考虑初应力的钢管混凝土柱轴压承载力统一解.pdf

第 3 5卷第 3期 2 0 1 3年 6月 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 J o u r n a l o f Ci v i l 。Ar c h i t e c t u r a l& En v i r o n me n t a l En g i n e e r i n g Vo 1 3 5 No 3 J u n 2 0 1 3 d o i ： 1 0 1 1 8 3 5 j i s s n 1 6 7 4 4 7 6 4 2 0 1 3 0 3 0 1 0 考虑初应力的钢管混凝土柱轴压承载力统一解 李艳 ， 赵均海， ( 长安大 学 建 筑工程 梁 文彪 ， 王 苏 学 院 ， 西 安 7 1 0 0 6 1 ) 摘 要 ： 采 用双剪统一强度理论 ， 考虑 中间主应力和材料拉压 比的影响 ， 对有初应力的钢管混凝土 轴压短柱的受力性能进行理论分析 ， 引入考虑长细比影响的折减 系数 ， 建立了考虑初应力的钢管混 凝土柱轴压极 限承载力的统一解。将计算结果与文献试验结果进行对比， 吻合 良好 ， 验证 了公式的 合理性。推导出一个新的初应力影响 系数 ， 并对其各参数进行分析 。该结果为研 究初应力对钢管 混凝土轴压构件力学性能的影响提供 了理论依据 ， 具有一定的实际参考价值 。 关 键 词 ： 双 剪 统一 强度 理论 ； 钢 管混 凝土 ； 初 应力 ； 轴压 承 载力 中 图分 类 号 ： TU3 9 8 9 文献 标 志码 ： A 文 章编 号 ： 1 6 7 4 4 7 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 0 6 3 0 7 Uni f i e d S o l u t i o n o f Be a r i ng Tu b e Co l u m n wi t h I ni t i a l Ca pa c i t y f o r Co n c r e t e f i l l e d S t e e l S t r e s s u n d e r Ax i a l Co m p r e s s i o n Li Ya n，Zh a o J u n h ai ，Li an g W e n bi a o， W a n g Su ( S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g，C h a n g a n Un i v e r s i t y ，Xi a n 7 1 0 0 6 1 ，P R Ch i n a ) Abs t r a c t ： Ba s e d o n t he t wi n s he a r u ni f i e d s t r e n gt h t he o r y whi c h c on s i d e r s t he i n f l u e nc e o f i nt e r m e d i a t e pr i nc i pa l s t r e s s a n d t he s t r e ngt h di f f e r e n t i a l of m a t e r i a l s ，t he m e c ha ni c a l be ha v i o r o f c o nc r e t e f i l l e d s t e e 1 t u b e ( CFS T)s h o r t c o l u mn i s i n v e s t i g a t e d W h i l s t c o n s i d e r i n g t h e i n f l u e n c e o f s l e n d e r n e s s r a t i o。