薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱承載力分析*
肖海兵1，趙均海2，孫楚平1，彭寧1，孫珊珊2
- 摘 要
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肖海兵1，趙均海2，孫楚平1，彭寧1，孫珊珊2(1 中信建筑設計研究總院有限公司，武漢 430014； 2 長安大學建筑工程學院，西安 710061)［摘要］運用統(tǒng)一強度理論，考慮中間主應力的影響，引入參數αu，βu確定薄壁鋼管在極限荷載時的環(huán)向拉應力σθ、縱向壓應力σz和徑向壓應力σr，并考慮輕骨料混凝土與普通混凝土多軸強度準則差異的影響，推導出薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的極限承載力公式，并對影響因素進行了分析。將本文計算結果與文獻試驗數據進行比較，結果吻合良好，表明將統(tǒng)一強度理論運用于薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱承載力計算是可行的。該結果為薄壁鋼管輕骨料混凝土的優(yōu)化設計提供了一定的理論依據。［關鍵詞］統(tǒng)一強度理論； 薄壁鋼管； 輕骨料混凝土； 極限承載力中圖分類號：TU398文獻標識碼：A文章編號：1002848X(2012)10010106Bearing capacity of thin-walled steel tube short columns filled with lightweight aggregate concrete under axial loadXiao Haibing1, Zhao Junhai2, Sun Chuping1, Peng Ning1, Sun Shanshan2(1 CITIC General Institute of Architectural Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430014, China; 2 School of Civil Engineering, Chang'an University, Xi'an 710061, China)Abstract: Based on the unified strength theory, considering the effects of the intermediate principal stress and the differences of the multi-axial strength criterion for the lightweight aggregate concrete and common concrete, by introducing parameter αu and βu, loop tensile stress σθ, longitudinal compressive stress σz and radial compressive stress σr of the thin-walled steel tube in ultimate bearing condition were obtained. Thus the calculation formula of ultimate bearing capacity of thinwalled steel tube short columns filled with lightweight aggregate concrete was deduced, and the influence complication was analyzed. Compared with the obtained solution and the test results in reference, good agreement can be found. The results indicate that the unified strength theory has the good applicability in the calculation of ultimate bearing capacity of thin-walled steel tube short columns filled with lightweight aggregate concrete. The results can provide theoretical foundation for the design of thin-walled steel tube filled with lightweight aggregate concrete.Keywords: unified strength theory; thin-walled steel tube; lightweight aggregate concrete; ultimate bearing capacity*陜西省自然科學基金資助項目（SJ08E204）。作者簡介：肖海兵，碩士，助理工程師，Email: mailongwan@163.com。參考文獻［1］ 陶忠, 于清. 新型組合結構柱——試驗、理論與方法［M］. 北京: 科學出版社, 2006.［2］李幗昌, 劉之洋. 自應力鋼管輕骨料混凝土結構［M］. 沈陽: 東北大學出版社, 2001.［3］王秋萍. 薄壁鋼管混凝土軸壓短柱力學性能的試驗研究［D］. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學, 2002.［4］劉新義. 薄壁方鋼管輕質混凝土軸壓短柱的力學性能研究［D］. 石河子: 石河子大學, 2007.［5］楊明. 鋼管約束下核心輕集料混凝土基本力學性能研究［D］. 南京: 河海大學, 2006.［6］王曉亮. 鋼管高強輕集料混凝土短柱軸壓力學性能試驗研究［D］. 南京: 河海大學, 2006.［7］傅中秋, 吉伯海. 長細比對鋼管輕集料混凝土軸壓柱受力性能的影響［J］. 工業(yè)建筑, 2010, 40(1): 112-115.［8］吉伯海, 傅中秋, 胡正清. 鋼管輕集料混凝土短柱偏心受壓性能的試驗［J］. 交通科學與工程, 2009, 25(3): 22-28.［9］吉伯海, 傅中秋, 沈云, 等. 圓鋼管輕集料混凝土抗彎剛度計算方法的探討［J］. 建筑結構, 2009, 39(6): 47-49.［10］查曉雄, 宋瑞強, 呂赫男. 空心薄壁方鋼管混凝土柱局部屈曲時寬厚比限值的確定［J］. 建筑結構, 2010, 40(1): 19-22.［11］劉哲鋒, 蘇志力, 楊偉軍. 輕骨料混凝土與普通混凝土框架結構的抗震性能分析［J］. 建筑結構, 2010, 40(2): 22-24.［12］俞茂宏. 雙剪理論及其應用［M］. 北京: 科學出版社, 1998.［13］蔡紹懷. 現代鋼管混凝土結構［M］. 北京: 人民交通出版社, 2003.［14］趙均海. 強度理論及工程應用［M］. 北京: 科學出版社, 2003.［15］KENJI SAKINO, HIROYUKI NAKAHARA, SHOSUKE MORINO, et al. Behavior of centrally loaded concrete-filled steel-tube short columns ［J］. Journal of Structural Engineering, ASCE, 2004(2): 180-188.
