冷彎鋼管混凝土橋墩承載力設(shè)計(jì)方法研究論文.doc

華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文分 類 號(hào) 學(xué) 號(hào) m201072988 學(xué)校代碼 10487 密 級(jí) 碩士學(xué)位論文冷彎鋼管混凝土橋墩承載力設(shè)計(jì)方法研究學(xué)位申請(qǐng)人：羅露露學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程指導(dǎo)教師：朱愛(ài)珠 副教授朱宏平 教授答辯日期：2013年1月23日 a thesis submitted in partial fulfillment of the requirementsfor the degree of master of engineeringdesigning methods of bearing capacity on cold-formed steel tubes encased concrete stub piercandidate: luo lulu major: bridge and tunnel engineeringsupervisor: associate prof. zhu aizhu相應(yīng)修改 prof. zhu hongpinghuazhong university of science and technologywuhan, hubei 430074, p. r. china23,jan, 2013與中文一致獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到，本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名：日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本論文屬于 保 密 ，在_年解密后適用本授權(quán)書(shū)。不保密。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“”）學(xué)位論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘 要鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)具有良好的受力性能，已在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，廣大學(xué)者也開(kāi)展了深入的研究。不過(guò)目前針對(duì)冷彎鋼管混凝土的大多數(shù)研究主要是壁厚不超過(guò)6 mm的鋼管混凝土構(gòu)件。本文研究了壁厚為6 mm和10 mm的方形冷彎鋼管混凝土短柱的軸壓力學(xué)性能，研究結(jié)果可為冷彎鋼管混凝土研究的完善和進(jìn)一步發(fā)展提供參考。本文以試驗(yàn)研究為主，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了規(guī)范的適用性比較和有限元的仿真計(jì)算。全文共涉及灌注混凝土的鋼管混凝土短柱試件共計(jì)10個(gè)，其中6 mm和10 mm壁厚各5個(gè)試件，分別由5種不同加勁肋設(shè)置形式的鋼管填充混凝土形成。通過(guò)短柱的軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)，能夠獲取試件的極限承載力和了解短柱受荷機(jī)理，以此為基礎(chǔ)并結(jié)合相關(guān)規(guī)范進(jìn)行比較分析和有限元數(shù)值研究，實(shí)現(xiàn)深入分析加勁肋設(shè)置形式、鋼管的壁厚等因素對(duì)方形冷彎鋼管混凝土的力學(xué)性能特別是承載力的影響，并將有限元模型應(yīng)用于實(shí)際橋墩進(jìn)行分析。主要結(jié)論有：1) 加勁肋的設(shè)置能夠提升短柱的承載力，只有合理的布置加勁肋才能取得較好的效果。2) 運(yùn)用現(xiàn)有規(guī)范cecs159:2004、dbj 13-51-2003、aisc(2005)和bs en 1994-1-1:2004中的計(jì)算方法得到的承載力均小于試驗(yàn)值，其中aisc(2005)對(duì)各試件承載力的計(jì)算結(jié)果最接近。3) 本文采用的有限元分析模型適用于本文短柱試件的模擬。4) 基于上述有限元模型對(duì)鋼管混凝土橋墩進(jìn)行分析，等效出適合于實(shí)際工程鋼筋混凝土橋墩的最優(yōu)鋼管混凝土截面尺寸，并以此分析出水平力的存在極大地降低了鋼管混凝土橋墩的受力性能，加勁肋的布置形式在最優(yōu)截面下對(duì)鋼管混凝土橋墩的性能有所改善，但效果不明顯。5) 規(guī)范bs 5400(2005)中計(jì)算方法須進(jìn)行適當(dāng)修正后用于文中冷彎中厚壁的鋼管混凝土橋墩承載力的計(jì)算。