基于统一理论的空心钢管混凝土轴压承载力计算
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设计公 式． ＭＩ Ａ Ｉ Ｙ Ｋ 进行 了空 心 钢 管 混 凝 土 短 柱 的受 压
壁 的稳 定性 ， 凝 土 可 借 助钢 管对 其 套 箍 作 用 提 混
高抗压 强度 和抵 抗 变 形 的能 力 ， 从 根 本 上 解 决 并 了混凝 土 电杆 的纵 向裂缝 问题 ． 国从 １８ 』我 ９ ４年
起 开始该 结 构研 究 试 验 ， 目前 关 于该 种 结 构 的基
本 计算理 论 已形 成 较 为完 整 的 研究 体 系 ．本 文 结 合 钢管混 凝 土统 一 理 论 ， 前 人 规 范 中的 轴 心 对
受 压承载 力计算 公式进 行 了修 正． 把钢 管混 凝 土 视 为 统一 体 ， 是 钢材 和 混凝 它 土组 合 而成 的组合 材料 ．在 各种荷 载作用 下 ， 的 它
空心 高强 钢 管混 凝 土短 柱 进 行 了 试 验研 究 ， 析 分
了不 同 的空 心 率 和不 同 的 径 厚 比对 试 件 承 载 力
而言 ， 钢管混 凝土 构件 的工 作性 能 具有 统 一性 、 连 续性 和相关 性 ．钢 管混 凝 土统 一 理 论着 重 研究 的 是构 件截 面 的组 合 工 作性 能 ， 究 者们 根 据 组 合 研 工作 性能指 标 来 进行 构 件在 不 同 荷载 情 况 下 、 儿
种应力 状态下 以及 不 同几何 物 理参 数 时承 载力 的 计算 ， 由此得 到统一 的设计公 式 ．
收 稿 日期 ： ０ ０～ ９— ９ 修 回 日期 ： ０ ０—０ ２ ２１ Ｏ ０； ２１ ９— ５
的影 响 【 ．在我 国 ， 电力 部 制 订 的行 业 标 准 也 给 出 了空 心 钢 管 混 凝 土 轴 心 受 压 的 承 载 力 计 算
第 ｌ ０卷
２１ 年 ０１
第 １ 期
２月
广 州大学 学报 （ 自然科学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｕ ｎ ｚ ｏ ｎ ｅｓ ｙ Ｎ ｔｒ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｏ Ｇ ａ ｇｈ ｕＵ ｉ ｒ ｔ（ ａ ａ Ｓ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ） ｖ ｉ ｕ ｌ ｉ
Ｖ０ ｜ ０ Ｎｏ ｌ１ ．１
第１ 期
承载力公 式 ：
王宏伟 等 ： 于统一 理论 的空 心钢管 混凝土轴 压承 载力计 算 基
４ ９
管混 凝土 轴压构件 的组合 抗压 强度标 准值 ：
Ｎ ＝ Ｚ ＋ ｏ Ａ ４
应， 总承 载力 只是 钢管 和混凝 土承 载之力 和．
心 钢管混 凝 土 按 空 心 率 大 小 人 为 地 划 分 重 型 （ ０ ５ 和轻 型 （ ＞ ． ） ．） ０ ５ 两种 ．对 重 型空 心 钢 管 混凝 土考 虑 紧箍 力 效 应 ， 对 轻 型 空 心 钢 管 混 凝 而 土考 虑 内衬 混 凝 土 保 证 薄 壁 钢 管 的 稳定 作 用 ， 但 却不 考虑相 互之 间 的 紧箍 效 应．从 而 在 分别 研 究 两种 空心钢 管 混 凝 土 的基 础 上 ， 别 导 出各 自的 分
公 式 ．
下 面列 出文 献 ［ ］ ９ 中的几个 设计 公式 ．
（） １ 日本 福泽 公 夫 教 授 提供 的轴 压 构 件 强 度
基 金 项 目 ：广 东 高校 优 秀青 年 创新 人才 培 育 项 目（ Ｙ ０ １８ 资 助 Ｌ Ｍ ９０ ）
作者 简介： 王宏伟 （９ ９ ， ， 师， １７ ～） 男 讲 博士． － ａ ： ａｇｗ ｚｕ ｅｕ ｃ Ｅ ｍ ｉ ｗ ｌｈ ＠ｇ ．ｄ ．ｎ ｌ ｌ ｈ
工作 性能 随着 材 料 的物 理 参 数 、 一 体 的 几 何参 统 数 、 件 的截面形式 以及应 力 状态 的改变 而 改变 ． 构 变化 是连续 的 ， 相关 的．计算 方法 是统 一 的．概括
