矩形钢管混凝土轴压短柱

1． 2
混凝土的本构关系
钢管混凝土构件计算中的核心问题是受压混凝土强度的提高
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模拟加载后构件破坏数据表
钢材与混凝土承载力之和 / kN 28 935 提高 / % 17
［ 1］ 卜良桃， M］ ． 长 沙: 王济川． 建筑结构加固改造设计与 施 工［ 2002． 湖南大学出版社， ［ 2］ 孙蕴春． 旧有 建筑 加固 方法 综 合 运 用 之 初探［D］ ． 大 连: 大 2009． 连理工大学， ［ 3］ 傅剑平． 钢 筋 混 凝 土 框 架 节 点 抗 震 性 能 与 设 计 方 法 研 究 ［ D］ ． 重庆: 重庆大学， 2002． ［ 4］ 工业与民用建筑 抗 震 加固 技 术 措 施 编 写 组． 工业与 民用 建 M］ ． 北京: 地震出版社， 1986． 筑抗震加固技术措施［ ［ 5］ 周希茂． 增大截 面法 加固 钢筋混凝 土 框支 架 的 非 线 性 有限 D］ ． 西安: 西安科技大学， 2009． 元分析［
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[
]
（ 1）
E s = 2． 06 × 10 5 MPa； ε e = 0． 8 f y / E s ； ε e1 = 1 ． 5 ε e ； ε e2 = 其中， 10 ε e1 ； ε e3 = 100 ε e1 ； A = 0 ． 2 f y / （ ε y － ε e ） 2 ； B = 2 Aε y ； C = 0 ． 8 f y + A （ ε e ） 2 － bε e 。σ 为钢的应力； ε 为钢的应变； f y 为钢的屈服点。
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1 1． 1
理论计算 钢材的本构关系
在进行钢管混凝土的理论计算时， 钢材就采用普通的应力 —
图 1 钢材的应力—应变关系图
应变关系。在进行有限元模拟时， 须采用三向受力的钢材的本构 。 关系 钢材的应力—应变关系曲线一般可分为弹性段（ oa ） 、 弹塑性 塑性段（ bc） 、 强化段（ cd） 和二次塑流（ de） 五个阶段， 如图 段（ ab） 、 1 所示 。图中点划线为钢材实际的应力 —应变曲线， 实线所示为 fp ， fy ， f u 分别为钢材的比例极 简化的应力—应变关系曲线， 其中， 屈服极限和抗拉强度极限 。 限、 本文进行了矩形钢管混凝土轴压短柱试件的数值计算， 钢材 。 近似按单向受力考虑
表3
总承载力 / kN 35 471
E s ε（ ε≤ ε ） 2 － Aε + Bε + C（ ε e ＜ ε≤ε e1 ） f y （ ε e1 ＜ ε≤ε e2 ） σ= － ε e2 fy 1 + 0． 6 ε （ ε e2 ＜ ε≤ε e3 ） e3 e － e ε2 1 ． 6 f y （ ε ＞ ε e3 ）
摘
要： 针对矩形钢管混凝土轴压短柱其钢管对核心混凝土的约束作用对轴压构件的承载力影响的问题， 通过理论计算与试验数
提出了用一个一次二项式来拟合相关系数与截面形状系数 的关系及用截面形状系数 来修正圆钢管混凝土轴压 据分析对比， 短柱承载力公式在实际应用中的可行性 。 关键词： 矩形钢管混凝土， 轴压短柱承载力， 约束作用， 截面形状系数 中图分类号： TU375 文献标识码： A
FAN Jia （ Shanxi Building Science Research Institute，Taiyuan 030001 ，China）
Abstract： Taking a layeradding renovation project of concrete structure as the background，this paper researched the bonding layer treatment method of column section newold concrete，and made modeling analysis to outsourcing angle steel concrete columns using ANSYS finite element software，had important meaning to improve the bearing capacity of concrete column． Key words： concrete structure，layeradding renovation，comprehensive treatment method，bearing capacity
4
结语
1 ） 外包角钢法加固后的柱承载力较原柱构件所具承载力提 高约 17% ， 因此在对柱构件进行外包角钢加固设计时， 可以适当 降低按规范计算的安全储备 。 2 ） 在柱构件进行外包角钢加固设计时， 可以适当考虑角钢和 缀板共同作用下的套箍作用， 该作用有助于提高混凝土柱的承载力。 参考文献：
The comprehensive treatment of column section newold concrete in structure reinforcement
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引言
fu fy fp a b c
d e
钢管混凝土构件由钢管和混凝土两种材料共同组成， 其工作 的实质在于钢管与核心混凝土间的相互作用和协同互补 。 一方 面， 钢管对核心混凝土的约束作用使混凝土处于三向压应力状 态， 从而使混凝土的强度得以提高， 塑性和韧性也大为改善； 另一 核心混凝土阻止了钢管向内局部屈曲， 从而增强了结构体 方面， 系的稳定性和承载力。
30 收稿日期： 2012-08作者简介： 史义博（ 1982- ） ， 男， 工程师
第 38 卷 第 33 期 2012 年11 月 文章编号： 1009-6825 （ 2012 ） 33-0063-03
山
西
建
筑
SHANXI
ARCHITECTURE
Vol． 38 No． 33 Nov． 2012
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矩形钢管混凝土轴压短柱研究
史义博
（ 中国中元国际工程公司， 北京 100089 ）