CFRP-钢管砼轴压短柱承载力的简化计算.pdf

2005年11月 沈阳建筑大学学报(自然科学版) Nov．2005 of v01．21．No．6 第21卷第6期 JourrlalShen”ngJidIlzhuu11iver8畸(Natudsdence) 文章编号：1671—2021(2005)06—0612—04 cFRP一钢管砼轴压短柱承载力的简化计算 王庆利，赵春雷，张海波，张永丹 (沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁沈阳110168) 摘要：目的为得到cFRP一钢管砼轴压短柱承载力计算的表达式．方法合理假定cFRP筒、 钢管和核心混凝土在极限时的应力状态．采用极限平衡法求解，并以实验结果加以验证．结果 得到承载力计算式以及简化式。计算结果与实测结果吻合良好．结论在所选取样本的参数范 围内．CFRP一钢管砼轴压短柱承载力主要取决于核心混凝土的强度和横截面积、钢管的强度 和横截面积以及CFRP筒的强度和横截面积，承载力随着它们的增加而增加，如果没有外包 CFRP筒，则计算式退化为圆截面钢管混凝土轴压短柱承载力极依平衡法的表达式． 关键词：cFRP一钢管；约束混凝土；轴压短柱；承载力；极限平衡法；约束效应系数；简化计算 中图分类号：Tu393 文献标识码：A 轴压短柱承载力的计算表达式，并以实验结果加 0引言 以验证． cFRP一钢管砼构件是指在外壁为cFRP 1基本假设 f|berreinforced (carbon p。lymer／plastic，碳纤维增 强聚合体／塑料)，内壁为钢材的复合简体内浇筑 1．1 cFRP筒 混凝土的构件，它与钢管混凝土结构【1，2]和FRP cFRP筒符合线弹性关系，处于环向受拉状 reinforced 态，在极限状态时，达到拉伸强度^(断裂)． (fiber p01ymer／plastic，纤维增强聚合体 1．2核心混凝土 ／塑料)筒内填(钢筋)混凝土结构D10】类似，都是 利用三向受压混凝土抗压强度较高这一特点，作 核心混凝土处于三向受压的应力状态，在极 为主要承受压力的构件． 限状态时，其强度a。与侧压力p之间具有如下 对于此类构件，我们最关心的是它的极限承 关系o“： 载力，计算结构的极限承载力有两种方法可供选 当侧压力指标户／，0≥2．25／(K一2)2时 (1) 择：一种是全过程分析法，这需要跟随结构的荷载 d。=^k(1十1．5’／户／／矗+2户／，吐) 历程，从弹性状态开始，经过弹塑性阶段，最后到 当声／，ck2．25／(K一2)2时 达极限状态；另一种方法是极限分析(平衡) d。=，d。(1+Kp／，。k) (2) 法“J，它无需考虑加载历程和变形过程．直接根 式中：，’ck为无侧压力时混凝土的轴心抗压强度标 据结构处于极限状态时的平衡条件计算出荷载数 准值；K为由实验确定的侧压力系数，一般介于3 ～5， 值．笔者在10个cFRP一钢管混凝土轴压短柱和 5个钢管混凝土轴压短柱的试验研究基础之 设钢管和cFRP筒对核心混凝土提供的侧压 上【l“，采用极限平衡法给出cFRP一钢管混