u n i f i e d s ol ut i on o f u l t i ma t e b e a r i n g c a p a c i t y f or CFST c o l umn wi t h i ni t i a l s t r e s s un de r a xi a l c o mpr e s s i on i s d e ve l op e d Thr o ug h c o m p a r i n g t he r e s ul t s o f p r op os e d f or mul a wi t h t ha t o f e x pe r i m e nt s ， t he r a t i on a l i t y o f pr o po s e d f o r mul a i s pr o ve d Fu r t he r mor e， a c c o r d i ng t o t he i n ve s t i ga t i o n，a ne w i nf l u e n c e c o e f f i c i e nt o f i n i t i a l s t r e s s i S d e du c e dTh e r e s u l t s c a n pr ov i d e s o m e t he o r e t i c a l r e f e r e nc e s f o r t he s t u dy o f CFST c o l u mns c ons i d e r e d t h e e f f e c t o f i ni t i a l s t r e s s An d t he s o l ut i on ma y h a ve s ome i mpo r t a n t p r a c t i c a l v a l ue Ke y wo r ds ： t wi n s he a r u n i f i e d s t r e n g t h t he o r y；c o n c r e t e - f i l l e d s t e e l t u b e；i ni t i a l s t r e s s ；a x i a l b e a r i n g c a p a c i t y 钢管 混凝 土 具 有 承 载 力 高 、 施 工 方 便 、 塑 性 、 耐 火性能和经济效果好等优点 ， 并 随着研究理论 的不 断深 入 和完 善口 ， 已被 广 泛应 用 于多 高层 建 筑 大直 径柱 、 海洋平台、 桥梁拱肋和桥墩等结构 中。然而 ， 实 际施 工 中 ， 通 常是 先 安装若 干层 空 钢 管 ， 再在 空 钢 管 中浇 灌混 凝 土 ， 因此 ， 钢管 在和 混凝 土 共 同受 力 之 前 ， 由于施工 荷 载和 湿混 凝土 自重 等 因素 ， 产生 了纵 向初压 应力 _ 6 。钢管 初应 力 的存 在 占有 了部分 钢 管 承载 力 ， 将影 响 钢 管 和核 心 混 凝 土 共 同 受力 阶 段 的 开始和终了。因此 ， 研究初应力对钢管混凝 土构件 力学 性 能 的影 响 ， 是学 者一 直关 注 的热 点 问题 之一 ， 对合理地确定钢管混凝土构件极限承载力具有重要 意义 。 虽然 目前世界各国规程大都没有合理的反映初 应力对钢管混 凝土构件受 力性能 的影 响和计 算方 法l_ 6 ， 但各国学者都进行 了许多研究 ： 韩林 海 。 对 收稿 日期 ： 2 0 1 1 1 2 2 3 基金项 目 ： 国家 自然科学基金 ( 5 0 9 0 8 0 1 5 ) ； 陕西省 自然科学基金 ( 2 0 1 1 J M7 0 0 2 ) ； 教育部博 士点基金( 2 0 1 1 0 2 0 5 1 3 0 0 0 1 ) 作者简介 ： 李艳( 1 9 8 7 一 ) ， 女， 博士生， 主要从事组合结构 、 强度理论及应用等研究 ， ( E - m a i l ) l i y a n l w b d l p 1 2 6 e o m。 赵均海( 通信 作者) ， 教授 ， 博 士生 导师 ， ( E ma i l ) z h a o j h c h d e d u c n 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 4 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第 3 5 卷 有初应力的方钢管混凝土压弯构件进行了试验研究 和有限元分析 ， 得到 了有初应力影 响的钢管混凝土 压弯构件承载力 的实用验算方 法； 陈宝春 等 g 。 采 用有限元方法对钢管初应力作用下 的钢管混凝土柱 进行 了数值分析 ， 提 出了相应的极 限承载力计算公 式 ； 周水兴等 】 对钢管混凝土拱 桥进行 了试验研 究 和有 限元分 析 ， 得 到 了钢 管 初应 力对 钢管 混 凝 土 拱桥力学性能的影响等 。