關(guān)鍵詞：中厚壁 冷彎鋼管混凝土 橋墩 承載力 試驗(yàn)研究 有限元abstract與中文對(duì)照相應(yīng)修改concrete-filled steel tubular structures have good mechanical performance and have been wildly used in civil engineering structures. many researchers have already conducted study on it，but most research are mainly focused on concrete-filled steel tubular columns. and the thickness of the tubular wall is not exceed 6 mm. in this study, the research of cold-formed 6mm-wall and 10mm-wall square steel stub columns filled with concrete under axial pressure is presented. the conclusion of the research in this paper can provide some reference to the development of the study of concrete-filled steel tubular columns.based on the conclusion of the experimental research which is the mainly content of this paper, the column strength calculated using four standards and obtained from the finite element (fe) analysis were studied too. ten specimens including 6mm-wall and 10mm-wall columns, involving five tubular sections, were tested.according to the experimental study of the columns under axial pressure, we can obtain the ultimate strength and stress mechanism of the specimens. based on the test result together with the standard methods and the fe analysis, the behavior especially the bearing capacity of the cold-formed medium-walled square steel stub columns with different sets of stiffeners and the thickness of tube wall is studied. and the finite element model is used to carry out analysis of the actual pier. mainly conclusions are listed as follows:1) more stiffeners can offer an increase in the strength of cold-formed medium-walled square steel stub columns filled with concrete. and reasonable arrangement of stiffeners can get ideal effect.2) the design strengths calculated using cecs159:2004, dbj 13-51-2003, aisc(2005) and bs en 1994-1-1:2004 standards are all less than the experimental values. the result of aisc(2005) is the closest to the experimental values.3) the finite element analysis is applicable to the simulation of the columns in this study. 4) based on the fe analysis, the analysis of concrete-filled steel tubular pier was carried on. and the optimal concrete-filled steel tubular section size was found, which is equal to the practical engineering of reinforced concrete bridge piers. the presence of a horizontal force greatly reduced the concrete-filled steel tubular pier bearing performance. and the performance of piers which have stiffeners has been improved although the effect is not so obvious. 