論文導(dǎo)讀:：為解決工程中得到廣泛應(yīng)用的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)承載力計算問題，在總結(jié)分析已有鋼管混凝土短柱承載力計算理論的基礎(chǔ)上，利用彈性變形理論，推導(dǎo)出了鋼管混凝土短柱極限承載力計算公式，利用推導(dǎo)得出的計算公式，對混凝土的泊松比趨近于零、混凝土的彈性模量趨近于零、鋼管和混凝土的彈性模量和泊松比都相等、鋼管和混凝土的泊松比相等而其彈性模量不等、鋼管混凝土短柱端面上混凝土凸出或凹進(jìn)的影響等六種條件下，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的承載情況進(jìn)行了分析。
論文關(guān)鍵詞：鋼管混凝土短柱，彈性變形理論，承載力計算
0 引 言
鋼管混凝土結(jié)構(gòu)把鋼和混凝土兩種材料組合成一個整體，充分發(fā)揮了兩種材料優(yōu)勢，不僅增強(qiáng)了鋼管的局部穩(wěn)定性，還提高了混凝土的強(qiáng)度，在工程中得到了比較廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，鋼管混凝土構(gòu)件的承載力計算是一個非常重要的環(huán)節(jié)，鋼管混凝土構(gòu)件既不同于混凝土構(gòu)件，又不同于材質(zhì)均勻的純鋼構(gòu)件，它是一種具有組合受力特性的復(fù)合材料。因此它的承載能力的計算應(yīng)當(dāng)是建立在兩種基本組成材料——鋼和混凝土作用分擔(dān)之上的一種新的計算方法。
數(shù)值分析法是一種精確的計算方法，能從理論上準(zhǔn)確地描述鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的工作機(jī)理和性能，但單元選取難，計算較為復(fù)雜，用它來解決工程中的鋼管混凝土計算問題不現(xiàn)實(shí)，關(guān)于鋼管混凝土承載力的計算方法，主要有四種理論，即統(tǒng)一理論、擬混凝土理論、擬鋼理論以及疊加理論。
統(tǒng)一理論主要基于哈爾濱工業(yè)大學(xué)和福州大學(xué)等研究成果[1][3-4]，把鋼管混凝土視為統(tǒng)一的一種組合材料，不再區(qū)分鋼管和混凝土，通過試驗(yàn)回歸得到組合材料的性能指標(biāo)。擬混凝土理論即中國建筑科學(xué)院提出的約束混凝土理論[2]，擬混凝土理論認(rèn)為鋼管混凝土本質(zhì)上就是由鋼管對混凝土實(shí)行套箍強(qiáng)化的一種套箍混凝土建筑工程論文，由于鋼管對核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使核心混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度和變形能力，而對于鋼管壁，將其視為分布在核心混凝土周圍的等效縱向鋼筋，鋼筋的面積根據(jù)鋼管的截面積和形狀而定，因此，采用極限平衡理論[5]的方法推導(dǎo)出鋼管混凝土軸壓短柱的極限承載力公式。擬鋼理論是同濟(jì)大學(xué)基于鋼結(jié)構(gòu)分析方法提出了等效鋼柱計算理論。擬鋼理論是將混凝土折算成鋼，把鋼管混凝土看成受力鋼構(gòu)件，再按照鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范的模式進(jìn)行分析計算。
本文在總結(jié)分析已有的鋼管混凝土短柱承載力計算理論的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得出了基于彈性變形理論的鋼管混凝土短柱極限承載力計算方法。
1 計算模型
建立鋼管混凝土短柱的力學(xué)模型，利用彈性力學(xué)的計算方法，對其極限承載力進(jìn)行分析計算。鋼管混凝土短柱力學(xué)模型的基本假設(shè)為：
（1）鋼管和混凝土都是線彈性材料；
（2）在變形過程中鋼管和混凝土橫向保持彈性接觸；
（3）鋼管混凝土短柱的強(qiáng)度取決于鋼管的強(qiáng)度，鋼管強(qiáng)度符合莫爾強(qiáng)度理論；
（4）在鋼管的厚度方向上，鋼管內(nèi)的徑向應(yīng)力成線性分布，周向應(yīng)力為均勻分布。
參考文獻(xiàn)(References)：
[1]鐘善桐.高層鋼管混凝土結(jié)構(gòu)[M] .哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社.1999(ZhongShantong. High residential encased structures[M]. Haerbin:Heilongjiang SciencePress,1999 (in Chinese).)
[2]蔡紹懷.現(xiàn)代鋼管混凝土結(jié)構(gòu)[M].北京：人民交通出版社,2003(Cai Shaohuai. Modern encased structures[M].Beijing: People’s Transportation Press,2003 (in Chinese).)
[3]韓林海.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)－理論與實(shí)踐[M].北京：科學(xué)出版社，2004(Han Linhai. Encased structures-theory and practices[M]. Beijing: Science Press,2004 (in Chinese).)
[4]韓林海，楊有福.現(xiàn)代鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)（第二版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007(Han Linhai, Yang Youfu. Modern encased structures technique[M].Beijing: China Constuction Industry Press,2007 (in Chinese).)
[5]袁文伯譯.極限平衡法的結(jié)構(gòu)承載力的計算[M].北京：建筑工業(yè)出版社，1958
[6]黃炎.工程彈性力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1982(Huang Yan. Engineering Elasticity) [M]. Beijing:Tsinghua University Press, 1982 (in Chinese).)
[7]劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1992(Liu Hongwen. Mechanics of Materials[M]. Beijing:Hi Education Press, 1992 (in Chinese).)