这些研究成果为该课题的 深入研究提供了宝贵的试验数据和理论依据 ， 然 而 仍存在一定的不足 ： 1 ) 研究方法大多为数值分析 方 法和极限平衡法 ， 没有较合理的破坏准则为基础； 2 ) 初 应力 影响 系数 的计算 公式 大 多 由试 验 曲线或 数 值 模拟曲线拟合而得 ， 缺乏理论基础 ； 3 ) 计算过程和计 算 公 式较 复杂 ， 不便 工程 实用 。 本文采用双剪统一强度理论 ， 对有初应力的钢 管混凝土轴压短柱力学性能进行分析 ， 引入考虑长 细比影响的折减系数， 建立了钢管初应力影 响下钢 管混 凝 土 柱 轴 压 极 限 承 载 力 的统 一 解 。在 此 基 础 上 ， 推导 出一个 新 的基 于 统 一 强度 破 坏 准则 的初 应 力影响系数， 并对其各参数进行了分析 。 1 双剪统一强度理论 双剪统一强度理论口 考虑 了中间主应力 和材 料 拉压 比的影 响 ， 能够适 用 于各类 不 同的材 料 ， 其表 达 式为 F 一 一 ( b a 2 + )： ： = 2 1 T u 1 T ( 1 a ) F ( + 2 )一 。一 f 口 塑 a 一 6 一 警 ( 1 b ) ( 2 ) 式 中 ： 、 。 和 分 别 为第一 、 第 二和第 三 主应力 ； 为材 料 的拉压 比； ， s 、 和 r 分 别 材料 的拉 伸 屈 服 应力 、 压缩屈 服应力和 剪切屈服应 力 ； b是加 权系 数 ， 同时也 是选 用不 同强 度准则 的参数 ， 反 映 了中 间 切应 力及相 应作 用 面上 的正应 力对 材 料屈 服 或破 坏 的影 响 ， 0 b 1 。 2 考虑初应力的钢管混凝土柱轴压极 限承载力 设钢管混凝土柱外径为 D， 核心混凝土的直径 为 d， 钢管的厚度为 t ， 对核心混凝土提供的侧 向约 束力为 ， 钢管所受的环向拉应力为 ， 轴 向压应 力为 ， 初应力为 。 当 O o一0时 ， 为不考虑初应力 的钢管混凝土柱 。钢管与核心混凝土受力简图如图 1 所 示 。 0 口 0 ( a ) 钢管受力简图 ( b ) 核心混凝土受力简图 图 1 钢 管 与核 心 混 凝 土 受 力 简 图 2 1 考虑初应 力的钢管混 凝土短柱轴压极 限承载 力 1 ) 钢管 应力 分析 由图 1 ( a ) 可得 d一 2 t 。且 口口 8一 a b 2 t ( 3 ) 钢管在轴压、 环拉 和径 向受压 的三 向应力状态 下屈 服 时 ， 环 向应 力 增 大 ， 纵 向承 载 力 有 所 降 低 ， 径 向压 应力 较小 口 。若 规定 ， 则 1一 盯 e 盯 2一 一 = + o ( 4) 因为 z 一 。 = 竿 故将 式 ( 4 ) 代 人式 ( 1 a ) 得 O 0 一 一 b a r + z + O o )一 f s ( 5 ) 将式( 3 ) 代人式( 5 ) ， 整理可得 一一 E f 一 ( 丢 + O 卜氏 ( 6 ) a 上 十一 2 ) 核心 混凝 土应力 分 析 对于 核心混 凝土 ， 其 受力状 态 为 0 一 。 ，由统一强 度理 论推 得 一 d 3一 f 一 l 但对受压混凝土， 一般取压为正拉为负， 则上式 变为 3一 f + 胁1 ( 7 ) 式 中 ： 巩 为 核 心混 凝土 抗 压强 度 ； f 为混 凝 土 圆柱 体 抗压 强 度； k 一# ， 为 混凝土 的内 摩 擦角， l S1 n k取值在 1 0 7 0之间， 具体由试验确定。 假定钢管和混凝土径向变形协调 ， 由图 1可得 o 1 一 2 将式( 8 ) 代人式( 7 ) 得 ( 8) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 期 李 艳 ， 等 ： 考虑初应力的钢管混凝土柱轴压承载力统一解 力 一 f c + 胁 ( 9 ) 3 ) 考 虑初应 力 的钢 管混 凝土 短柱 轴 压 极 限承 载 钢 管 混凝 土短 柱轴 压承 载力 由钢 管 的承载 力 和 核 心混 凝 土 的承载 力共 同组 成 ， 即 N0一 N + N 一 0 3 A。 + 0 z A。 ( 1 0 ) 式 中： A 为核心混凝土的横截面积 ， A 为钢管的横 截 面积 ， 且 A 一 A。 一 丁 D 2 - T r d 2 。( 1 1 ) 将式 ( 6 ) 、( 9 ) 和( 1 1 ) 代人式( 1 0 ) ， 整理可得 N 。一 7 r d 2 f 一 丌 。 + + 4 L a ( 爰 + ) ， 由 一 如 2 t 。 f 。 得 2 t f。 