基于试验数据的钢管混凝土柱轴心受压承载力修正

基于试验数据的钢管混凝土柱轴心受压承载力修正

华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

摘要:本文通过127组钢管混凝土柱的轴压试验数据与设计承载力的对比,得到承载力比平均值为1.09而标准差为0.20,承载力较大的构件达到了1.4~1.6且与尺寸存在明显关联。提出尺寸参数βs及修正系数αD,修正后承载力比平均值为1.01而标准差为0.13,承载力比基本落在0.8~1.2区间内,离散程度下降了31.6%。但对于关键构件不建议使用本文的修正方法。

关键词:钢管混凝土柱;构件尺寸;轴心受压承载力;试验修正

1引言

目前规范考虑钢管混凝土柱尺寸对轴心受压承载力的影响仅限于长细比。TakamasaYamamoto等[1]通过试验研究,发现钢管混凝土柱轴心受压承载力未并未表现出尺寸效应规律,同时陈彦江等[2]的试验也佐证了这个观点。

本文通过对比127组钢管混凝土柱的轴压承载力试验数据[3]与其规范设计承载力结果,发现钢管混凝土柱的轴压承载力与其几何尺寸存在比较显著的对应关系。故本文将就试验结果与设计结果的差异进行讨论,并给出轴压承载力与尺寸的关系以及修正公式。

2规范设计公式

《组合结构设计规范》第8.1.2条条文说明指出,套箍指标θ反映了钢管对混凝土的约束程度。圆形钢管混凝土框架柱和转换柱的套箍指标宜取0.5~2.5。对于轴心受压构件承载力计算,除了考虑长细比以保证构件稳定外,并未考虑其他构件尺寸方面的影响。

5结论

(1)根据127组钢管混凝土柱轴压试验数据与其设计结果对比,其试验结果与设计结果的承载力比平均值为1.09,标准差为0.20。对于部分构件,承载力比达到了1.4~1.6,说明规范设计公式过于保守;

(2)定义尺寸系数βs及其计算方法,发现承载力比过大的构件的尺寸系数集中在0.15以内。基于规范计算结果提出修正系数αD,修正后承载力比平均值为1.01,标准差为0.13,离散程度下降31.6%。修正公式仅针对尺寸参数偏小的构件,若作为关键受力构件进行设计,不建议对其设计承载力进行修正。

参考文献

[1]TakamasaYamamoto,JunKawaguchi,ShosukeMorino.ExperimentalStudyofScaleEffectsofShortConcrete-FilledSteelTubeColumns.CompositeConstructioninSteelandConcrete[J].2000:879-890.

[2]陈彦江,李勇,闫维明,潘迪.大尺寸钢管混凝土柱承载力试验.中国公路学报[J],2011,24(4):33-38.

[3]陆新征,张万开,李易,叶列平,方钢管混凝土短柱轴压承载力尺寸效应,沈阳建筑大学学报(自然科学版)[J],2012,28(6):974-980.

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