王宇航 赵玉婷 周绪红 李琦琦

(重庆大学土木工程学院， 重庆 400044)

0 引 言

陶粒混凝土作为混凝土材料领域的重大突破，是一种以陶粒代替一定比例粗骨料，结合胶凝材料、外加剂与水拌制而成的轻骨料混凝土[1]。该混凝土具有强质比高(强度高、质量小)、耐久性好、抗震性能优越以及环境友好的特点[2]；相同强度等级下，其表观密度相较于普通混凝土低20%～40%，工程造价可降低10%～20%[3]，符合近年建筑结构高耸，大跨的发展趋势[4]。但经研究，轻骨料混凝土的应力-应变全曲线呈现出上升段较缓、下降段较陡、残余强度较低[5-7]，以及不同时期泊松比均小于普通混凝土(υ=0.2)[8]的特点。可以看出，陶粒混凝土的弹性模量低，脆性特征显著[9-10]。因此研究如何提高陶粒混凝土的延性，充分利用陶粒混凝土的优点，具有重要的理论意义和实用价值。

钢管约束混凝土(Steel Tubed Concrete)充分发挥了钢材与混凝土两种材料的优势，是一种外包钢管主要用来为核心混凝土提供约束而不直接承担纵向荷载的组合柱[11-14]。研究表明，对于超短柱与短柱(L/D<4)，钢管可对核心混凝土产生较强的约束作用，从而较大程度地提高构件的承载力与延性[15-16]。在一定范围内，钢管屈服强度越高、径厚比越小，钢管约束混凝土短柱的轴压承载力越高[11,17-20]。由此可以看出，钢管约束混凝土的结构形式可以有效改善混凝土柱的脆性特征，提高构件承载能力。

经研究，外包钢管也可有效改善陶粒混凝土的延性。混凝土强度等级对于试件承载力的影响较小，增加配筋、降低径厚比可显著提高试件的极限承载力[21-24]。李帼昌等结合试验研究推导出了钢管约束下陶粒混凝土的本构关系与强度准则，吴东阳等则结合Samani等的研究成果，通过有限元模拟得到了圆钢管约束作用下核心陶粒混凝土的本构关系[25-26]。但以上研究均未考虑钢管与混凝土间摩擦等复杂因素对钢管约束陶粒混凝土轴压力学性能的影响，对于钢管约束陶粒混凝土承载力计算方面的研究也有待补充。……