d ( 1 3 ) 将 式 ( 1 3 ) 代 人 式 ( 1 2 ) ， 则 考 虑 初 应 力 的钢 管 混 凝 土短 柱 轴压 极 限承载 力为 N o u 一 警 + ( + 等) 一 一 A + ( 睾 + ) A 。厂 一 A ( 1 4 ) 初 应力 的大小 用初应 力 度 表示 ， 且 ： ( 1 5 ) s 式 中： 为空钢管构件轴心受压稳定 系数 ， 按 钢结 构设 计 规 范 ( G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 ) 中 的有 关 规 定 确 定 。 设 截 面 的 含 钢 率 一 会 ， 套 箍 系 数 ：=： ， 则 式 ( 1 4 ) 可 以简化 为 N A f e e 1 + ( k + 等一 伊 ) ( 1 6 ) 2 2 考虑 初 应 力 和长 细 比影 响 的钢 管 混凝 土 柱 的 轴压 极 限承载 力 引入考 虑 长细 比影 响 的稳 定 系数 E 1 8 3 ， 且取 _ o 。 s 式 中： z 。 为计算长度 ， 取 z 。一 。 则考虑钢管初应力和长细 比影响的钢管混凝土 柱 的轴 压极 限承 载力 为 N 一 tN 。 一 -A + ( 睾 + 等一 伊 ) ( 1 8) 2 3 不 考虑初应 力的钢管混凝 土柱轴压极 限承载力 当 一 0 ， 一 1时 ， 式 ( 1 8 ) 退化为不考 虑初应 力 的钢管混 凝土短柱 轴压极 限承载力 的计算公 式 ， 即 N 。 一 A f e e l + ( 鲁 + ) ( 9 ) 当 一 0 ， 1时， 式( 1 8 ) 退化为不考虑初应力 的钢管混凝土长柱轴压极限承载力的计算公式 ， 即 N 0 “ + ( 睾 + 等) ( 2 O ) 其 中， k为材料影响系数 ， 与混凝土的内摩擦角 0 有 关 ， 文献 1 取 4 ， 一3 4 4 2 。 ， 文献 1 9 取 3 6 ， 0 36 8 7。 。 当 k一 4 ， b一 0时 ， 式 ( 2 0 ) 可简化 为 No = = ： A ( 1+ 2 ) ( 2 1 ) 与文献 1 中的计算公式完全一致。 3 计 算实例 及影响因素分 析 根 据文 献 2 0 提 供 的钢管 混凝 土轴 压 构件 的试 验资料和数据 ， 采用公式( 1 8 ) 计算其极限承载力 ， 将 计算结果和试验结果进行比较 ， 比较结果见表 1 。 表 1 计 算结果和文献 2 0 试验结果对 比( k： 3 6) 注 ： 表 中 D为钢管混凝土构件外径 ； t 为钢管厚度 ； 为长细 比； L为试件长度 ； 口为初应力度 ；N 为试验值 ； N 为计算值 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 6 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第 3 5 卷 从表 1中可知， 由本文公式计算得到 的理论值 与试验值吻合 良好 ， 验证 了公式的合 理性。当长细 比 一 定时 ， 钢 管混 凝 土轴 压 构 件 极 限承 载 力 随 初 应力度 的增大而降低 ； 当初应力度 一定 时， 其极 限承载力随长细 比 的增大而降低 。这表明 ， 虽然 初应力的存 在可 以延缓构件 的破坏 ， 但这种延 缓作 用并 不能 阻止构 件 的极 限承 载力 随构 件 长 细 比 的增大而降低的趋势， 因为当长细 比 较大 ， 构件 破 坏形态 为稳 定破 坏 ， 而非 强度 破坏 ， 长 细 比 的影 响 大于 初应 力等其 他 因素 的影 响 ， 占主导地 位 。 图 2给出了文献 2 O 试件的试验值和采用本文 公 式计算 所 得 的理 论 值 在 有 无初 应 力 状 态下 ， 随加 权系数 b和长细比 的变化趋势。 长细 比 ( a ) 无初应力的钢管混凝土柱轴压极限承载力 ( b ) 有初应力的钢管混凝土柱轴压极限承载力 图 2 钢管混凝土柱轴压极 限承载 力影 响因素分 析 由图 2可以看出， 当考虑钢管初应力的影响时， 钢管混凝土柱 的轴压极 限承载力 N 有所 降低 ， 并 且 ， 由本 文公式 计 算 所 得 的 理论 值 与试 验 值 相 比偏 于安全。另外 ， 由图 2 还可看 出， 当初应力度 一定 时 ， ， 随加 权 系数 b的增 大 而 增 大 ， 随 长 细 比 的 增大 而减 小 。这一 结论 与试验 结果 一致 。 4 初应力影响 系数及参数分析 4 1 初 应力 影 响系数 设初应力影响系数为 ， 则 ，一 一 l一 _ _ ( 2 2) + ( + ) 一 式 中： N。 