彭桂瀚 宋春生 黄国兴

(1.福州大学土木工程学院 福建福州 350108；2.福州城建设计研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

钢管混凝土结构受压性能佳且施工方便，可用于拱肋、桥墩与桥塔等结构中。由不锈钢方形外管、碳钢圆形内管及夹层混凝土等组成的方套圆中空夹层不锈钢管混凝土结构具有耐腐蚀性好，对管内混凝土约束效应较普通碳钢管混凝土空心方柱更强等特点[1]。但长期以来由于不锈钢管价格偏高，限制了其在工程中的推广应用，相关研究成果也相应较少。目前试验研究与有限元分析是研究该类结构力学性能的主要手段。

Wang等[2-4]进行了内外圆、矩形、方形等多种截面形式的中空夹层不锈钢管混凝土短柱轴压试验，结果表明承载力规范计算值较试验值偏小；Han等[5]套用碳钢简化公式计算中空夹层不锈钢管混凝土短柱承载力；段振凯[6]、郭建华[7]研究结果表明，约束效应系数、不锈钢类型、空心率及含钢率是影响中空夹层不锈钢管混凝土力学性能的主要因素。目前，缺少不锈钢有关规程指导，如采用碳钢结构公式计算不锈钢结构承载力，或碳钢本构替代不锈钢本构进行模拟计算，均造成计算偏保守[8-10]。

文中以方套圆中空夹层不锈钢管混凝土短柱为研究对象，采用不锈钢Rasmussen本构模型[11]，对比Wang[4]试验进行模型验证，并建立基准有限元分析模型，开展空心率、不锈外钢管厚度、混凝土和内钢管强度等结构参数分析，最后提出该类结构承载力修正计算简式，以助于结构的推广与应用。……