加劲薄壁高强方钢管混凝土短柱的轴压性能
2021-09-08杨有福郭宏鑫
华南理工大学学报(自然科学版) 2021年8期
杨有福 郭宏鑫
(大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁 大连 116024)
薄壁方钢管混凝土是在薄壁方钢管内部填充混凝土而成的一种组合构件[1]。所谓薄壁方钢管,通常指其边长壁厚比超过钢结构对其局部屈曲控制的限值,或者壁厚小于3 mm。研究表明[2],方钢管混凝土的核心混凝土对钢管壁的支撑作用,使方钢管的受压局部屈曲得到延迟或避免。因此,日本AIJ设计指南[3]和我国国家标准GB 50936[4]等工程建设标准规定:方钢管混凝土的钢管边长壁厚比限值取为相应空钢管限值的1.5倍。
当前,钢材和混凝土逐渐向高强、高性能化的方向发展,高强钢、耐火耐候钢及超高强高性能混凝土等的研制和应用受到广泛关注[5- 7]。在钢管混凝土结构中采用高强钢可减小截面尺寸,节约钢材用量,降低制造、运输、安装费用等。然而,控制薄壁高强方钢管混凝土外钢管受压局部屈曲的边长壁厚比限值将进一步减小,从而限制了高强钢管的应用。为此,国内外学者提出了多种针对薄壁方钢管混凝土的钢管加劲措施[8],以提高薄壁方钢管的局部稳定性,保证核心混凝土始终受到有效约束。
经常采用的薄壁方钢管混凝土的钢管加劲措施主要有:单(双)排钢板肋[1]、T形钢板肋[9]、竖直钢筋[10]等纵向型,角部斜钢拉杆[8]、与边垂直约束钢拉杆[11]、内置圆形(螺旋)箍筋[12]等横向型,以及带圆孔斜拉钢板肋[13]的双向型。结果表明,合理的加劲措施可以提高薄壁方钢管混凝土构件的力学性能。……
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