、 N。 分别为考虑初应力影 响和不考虑初 应力影响的钢管混凝土轴压短柱极限承载力。 由上述分析可知 ， 初应力影 响系数 是根据统 一 强度破坏准则建立 的， 与以往拟合试验 曲线或数 值模拟曲线 的方法不同 。 。 较全面地体现了初应力 度 、 构 件长 细 比 ( 空钢 管稳 定 系数 ) 、 截 面含 钢 率 r 、 套箍系数 、 钢材屈服强度 厂 。 、 混凝土强度 和材料影响系数 等多种因素的影响。 4 2可 行性 比较 图 3给出了本文推导 出的初应力影 响系数 与文献 6 、 9 和 1 O 中的初应力影响系数 忌 。的 比 较 ， 计算 条件 为 D一1 0 8 mm， e r =0 ， o R - o 6 ， 一 0 1 6 ， = = = 1 4 5 5 ， Q3 4 5钢 材 ， C 5 O混 凝 土 ， 分 别 取 4 ， 5 ， 6 ， 7 。 b是 选 用 不 同强 度 准 则 的参 数 ， 当 b一 0 时 ， 为 Mo h r C o u l o mb强度准 则 ； 当 b 一 1 时 ， 为双 剪 强度 理 论 ； 当 a一 1 ， b一 0 ， 0 5和 1时 ， 则 分 别 为 Tr e s c a 屈 服 准 则 、 Mi s e s屈 服 准则 的线 性 逼 近 及 双 剪 屈 服准则 。此处取 b 一 1 ， 即取双 剪屈 服准 则下 的 初应 力 影 响 系数 与 相关 文 献 中的 初应 力 影 响系 数进 行 比较 。 由图 3可 见 ， 本 文 推 导 出 的初 应 力 影 响 系 数 与 文献 资料 中 的初应力 影 响系数 相 比 ， 偏 于安 全 ， 具 有 一 定 的可 行性 。同 时 ， 图 3还 表 明 ， 是取 值 越 大 ， 本 文推 导 出 的初 应力 影 响系数 与文 献资 料 中 的初应 力 影响系数吻合越好 ， 并且 ， 越大 ， 吻合越好 。这是 由于本 文偏安 全地 考虑 了初 应力 对钢 管混 凝 土 柱轴 压极 限 承载力 的影 响 。 4 3参数 分析 根 据式 ( 2 2 ) 对 影 响初 应 力 系数 的各 参 数 进 行 分 析 。计 算 条 件 为 D 一 1 0 8 mm， 一 1 4 5 5 ， e r一0 ， 0 0 6 ， b 一 1 ， 对于 k， 参考文献 1 9 ， 取 忌一 3 6 。 1 ) 初应 力度 和长 细 比 当 7 0 1 6， Q3 4 5钢材 ， C 5 o? 昆 凝 土时 ， 在不 同 长细 比 影响下 ， 初应力影响系数 随初应力度 的变化 规律 如 图 4所 示 。 图 4表明， 当构件长细 比 等其他因素一定时 ， 随初应力度 的增大而减小。这是因为， 钢管初 应力 的存 在 占有 了 钢管 承 载 力 的一 部 分 ， 将 影 响 钢 管和核心混凝土共同承受 的极 限荷载 ， 且初应力越 大 ， 这种影响越显 著。另外， 图 4还表 明， 当初应力 度J 8 较 小 时 ， 随 构 件 长 细 比 的 增 大 ( 即 的 减 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 期 李 艳 ， 等： 考虑初应力的钢管混凝土柱轴压承载力统一解 善 倒 是 善 R 毯 屡 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 05 0 6 初应力度口 善 居 -R 初应力度 视随力陵8 初疽 力葭8 注 ： 一 韩林海 一陈宝春 黄福 云 一本文k = 4 本文k = 5 本文k = 6_ o _ 本文k = 7 图 3 本文 与相 关文献初 应力影响 系数 比较 初 应力度 注 ：一 =1 2- o - = 4 8 2 = 7 2 图 4不同 A下 ， 随卢的变 化规律 小 ) 而增 大 ， 这 是 因为 ， 当构 件 长 细 比 较 大 时 ， 钢 管 混凝土构件跨中截面受拉区域较大 ， 钢管初压应力的 存在延 缓 了截 面受拉 区域 的发展 ， 从 而延缓 了构件 的 破坏 ； 当初应力系数 较大时 ， 仰 随构件长细比 的增 大 ( 即 的减小) 而减小 ， 这是 因为 ， 长柱较短 柱对初 应 力更为敏感， 随初应力度 的增大下降速度更快。 2 ) 初 应 力度 和钢材 屈 服强度 厂 。 