5) the standard bs 5400 (2005), which is used to calculate the concrete-filled steel tubular pier, needs to be modified in order to calculate bearing capacity of the concrete-filled steel tubular with thicker tubular wall.keywords: medium-walled; concrete-filled cold-formed steel columns; pier experimental research; bearing capacity; finite element analysis 目錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1研究背景及意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.2.1冷彎型鋼及鋼管混凝土的研究現(xiàn)狀21.2.2自密實(shí)鋼管混凝土的研究現(xiàn)狀31.2.3鋼管混凝土橋墩的研究現(xiàn)狀41.3本文的研究?jī)?nèi)容5第2章 鋼管混凝土試驗(yàn)研究62.1試驗(yàn)?zāi)康?2.2混凝土材性試驗(yàn)62.3鋼材材性試驗(yàn)82.3.1試件設(shè)計(jì)與加載82.3.2試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析112.4鋼管混凝土短柱試驗(yàn)122.4.1試件設(shè)計(jì)與制作122.4.2 加載裝置及加載方案152.4.3試驗(yàn)結(jié)果分析162.4.4 試驗(yàn)值與規(guī)范結(jié)果比較20第3章 鋼管混凝土有限元分析233.1有限元模型233.1.1單元選擇和材料性質(zhì)233.1.2計(jì)算模型253.2數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比263.2.1承載力比較分析263.2.2應(yīng)力應(yīng)變比較分析28第4章 組合橋墩承載力設(shè)計(jì)方法研究314.1依托工程概況314.1.1材料選擇和有限元試算截面的選取324.1.2鋼管混凝土橋墩有限元結(jié)果提取334.1.3最優(yōu)截面的選取384.2承載力設(shè)計(jì)方法研究404.2.1不同荷載情況下鋼管混凝土橋墩的受力比較404.2.2 布置加勁肋的鋼管混凝土橋墩承載力分析424.2.3 bs 5400(2005)規(guī)范方法與最優(yōu)截面承載力比較45第5章 結(jié)論與展望465.1結(jié)論465.2展望47致謝48參考文獻(xiàn)4953第1章 緒論1.1研究背景及意義眾所周知，橋梁結(jié)構(gòu)在整個(gè)交通系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的連接作用。而橋墩作為橋梁的主要承重結(jié)構(gòu)之一，它一方面要承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的水平荷載和豎向荷載，另一方面還要承受墩身風(fēng)載。位于江河湖泊的橋墩除了要承受上述荷載外，還要承受流水壓力和可能出現(xiàn)的漂浮物、浮冰或是船只等的撞擊。因此，橋墩設(shè)計(jì)及施工的好壞，是整座橋梁結(jié)構(gòu)能否正常使用至關(guān)重要的因素。近年來(lái)橋梁建設(shè)事業(yè)飛速發(fā)展，橋梁的研究水平也在不斷提高，橋梁工程對(duì)橋梁材料和橋梁結(jié)構(gòu)的要求隨之也越來(lái)越高。鋼管混凝土作為鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的一種形式，它充分發(fā)揮了鋼與混凝土兩種材料的優(yōu)良特性，在大跨、高聳、重載結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)出了卓越的工作性能，并且可以承受惡劣的施工條件，因此被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)廠房、高層和超高層建筑、拱橋和地下結(jié)構(gòu)中，并且已取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和建筑效果。冷彎型鋼屬于經(jīng)濟(jì)斷面鋼材，是一種高效節(jié)能的材料。冷彎鋼管與拼焊的普通鋼管相比，具有焊縫少、焊接質(zhì)量易保證、節(jié)省工期、生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和殘余變形較小等優(yōu)點(diǎn)1。冷彎方鋼管混凝土組合墩柱具有如下特點(diǎn)：矩形鋼管混凝土截面抗彎剛度大、節(jié)點(diǎn)容易處理、有較好的延性和耗能能力等?，F(xiàn)有的冷彎中厚壁槽鋼品種較齊全，形成的矩形截面以彎角過(guò)渡，較普通拼焊截面即四塊板拼焊的矩形截面美觀，焊縫少且加工簡(jiǎn)單，彎角冷彎效應(yīng)可有效提高截面承載力2,3-4，管內(nèi)設(shè)置縱向和橫向加勁肋有望增大組合構(gòu)件的延性和耗能能力，進(jìn)而提高組合構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的抗震性能。通過(guò)合理設(shè)計(jì)內(nèi)部縱向和橫向加勁肋數(shù)量、剛度等，可提高組合橋墩的承載力和延性，解決混凝土橋墩延性不足、焊接不牢等問(wèn)題；內(nèi)填混凝土能有效延遲鋼管壁的局部屈曲破壞，冷彎鋼管比普通拼焊矩形鋼管焊縫數(shù)量少，可以避免焊縫處的劈裂破壞。由此可見(jiàn)，內(nèi)置加勁肋的冷彎中厚壁方鋼管混凝土墩柱很適合作為高速公路橋、高架橋、城市立交橋及人行橋等的橋墩結(jié)構(gòu)。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)鋼管混凝土拱橋的理論和實(shí)踐研究已經(jīng)趨于成熟，然而對(duì)于鋼管混凝土橋墩應(yīng)用卻較少，對(duì)于鋼管混凝土橋墩的研究也剛剛起步。