套箍效應對鋼骨—鋼管混凝土柱承載能力增益影響的研究分析

摘要：鋼骨—鋼管混凝土柱作為一種新興結(jié)構(gòu)形式，在當今社會越來越受到工程師及施工人員的青睞。然而，正因為該結(jié)構(gòu)是一種新興結(jié)構(gòu)，無論是我國還是全世界對其研究并不是盡善盡美，仍然有許多需要不斷改進和提高之處以應對發(fā)展迅速的工程研究及實踐。該結(jié)構(gòu)為什么會如此受歡迎呢？接下來，我們就探討一下此種柱形結(jié)構(gòu)在套箍效應下承載力增益方面給我們的啟示。

關(guān)鍵詞：套箍效應 鋼骨 鋼管 混凝土 承載力增益

隨著現(xiàn)代科技的進步，工程對建筑材料的使用功能要求越來越高，為了彌補高強混凝土的脆性，提高承載力和延性。鋼骨—鋼管混凝土柱作為一種新興結(jié)構(gòu)形式應運而生，在實際工程中廣泛應用。根據(jù)工程經(jīng)驗而知，對鋼骨—鋼管混凝土柱承載能力增益的影響因素有很多，比如套箍效應、含鋼率多少、鋼管截面形式、加載方式、混凝土標號，溫度等等。接下來，我們對圓鋼管截面，軸心受壓柱進行研究分析，從而得出套箍效應對其承載能力的影響。

1 鋼骨—鋼管混凝土柱的工作機理及受力分析

為便于對柱進行受力分析，分別取對鋼管彈性階段和塑性階段進行分析。

1.1鋼管處于彈性階段

在荷載受力初期，由于外部的鋼骨混凝土，內(nèi)部鋼管及核心混凝土均處于彈性階段，故鋼管內(nèi)混凝土的橫向變形系數(shù)小于鋼管的泊松系數(shù)。所以，鋼管與混凝土間不會產(chǎn)生軸相擠壓，同時，又因為外圍鋼骨混凝土與內(nèi)部構(gòu)件變形系數(shù)相同，相互之間不產(chǎn)生作用力。這個時候，無論是鋼管混凝土，還是鋼管及核心混凝土，均只承受軸向壓力。對鋼管外混凝土截面承受的名義應力為：

當構(gòu)件達到極限承載力后，外圍鋼骨混凝土破壞失效，破壞前鋼骨混凝土承受的力轉(zhuǎn)移至鋼管及核心混凝土上。此時，鋼管環(huán)向所受拉力瞬間增大，使得套箍效應減弱，套箍力減小，核心混凝土橫向變形系數(shù)急劇增大，承載力降低，整個機構(gòu)達到破壞，整體失效。

2 總結(jié)分析

作為一種組合結(jié)構(gòu)，鋼管與混凝土共同參與受力產(chǎn)生的套箍力的存在狀態(tài)及大小，而又特別是鋼管屈服后的塑流階段，鋼管和核心混凝土之間產(chǎn)生的持續(xù)內(nèi)力重分布，使得套箍效應對鋼骨—鋼管混凝土柱承載能力增益有顯著提高，達到了預定的工程應用目的。

作者簡介：陳俠輝（1992.09），男，漢族，四川資陽人，本科在校生，單位：鄭州大學土木工程學院土木工程專業(yè)。

張鑫（1992.02），男，漢族，山東臨沂人，本科在校生，單位：鄭州大學土木工程學院土木工程專業(yè)。