当 叼 一 0 1 6， 一 7 2， C 5 0混 凝 土时 ， 在不 同钢 材 屈服 强度 厂 影 响下 ， 初 应 力影 响系 数 随初 应力 度 的变化 规律 如 图 5 所 示 。 图 5表明 ， 随钢材屈服强度 -厂 的增大而减 小 。这是 因为， 钢材屈服 强度 ， 。 越高 ， 钢管承载力 占钢管混凝土构件承载力的 比重越 大， 钢管初应力 的影响越显著 ， 同文献E 6 3 结论一致。 3 ) 初应力度 和混凝土强度 唇 R 型 犀 初应 力度 注 ：一Q 2 3 5一Q 3 4 5一Q3 9 0 图 5不同 厂 。 下 ， 随 卢的变化规律 当 刀一 0 1 6， 一 7 2， Q3 4 5钢材时 ， 在不同混 凝土 强度 影 响下 ， 初应 力影 响系数 仰 随初应 力度 的变 化 规律如 图 6所示 。 幅 罾 赫 犀 初应力 度 注 ：一C3 0 - o -C4 0 一C5 0 图 6不同 下 ， 卿 随 卢的变化规律 图 6 表明 ， 随混凝土强度 ， 的增 大而增大。 这是因为 ， 混凝 土强度 ， c 越高 ， 核心混凝土承载力 占钢管混凝土构件承载力 的比重越大， 钢管承载力 0 O O O 0 黎 譬 器 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 8 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第 3 5 卷 比重越小 ， 钢管初应力的影 响越不显著 ， 同文献E 6 结 论一 致 。图 6还表 明 ， 混凝 土 强度 -厂 c 对 初应 力影 响系数 的影 响不大 ， 研究表 明 6 ， 在工程常用参 数范围内， 混凝土强度对初应力影响系数 的影响在 1 左右 变化 。 4 ) 含钢率 7 7 和套箍系数 的影响规律 含钢率 和套箍系数 对初应力影响系数 口 的 影 响规律 同钢 材屈 服强 度 ， 即 随含 钢 率 叩和套 箍系数 增大而减小。 这是因为 ， 含钢率 和套箍系 数 越 大 ， 钢 管 承 载 力 占钢 管 混凝 土构 件 承 载力 的 比重越 大 ， 钢 管初 应力 的影 响越 显著 。 图 7为 当 一 7 2 ， Q3 4 5钢 材 ， C 5 0混 凝 土时 ， 在 不 同含 钢率 刁 影 响下 ， 初应 力影 响系 数 随初 应 力 度 口的变 化规 律 。 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 初应 力度 注 ： 一 = 0 1 0 - o - = 0 1 3 - a - = 0 1 6 图 7不 同 下 ， 即 随卢的变化规律 5 结 论 1 ) 采用 双剪 统 一 强 度 理 论 ， 考 虑 中 间主 应 力 和 材料拉 压 比的影 响 ， 建 立 了考 虑初 应 力 影 响 的钢 管 混凝土柱轴压极限承载力 的统一解 ， 计算值与试验 值 吻合 良好 ， 验 证 了公式 的合 理性 ， 也 说 明 了统 一强 度理论对有初应力的钢管混凝土轴压构件具有 良好 的适 用性 。 2 ) 研究表明 ， 考虑初应力 的钢管混凝 土柱的轴 压极限承载力 ， 当长细比和和加权系数一定时， 随初 应力度的增大而减小 ； 当初应力度和长细比一定时， 随加权系数的增大而增大 ； 当初应力度和加权系数 一 定时 ， 随 长细 比 的增 大而 减小 。 3 ) 推导出一个新的基于统一强度破坏准则 的初 应力影响系数 ， 该 系数较全面合理地考虑了长细 比、 初应力度 、 套箍作用 、 含钢率和材料影响系数等多种 因素的影响， 且偏于安全 。 4 ) 对于轴压长柱， 在轴压短柱的基础上 ， 引入考 虑长细比影响的折减系数， 研究表 明， 该方法简洁合 理 ， 便于工程实用 。 参考文献 ： 1 蔡绍 怀现代钢管混凝土结 构E M 北 京 ： 人 民交 通 出 版 社 ， 2 0 0 3 r 2Ch e n B C， P a u l o B L An o v e r v i e w o f c o n c r e t e a n d C S F T a r c h b r i d g e s i n C h i n a C P r o c e e d i n g s o f t h e F i f t h I n t e r n a t i o n a l Co n f e r e n c e o n Ar c h B r i d g e M a de i r a， Por t ug al ， 20 07 r 3S a