试验 ， 凝土 部 分 是 由高 强 混 凝 土 空 心 而成 形 的 混
中空构 件 ， 据 轴 压 试 验 的 结 果 提 出 了 承 载力 公 根 式 ，Ｔ Ｒ Ｚ Ｎ Ｏ等 学 者 进 行 了空 心 钢 管 混 Ｓ Ｏ Ｏ ＨＥ Ｋ 凝 土 短柱 的轴 压试 验研 究 ， 使用 有 限元 程 序 得 到 了应 力 一应 变 关 系 全 曲线 ［ ， Ｈ Ａ 等 对 圆 形 ６ ０Ｓ Ｅ １
关 键 词 ：空心 钢 管 混 凝 土 ；统 一 理 论 ； 心 受 压 ； 载 力 轴 承 中 图分 类号 ： Ｕ ３ ８ Ｔ ９ 文献标志码 ： Ａ
０ 引 言
空 心钢 管混凝 土是 指在 钢 管 中放人 需 要 量 的
１ 传 统设 计 方 法
与实 心钢 管 混 凝 土 相 同 ， 内外 从 事 空 心 钢 国 管混凝 土 的研究 工作者 都 采
文章 编 号 ：６ １４２ （０ １ ０ －０ ８０ １７ —２ ９ ２ １ ） １ ４ －６ ０
基 于 统一 理论 的空 心钢 管混 凝 土轴 压 承 载 力计 算
王宏伟 ，卢德 辉
（ 州 大 学 土 木 工程 学 院 ， 东 广州 广 广 ５０ ０ ） １０ ６
摘
一
要 ： 管 混 凝 土 统 一理 论 的 不断 发 展 和 完 善使 其 目前 已适 用 于 多种 截 面 形 式 的 钢 管 混凝 土 构 件 ．基 于 统 钢
理论 ． 文章提 出了空心钢管混凝 土轴心受压承载力计 算公式 ， 并通过试验验证 了公 式的可行性．应用此公 式
分析 了不同参数对 空心构件力学性能的影 响．
心混凝 土 的承载 力 ， 加以叠 加 的方法．有 的把 空 再
混凝土 ， 将构 件 高 速 旋 转形 成 管 内具 有 一 定 厚 度
的混凝 土 ， 中心 为 空 心 的钢 管 混 凝 土构 件 ． 而 该结构 主要应 用 于输 变 电线 路 杆塔 以及 工 业 厂房 结构 中 ， 钢管 可 借 助 空 心混 凝 土 内衬 管 增 强 钢 管
壁 的稳 定性 ， 凝 土 可 借 助钢 管对 其 套 箍 作 用 提 混
高抗压 强度 和抵 抗 变 形 的能 力 ， 从 根 本 上 解 决 并 了混凝 土 电杆 的纵 向裂缝 问题 ． 国从 １８ 』我 ９ ４年
起 开始该 结 构研 究 试 验 ， 目前 关 于该 种 结 构 的基
本 计算理 论 已形 成 较 为完 整 的 研究 体 系 ．本 文 结 合 钢管混 凝 土统 一 理 论 ， 前 人 规 范 中的 轴 心 对
受 压承载 力计算 公式进 行 了修 正． 把钢 管混 凝 土 视 为 统一 体 ， 是 钢材 和 混凝 它 土组 合 而成 的组合 材料 ．在 各种荷 载作用 下 ， 的 它
空心 高强 钢 管混 凝 土短 柱 进 行 了 试 验研 究 ， 析 分
了不 同 的空 心 率 和不 同 的 径 厚 比对 试 件 承 载 力
而言 ， 钢管混 凝土 构件 的工 作性 能 具有 统 一性 、 连 续性 和相关 性 ．钢 管混 凝 土统 一 理 论着 重 研究 的 是构 件截 面 的组 合 工 作性 能 ， 究 者们 根 据 组 合 研 工作 性能指 标 来 进行 构 件在 不 同 荷载 情 况 下 、 儿
种应力 状态下 以及 不 同几何 物 理参 数 时承 载力 的 计算 ， 由此得 到统一 的设计公 式 ．
收 稿 日期 ： ０ ０～ ９— ９ 修 回 日期 ： ０ ０—０ ２ ２１ Ｏ ０； ２１ ９— ５
的影 响 【 ．在我 国 ， 电力 部 制 订 的行 业 标 准 也 给 出 了空 心 钢 管 混 凝 土 轴 心 受 压 的 承 载 力 计 算
第 ｌ ０卷
２１ 年 ０１
第 １ 期
２月
