钢管混凝土柱的力学性能
点击量: 发表时间:2017-07-10 10:59:571.承载能力
长期的试验观察表明,钢管混凝土构件的承载能力不是同形状、同面积的两种材料试件各自承载能力之和。以内填混凝土钢管短柱为例,若单独取钢管做轴压试验,无论圆管、方管或矩形管,钢管可能在全截面屈服之前屈曲,也可能在屈服之后发生弹塑性局部失稳;单独取素混凝土柱做轴压试验,则可观察到明显的纵向裂纹早期发生的现象。当取钢筋混凝土短柱试件进行轴压试验时,所得到的极限承载力均高于两者分别试验得到的承载力之和。从机理上分析:①内填混凝土(称为核心混凝土)的存在,抑制了钢管的局部屈曲变形。例如圆钢管、方钢管发生的局部失稳模式,一旦有内填混凝土,向内凹进的变形即受阻止。圆钢管菱状的反对称失稳模式被阻止,方钢管类似四边简支板的屈曲失稳模式被阻止。当转为外凸式对称失稳模式时,两者的稳定承载能力都能得到提高。
混凝土受压后,随轴压荷载增长而向外挤胀,使得钢管产生横向拉力,钢管即使发生局部失稳,仍能在拉力场帮助下继续承载。核心混凝土在微裂膨胀后即受到钢管的约束作用,在圆钢管中,这种约束作用十分明显,称之为套箍作用。在方钢管中,也有这种效应,但在角隅部分较强。混凝土受三向压力作用后,纵向受压的承载能力大大提高。钢管约束作用的强弱与截面中的含钢率有关,一般的,含钢率大,约束作用就大;在构件的面积和形状不变的情况下.含钢率增大,意味着钢管的径厚比或宽厚比变小。
2.变形能力
钢管因混凝土的作用而提高了整体刚度,又因局部稳定性和整体稳定性的提而改善了承载中的变形能力,混凝土也因成为约束混凝土而提高了塑性,综合来,钢管混凝土构件具有良好的延性。