k i n o K， Na k a h a r a H ， Mo r i n o S， e t a 1 B e h a v i o r o f c e nt r a l l y l oa d e d c on c r e t e - f i l l e d s t i l l t u be s ho r t c o l u mns E J J o u r n a l o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 4 ， 1 3 0 ( 2 ) ： 1 8 0 1 8 8 4 Na s s i f A YF i n i t e e l e me n t t h e r ma l a n a l y s i s o f c o n c r e t e f i l l e d h o l l o w s t e e l s e c t i o n s d u r i n g f i r e s J E mi r a t e s J o u r n a l f o r En g i n e e r i n g Re s e a r c h， 2 0 0 4， 9 ( 2 ) ： 1 1 1 1 1 5 5Ma n d e r J B ， P r i e s t l e y M J N， P a r k R T h e o r e t i c a l s t r e s s s t r a i n mo d e l f o r c o n f i n e d c o n c r e t e E J J o u r n a l o f S t r u c t u r a l En g i n e e r i n g ， 1 9 8 8 ， 1 4 4 ( 8 )： 1 8 0 4 1 8 2 6 6 韩林 海 ， 尧 国皇钢管初应力对钢管混凝土 压弯构件 承 载力的影响研究E s 土木工程学报 ， 2 0 0 3 ， 3 6 ( 4 ) ： 9 - 1 8 H a n L H ， Ya o G H Ef f e c t of i n i t i a l s t r e s s on be a r i n g c a pa c i t y o f c o nc r e t e f i l l e d s t e e l t ub ul a r b e a m c o l umn s J C h i n a C i v i l E n g i n e e r i n g J o u r n a l ， 2 0 0 3 ， 3 6 ( 4 ) ： 9 1 8 7AS C C S C o n c r e t e f i l l e d s t e e l t u b e s - a c o mp a r i s o n o f i n t e r n a t i o n a l c o d e s a n d p r a c t i c e s J R AS C C S S e mi n a r Re p or t ，I nn s hr uc k，Se p t e mbe r ，1 99 7 8J o h a n s s o n M，Gy l l t o f t K Me c h a n i c a l b e h a v i o r o f c i r c u l a r s t e e l c o n c r e t e c o mp o s i t e s t u b c o l u mn s J J o u r n a l o f En g i n e e r i n g Me c h a n i c s ， 2 0 0 2 ， 1 2 8 ( 8 ) ： 1 0 7 3 1 08 1 9陈宝春 ， 黄福云 有初应力的钢管混凝土偏 压构件极 限 承载力计算 J 长沙交通学 院学报 ， 2 0 0 8 ， 2 4 ( 2 ) ： 1 - 8 Ch e n B C， H u a n g F Y Ca l c u l a t i o n o f u l t i ma t e l o a d c a r r y i n g c a pa c i t y o f e c c e nt r i c a l l y l oa d e d c onc r e t e f i l l e d s t e e l t u b u l a r ( C F S T) c o l u mn s w i t h i n i t i a l s t r e s