广 州大学 学报 （ 自然科学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｕ ｎ ｚ ｏ ｎ ｅｓ ｙ Ｎ ｔｒ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｏ Ｇ ａ ｇｈ ｕＵ ｉ ｒ ｔ（ ａ ａ Ｓ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ） ｖ ｉ ｕ ｌ ｉ
Ｖ０ ｜ ０ Ｎｏ ｌ１ ．１
第１ 期
承载力公 式 ：
王宏伟 等 ： 于统一 理论 的空 心钢管 混凝土轴 压承 载力计 算 基
４ ９
管混 凝土 轴压构件 的组合 抗压 强度标 准值 ：
Ｎ ＝ Ｚ ＋ ｏ Ａ ４
应， 总承 载力 只是 钢管 和混凝 土承 载之力 和．
心 钢管混 凝 土 按 空 心 率 大 小 人 为 地 划 分 重 型 （ ０ ５ 和轻 型 （ ＞ ． ） ．） ０ ５ 两种 ．对 重 型空 心 钢 管 混凝 土考 虑 紧箍 力 效 应 ， 对 轻 型 空 心 钢 管 混 凝 而 土考 虑 内衬 混 凝 土 保 证 薄 壁 钢 管 的 稳定 作 用 ， 但 却不 考虑相 互之 间 的 紧箍 效 应．从 而 在 分别 研 究 两种 空心钢 管 混 凝 土 的基 础 上 ， 别 导 出各 自的 分
公 式 ．
下 面列 出文 献 ［ ］ ９ 中的几个 设计 公式 ．
（） １ 日本 福泽 公 夫 教 授 提供 的轴 压 构 件 强 度
基 金 项 目 ：广 东 高校 优 秀青 年 创新 人才 培 育 项 目（ Ｙ ０ １８ 资 助 Ｌ Ｍ ９０ ）
作者 简介： 王宏伟 （９ ９ ， ， 师， １７ ～） 男 讲 博士． － ａ ： ａｇｗ ｚｕ ｅｕ ｃ Ｅ ｍ ｉ ｗ ｌｈ ＠ｇ ．ｄ ．ｎ ｌ ｌ ｈ
工作 性能 随着 材 料 的物 理 参 数 、 一 体 的 几 何参 统 数 、 件 的截面形式 以及应 力 状态 的改变 而 改变 ． 构 变化 是连续 的 ， 相关 的．计算 方法 是统 一 的．概括
试验 ， 凝土 部 分 是 由高 强 混 凝 土 空 心 而成 形 的 混
中空构 件 ， 据 轴 压 试 验 的 结 果 提 出 了 承 载力 公 根 式 ，Ｔ Ｒ Ｚ Ｎ Ｏ等 学 者 进 行 了空 心 钢 管 混 Ｓ Ｏ Ｏ ＨＥ Ｋ 凝 土 短柱 的轴 压试 验研 究 ， 使用 有 限元 程 序 得 到 了应 力 一应 变 关 系 全 曲线 ［ ， Ｈ Ａ 等 对 圆 形 ６ ０Ｓ Ｅ １
关 键 词 ：空心 钢 管 混 凝 土 ；统 一 理 论 ； 心 受 压 ； 载 力 轴 承 中 图分 类号 ： Ｕ ３ ８ Ｔ ９ 文献标志码 ： Ａ
０ 引 言
空 心钢 管混凝 土是 指在 钢 管 中放人 需 要 量 的
１ 传 统设 计 方 法
与实 心钢 管 混 凝 土 相 同 ， 内外 从 事 空 心 钢 国 管混凝 土 的研究 工作者 都 采
文章 编 号 ：６ １４２ （０ １ ０ －０ ８０ １７ —２ ９ ２ １ ） １ ４ －６ ０
基 于 统一 理论 的空 心钢 管混 凝 土轴 压 承 载 力计 算
王宏伟 ，卢德 辉
（ 州 大 学 土 木 工程 学 院 ， 东 广州 广 广 ５０ ０ ） １０ ６
摘
一
要 ： 管 混 凝 土 统 一理 论 的 不断 发 展 和 完 善使 其 目前 已适 用 于 多种 截 面 形 式 的 钢 管 混凝 土 构 件 ．基 于 统 钢
理论 ． 文章提 出了空心钢管混凝 土轴心受压承载力计 算公式 ， 并通过试验验证 了公 式的可行性．应用此公 式
分析 了不同参数对 空心构件力学性能的影 响．
心混凝 土 的承载 力 ， 加以叠 加 的方法．有 的把 空 再
混凝土 ， 将构 件 高 速 旋 转形 成 管 内具 有 一 定 厚 度
的混凝 土 ， 中心 为 空 心 的钢 管 混 凝 土构 件 ． 而 该结构 主要应 用 于输 变 电线 路 杆塔 以及 工 业 厂房 结构 中 ， 钢管 可 借 助 空 心混 凝 土 内衬 管 增 强 钢 管