浅谈矩形钢管混凝土压弯构件的设计方法

文章简要介绍了美国LRFD(1994)、日本AIJ(1997)设计规程中有关矩形钢管混凝土压弯构件的设计方法。同时介绍了我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159：2004)中压弯构件承载力的设计方法及简化的M—N相关曲线。

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2 o年第 8期 O6 (第9总 4期 )

大众科技DA ZHo NG KE J

No, 2 0 8。 0 6

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浅谈矩形钢管混凝士压弯构件的设计方法罗东霞 .小龙文(湖南城市学院土木工程学院，南益阳 4 30 )湖 10 0【摘要】文章简要介绍了美国 L F (9 4、 R D 19 )日本 A 19 ) U( 7设计规程中有关矩形钢管混凝土压弯构件的设计方法。 9同时介绍

了我国《形钢管混凝土结构技术规程》 C C 19 2 0 )矩 ( E S 5:0 4中压弯构件承载力的设计方法 _化的 M—相关曲线。及简 N 【键词】关矩形钢管混凝土；术规程；栽力技承

【中图分类号】 U3 8. T 9￣ 9

【文献标识码】 A

【文章编号】10— 1 1 0 60 - 0 6-2 0 8 15 ( 0 )8 0 1 - 2 0

钢管混凝土是在钢管中填充混凝土而成的一种新型组合结构 .圆钢管混凝土、形钢管混凝土、边形钢管混凝土有矩多

的承载力 .即

(N N, g t s}:Ⅺ|M 1 t+

| -. N:2 0_,< v - O v 2

( 3

等。目前国外有关钢管混凝土柱的设计规程或规范主要有欧洲 E 4 19 )德国 D N18 0 19 )美国 A I1— 9 S L C (96, I 8 0 (9 7, C3 9 8、S C f9 9￣ R D 19 ) 1 A J19 ),规范或规程中大 17)1L F (9 4￣ 3本 I(97等其 1

{LⅣ<,+,, l, 2 )Ⅳ 5

式中：= L是纯弯构件的承载力，这里忽略了混凝土 Mu Z的贡献，仅考虑钢管的作用；钢管截面塑性抵抗矩；为 Z为 N轴雎承载力，式 ( )定。由 1确

都同时包括圆钢管混凝土和方钢管混凝土柱构件承载力设计计算方面的条文。在我国，钢管？土的研究相对较早，圆昆凝矩形钢管混凝土的研究相对落后。矩形钢管对其核心混凝土的约束效果虽然不如圆钢管显著。但仍可以有效地提高构件的延性，且与粱连接节点的构造处理也较容易，此也逐渐引而因 起了人们的重视。0 4年 .国工程建设标准协会颁布了第一 20我

二、日本 AJ1 9 ) I 9 7规

程 (E本 AJ19 )程采用叠加钢材和混凝土二者承载力的 l I 9 7规 (方法 .算时按不同长细比将柱分为长柱和短柱。柱的强度计短承载力为： = + . a一 o s, s

进行长柱承载力计算时 .采用了叠加法进行，偏心取也初

个《形钢管混凝土结构技术规程》 C C 19 2 0 )以下简矩 ( E S 5:04,

截面边长的 5钢管截面则按换算艮细比分别计算出各自的%.承载力后进行叠加。而得到轴压长柱的稳定承载力。从

称《规程》。矩形钢管混凝土构件主要被用作框架柱、拱和桁架的受

该规程在进行压弯构件的截面强度计算时也采用简单叠加的方法，即忽略了钢管和混凝土之间的相互作用及约束效

压弦杆等轴压构件或压弯构件。但实际结构中单纯的轴心受压构件是很少的。大量存在的是偏心受力构件，研究矩形钢管混凝土压弯构件的计算理论和设计方法就具有现实意义。一

应：在计算欧拉屈曲荷载时采用折减的混凝土刚度。

三、我国《钢管混凝土结构技术规程)CE 1 9矩 ) CS: ( 52O O 41

、

美国 L F (9 4规程 R D19 )

美国 L F规程。美国钢结构协会所制定，计算矩形 RD为在钢管混凝土轴压构件的强度承载力时，将混凝土的强度折算到钢材中得到钢材的名义抗压强度。冉计算矩形钢管混凝土

《程》压弯构件划分为长柱和短柱，短柱压弯构件。规将对

主要考虑强度承载力，&柱压弯构件不仅要验算强度，而还要计算稳定承载力。 短柱的强度承载力计算公式根据极限理论分析得到。假

构件的轴压承载力 . 即N-。仃￣A F=r

() 1

定矩形钢管混凝土压弯构件在破坏时，钢管没有局部屈曲，钢管达到屈服点，压区混凝土达到极限强度，拉区混凝土退受受出工作 ( 1。图 )

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l/ . 8￣ I7 ) O7, .

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两式中：=十。 4}^√互/神 . 0‘‘ ( 三 ( . i f为混凝土圆柱体抗压强度：

L为构件的计算长度；

E为钢材的弹性模量； i为钢管

截面惯性半释，

LF R D规程采用两段直线形式的相关方程计算压弯构件

图 1钢管混凝土压弯极限状态应力分布图

【收稿日期】0 6 0—1 20— 3 5【作者简介】罗东霞( 9 8,广西贵港人， 17一)女。湖南城市学院土禾工程学院工程师，研究方向：结构工程；文小龙(9 8 )男 17一，四川广安人，南城市学院土禾工程学院助教，究方向：构工程与工程管理。湖研结一

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