陆征然,赵婉东,郭 超

(1.沈阳建筑大学管理学院,辽宁 沈阳 110168;2.沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁 沈阳 110168)

钢管混凝土(Concrete Filled Steel Tube,CFST)是一种由钢管和混凝土组成的复合结构,以其承载力高、具有较高塑性和韧性并且抗震性能好的优点已经被广泛应用于现代高层和桥梁等建筑中。但实际上圆形CFST存在不同的缺陷问题,在CFST结构中,若构件水平跨越,其截面顶部可能存在球冠形脱空缺陷;若构件竖向承载,可能存在环向均匀脱空缺陷。在实际项目中,通过超声波三维截面扫描对钢管混凝土内部脱空现象进行测试[1-3],得到具体圆形CFST的脱空缺陷。

在CFST构件中,钢管和核心混凝土之间的相互作用和协同互补是其主要的力学性能优势[4-5]。然而,脱空缺陷导致钢管和核心混凝土之间发生界面分离,削弱两者之间的相互作用,对CFST构件的承载力造成显著的影响。部分学者对于缺陷CFST承载力的研究多基于有限元模拟和试验数据进行分析。廖飞宇等[6]进行了14根构件在压弯扭复合作用下的试验研究,发现脱空缺陷对于构件承载力的影响更为显著。张建威等[7]对12根CFST试件进行压弯剪复合作用下的滞回性能试验,对CFST构件在不同参数下荷载-位移骨架进行分析,得出环向脱空缺陷大大降低构件承载力,并且降低构件的受剪承载力。

现阶段对于缺陷圆形CFST承载力的研究主要集中于模型试验和有限元分析,但试验需要耗费大量的人工、时间和资金,并且实际中,由于构件各主要特征参数具有随机性,模型试验中的参数设计无法完全满足实际工况。……