s e s J J o u r n a l o f C h a n g s h a Co mmu n i c a t i o n s Un i v e r s i t y， 2 0 0 8 ， 2 4 ( 2 )： 1 8 1 o 黄福云 ， 陈宝春 ， 林友 勤 ， 等初应 力对 钢管混凝 土轴压 柱套箍作用影 响研究 J 福州大 学学报 ： 自然科学 版 ， 2 O 1 1 ， 3 9 ( 4 ) ： 5 7 5 5 8 8 Hu a n g F Y， C h e n B C， Li n Y Q， e t a 1 Re s e a r c h o n h oo pi ng e f f e c t o f c on c r e t e f i l l e d s t e e l t u be s t ub s wi t h i n i t i a l s t r e s s u n d e r a x i a l c o mp r e s s i o n E J J o u r n a l o f F u z h o u Un i v e r s i t y： Na t u r a l S c i e n c e Ed i t i o n ， 2 0 1 1 ，3 9 ( 4 )： 5 7 5 - 5 8 8 1 1 X i o n g D X， Z h a X XA n u me r i c a l i n v e s t i g a t i o n o n t h e b e h a v i o r o f c o n c r e t e f i l l e d s t e e l t u b u l a r c o l u mn s u n d e r O O 0 O 0 譬 屦 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 期 李艳 ， 等 ： 考虑初应力的钢管混凝土柱轴压承载力统一解 6 9 i n i t i a l s t r e s s J J o u r n a l o f C o n s t r u c t i o n S t e e l Re s e a r c h， 2 0 0 7 ， 6 3 ( 5 ) ： 5 9 9 - 6 1 1 1 2 3 X i o n g D X， Z h a X X N o n q i n e a r a n a l y s i s o f t h e i n i t i a l s t r e s s e f f e c t o n t he b e h av i or o f c o nc r e t e f i l l e d s q ua r e s t e e l t u b u l a r me mb e r s c P r o c e e d i n g s o f t h e F o u r t h I n t e r n at i o na 1 Co nf e r e nc e o n Adv a nc e s i n S t e e l S t r u c t u r e s Sh a n g h a i ： El s e v i e r S c i e n c e Lt d， 2 0 0 5， 5 9 9 6 11 1 3 周水兴 ， 刘琪 ， 陈湛荣 钢 管初 应力对 哑铃 型钢 管砼 拱 桥 承载力影 响 分 析 J 工 程 力 学 ， 2 0 0 8 ， 2 5 ( 7 ) ： 1 5 9 1 7 8 Z h o u S X， L i u Q， Ch e n Z REf f e c t o f i n i t i a l s t r e s s o n b e a r i n g c a p a c i t y o f d u mb b e l l c o n c r e t e - f i l l e d s t e e l t u b e a r c h b r i d g e J E n g i n e e r i n g Me c h a n i c s ， 2 0 0 8 ， 2 5 ( 7 ) ： 15 9 - 1 78 1 4 韦建刚 ， 黄福云 ， 陈宝 春初 应力 对钢 管混凝 土单 圆管 拱极 限承载力影 响的研 究E J 工程力学 ， 2 0 1 0 ， 2 7 ( 7 ) ： 1 03 1 1 2 W e i J G，Hu a n g F Y，Ch e n B C Re s e a r c h o n t h e