实复式钢管混凝土柱轴压承载力研究

钢管混凝土柱是一种常见的建筑结构柱形式，它由钢管和核心混凝土组成，两者共同工作以承受载荷。在钢管混凝土柱的基础上，实复式钢管混凝土柱通过在普通钢管混凝土柱中增加圆钢管形成了一种新型的结构形式，这种结构形式在提高承载力、改善耐火性能以及满足特殊设计要求方面表现出了独特优势。 统一强度理论是由俞茂宏于1991年提出的，该理论考虑了应力状态的所有应力分量以及它们对材料屈服和破坏的不同影响。统一强度理论通过一个统一的力学模型和简单的数学表达式，适用于描述各种材料的强度性能。通过应用这一理论，研究者可以推导出实复式钢管混凝土柱的轴压极限承载力计算公式。 本文所研究的实复式钢管混凝土柱包括内圆外圆和内圆外方两种截面形式。增加圆钢管之后，实复式钢管混凝土柱的钢管对核心混凝土的“约束效应”得到增强，从而提高了柱子的承载力。这种新型柱子结构不仅可以更好地满足地震区轴压比和抗剪强度要求，而且还可以有效避免厚壁钢管的使用，从而简化了厚板材的供应和加工制作过程。 实复式钢管混凝土柱具有良好的耐火性能。在火灾情况下，即使外层钢管失效，内层钢管由于被外层混凝土包裹，依然能够继续发挥其承载能力。这使得实复式钢管混凝土柱在火灾等极端条件下的性能优于传统的实心钢管混凝土柱。因此，实复式钢管混凝土柱非常适合用于加固现有结构，以及在高耸结构、高层建筑和大尺寸灌注桩等应用场景。 研究者通过引入混凝土强度折减系数和等效约束折减系数，可以将内圆外方的实复式钢管混凝土柱等效为内圆外圆柱形式，这一等效基于面积相等的原则。通过这种等效转换，可以得出更为直观和易于计算的轴压极限承载力计算公式。 文章中还提到了影响极限承载力的中间主应力因素，这些因素在承载力分析中起到了重要作用。研究者通过将基于统一强度理论计算出的结果与现有文献的试验结果对比，验证了理论的可行性与正确性。 实复式钢管混凝土柱的轴压承载力研究是一个涉及多种材料力学原理和结构工程应用的综合性研究领域。通过统一强度理论的应用和对内外钢管双重约束作用的考量，能够更准确地评估复式钢管混凝土柱的力学性能，这对于提高现代建筑结构的设计与施工质量具有重要意义。同时，这也促进了新型结构材料在现代土木工程中的应用，有助于推动结构设计理论的发展。