascomprehensivelyanalyzed andrationallysimplified．Basedonthemechanical behaviorofthecompositecolumnand theyieldconditionofitscomponents，aformulaforcomputingtheultimatebearingcapacityWas obtainedwiththelimit equilibrium method．Thecalculatedresultsofthepropo sedform ulaagreewi ththeexperimental onesrepo rted inother Papers· Keywords：compositecolumn；axial load；ultimatestrength；equilibrium method 钢骨 一钢管混凝 土组合柱是一种在钢管混凝 土柱内部埋置钢骨的新型重载柱。该组合柱综合 考 虑 了钢 骨 混凝 土 柱 和钢 管 混 凝 土 柱 的优 缺 点_】-5]，具有承载力高，延性及耗能好等优点，因而 能满足现代工程结构往大跨 、高耸 、重载及恶劣条 件方向发展的要求，具有广阔的工程应用前景。王 清湘等【6J虽然给出了这种短柱极限承载 力的计算 公式 ，但缺少相应的理论根据 ，所 以，仍有必要对该 种组合短柱的承载力进行进一步研究。 1 工作机理 在钢骨 一钢管混凝土柱中，钢管壁对核心混凝 土提供侧向约束 ，而核心混凝土和其内置钢骨也互 相约束 ，从而产生双重套箍效应。双重套箍效应是 钢骨 一钢管混凝 土柱具有一系列优越力学性能的 根本原因。文献 [6]的实验研究表 明，对于钢骨 一 钢管混凝土组合轴压短柱，其破坏是钢管和钢骨在 复合应力作用下屈服 以及核心混凝土在三 向压应 力作用下被压坏所致 ，属于材料破坏。其中钢骨的 主要作用是有效 地延缓或阻止}昆凝土中剪切斜裂 缝 的产生和发展 ，从而使钢管对核心混凝土的约束 套箍效应得以充分发挥。另一方面，借助混凝土的 支撑作用，钢管壁及内置钢骨的几何稳定性得以增 强 ，局部屈曲现象得 以延缓或避免 ，充分发挥钢材 的强度 。简而言之 ，钢骨 一钢管混凝土组合柱综合 考虑了钢骨混凝 土柱和钢管混凝土柱的优点 ，使钢

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