中空 夹层钢 管 混凝 土是在 两根 同心放 置 的钢 管 夹层 中灌 筑混 凝 土 而成 的一 种新 型 结 构。 本 文 以 空心 率 为主要 变化 参数 ，设 计 了 3根 矩 形 中 空夹层钢 管 混凝 土和 1根矩 形 实心钢 管混凝 土试件 ，通 过试 验研 究 了其在 纯 弯状 态 下的 力学 性能 。试 验 结果表 明 ：在 加 载过 程 中 ，所 有试件 均表 现 出良好 的 塑性性 能 ；矩形 中空夹层 钢 管混 凝土 抗 弯承载 力较 矩 形 实心钢 管混 凝 土有显 著 的提 高 ；同时用有 限元 方 法对试 件 弯矩一跨 中挠度 曲线进 行计 算 ，计算 结果 与试 验 结果 吻合 良好 。 关 键 词 ：矩形 中空夹层 钢 管混凝 土 纯弯试 验 有 限元 中图分 类 号 ：TU392．3 文献 标识 码 ：A DOI：10．3969／j．issn．1003．1995．2012．12．45 中空 夹层钢 管 混凝 土是 在两 根 同心 放置 的 钢管夹 层 中灌筑混凝土而成的一种新型组合结构。不仅继承 了普通 钢 管混凝 土 承载 力高 、塑 性和 韧性 好 的优 点 ，由 于特殊的截面形式还具有截面开展、抗弯刚度大 、自重 轻 、抗震 性 能好 等特 点 。变 换 内外管 的截 面形 式 ，可 以 组合 出多种 不 同种 类 的 中 空夹 层钢 管 混 凝 土 ，本 文研 究如图 1所示矩形中空夹层钢管混凝土在纯弯状态下 的力 学 性 能 。I I——iIl 图 1 试 件截面示意 国内外 已有 研究 者 对钢 管混凝 土 及 中空夹 层钢 管 混凝 土 纯弯 构件 的 力学 性 能 进 行 了试 验 和 理 论 研 究 。 陶忠等(2004)… 以空心率为变化参数 ，进行 了 5个方 中空 夹层 钢 管混 凝土 纯弯 构 件 的试 验 研究 。尧 国皇等 (2004) 通过分析荷 载一变形全过程各 阶段 的力学 收稿 日期 ：2012-04—20；修 回日期：2o12—09—20 基金项 目：国家 自然 科学 基金 (51008122，50968006)；江西 省教 育厅项 目资助(GJJ10709) 作者简介 ：谢力(1978一 )，男 ，江西南 昌人 ，实验师 ，博士研究生 。 性 能和 特点 ，提 出 了圆形 、方形 及矩 形钢管 混凝 土纯 弯 弯矩一曲率关系全过程曲线的实用计算公式。黄宏等 (2006) 进行了 5个圆中空夹层钢管混凝土纯弯构件 的试验 研究 。卢 方伟等 (2008) 通 过对 3个 非 等壁 厚 矩形钢管混凝土纯弯构件的试验研究 ，考察非等壁厚矩 形钢管 混凝土 受弯 构件 的 力学性 能 。于清 等 (2008)Es] 采用有限元软件 ABAQUS对钢管约束混凝土纯弯构件 的荷载一变形关系进行 了计算。李毅等(2009) 进行 了带肋方钢管混凝土纯弯构件的试验研究 ，并用有限元 软件 ABAQUS对其工作机理进行了分析。 本文以空心率为主要变化参数 ，设计 3个矩形中 空夹 层 钢管混 凝 土和 1个 矩 形 实 心 钢管 昆凝 土 试件 ， 通过 试 验研究 ，考 察矩 形 中空 夹 层 钢 管混 凝 土 试 件 在 纯 弯 状 态 下 的 力 学 性 能 。 同 时 采 用 有 限 元 软 件 ABAQUS对 矩形 中空夹层 钢 管混凝 土纯 弯试 件 的受力 全过 程进 行计 算 ，并与试 验 结果 进行 对 比。 1 试验概况 与方法 共 设 计 了 3个 矩形 中空 夹层 钢 管混 凝 土试 件 和 1 个矩形实心钢管混凝土的对 比试件 ，对其进行纯弯试 验。具体参数见表 1，其 中 。，D。，t。，B，D，t分别为 外 内钢 管 截面 的 宽度 、高度 和厚 度 ，厂v。， 分 别为试 件 外 内钢管 的屈服强度 ；． 为混凝 土的立方体 抗压强 度 ； 为 试 件空 心 率 ， =(A 一A )／A A 为 外 钢 管 内径所 包 围 的面积 ，A 为混 凝 土 截 面 面积 ；M 。为试 验 测得的极限弯矩 ， 为本文计算得到的极限弯矩。试 件 设计 时 ，主要 变化 参数 为空 心率 。 内外钢管的制作形式 为：先将两片切割好的钢板 放在折边机上折成槽 型，再用坡 口对接焊缝将两个槽

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