關(guān)于冷彎型鋼鋼管混凝土的研究多數(shù)是圍繞冷彎薄壁（鋼管壁厚不超過(guò)6 mm）鋼管混凝土進(jìn)行，而冷彎中厚壁鋼管及其設(shè)肋形式的混凝土墩柱的研究基本上還是空白。然而采用中厚壁冷彎型鋼鋼管及內(nèi)設(shè)加勁肋鋼管與混凝土形成的組合墩柱，與冷彎薄壁鋼管混凝土墩柱相比，具有更高的承載力和更好的延性，必然能更好地滿足建筑及橋梁結(jié)構(gòu)日益發(fā)展的需要。再則，就目前我國(guó)的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范中考慮的都是壁厚不超過(guò)6 mm的冷彎型鋼，即薄壁冷彎型鋼，且相關(guān)研究表明現(xiàn)有規(guī)范需進(jìn)行相應(yīng)修正后才能適用于中厚壁型鋼強(qiáng)度計(jì)算。同時(shí)，現(xiàn)行的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范公式是否適用冷彎中厚壁型鋼混凝土組合墩柱，特別是設(shè)置加勁肋的組合墩柱強(qiáng)度計(jì)算還不得而知。鑒于以上所述，本文提出對(duì)冷彎中厚壁鋼管混凝土組合墩柱進(jìn)行研究。文中擬采用試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和理論研究相結(jié)合的形式，對(duì)中厚壁冷彎型鋼鋼管混凝土靜力性能進(jìn)行研究，希望能夠提出鋼管混凝土墩柱承載力計(jì)算建議方法，擴(kuò)大冷彎型鋼鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的使用規(guī)格，為未來(lái)的工程設(shè)計(jì)和理論研究提供借鑒。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1冷彎型鋼及鋼管混凝土的研究現(xiàn)狀冷彎效應(yīng)引起的鋼材強(qiáng)度提高、冷彎殘余應(yīng)力及初始幾何缺陷等，是冷彎型鋼區(qū)別于普通鋼材的主要特點(diǎn)，因此，冷彎效應(yīng)的影響研究是冷彎中厚壁型鋼及其鋼管混凝土結(jié)構(gòu)理論和應(yīng)用研究的一個(gè)重點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)中厚壁型鋼冷彎效應(yīng)方面的研究成果雖比較多，但主要針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)件。zhu aizhu等5對(duì)冷彎中厚壁型鋼冷彎效應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，說(shuō)明冷彎中厚壁矩形鋼管彎角和平板板材較母材強(qiáng)度均有顯著提高，空心短柱承載力較現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算值偏高，并依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范對(duì)冷彎中厚壁矩形截面強(qiáng)度公式進(jìn)行了修正。郭士江等6通過(guò)有限元軟件分析和數(shù)據(jù)擬合，提出了強(qiáng)度提高因子的修正函數(shù)。胡盛德等7分別運(yùn)用北美和我國(guó)的冷彎型鋼設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)我國(guó)的厚壁冷彎方矩形鋼管全截面強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比分析，提出了冷彎中厚壁型鋼強(qiáng)度的設(shè)計(jì)不能完全照搬國(guó)外冷彎厚壁型鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范，且我國(guó)的規(guī)范公式也要視鋼材冷作硬化效應(yīng)的程度而定。溫東輝等8通過(guò)對(duì)有關(guān)文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，認(rèn)為對(duì)于冷彎厚壁型鋼而言我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范偏于保守。韓軍科等9通過(guò)對(duì)冷彎厚壁型鋼進(jìn)行試驗(yàn)研究，提出我國(guó)現(xiàn)行用于冷彎薄壁型鋼的設(shè)計(jì)公式不宜直接用于冷彎厚壁的強(qiáng)度提高設(shè)計(jì)，并且隨著厚度的增加差別也就愈大。冷彎型鋼鋼管混凝土結(jié)構(gòu)兼具冷彎型鋼和鋼管混凝土的共同優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)逐漸成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者們研究的一個(gè)熱點(diǎn)。mohamed elchalakani 等10對(duì)圓形冷彎型鋼鋼管和普通混凝土組成的管柱抗震性能進(jìn)行了研究，得出在循環(huán)荷載作用下直徑與鋼管厚度比值不同構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、滯回曲線面積等表征抗震性能參數(shù)的變化規(guī)律。p.k. gupta等11對(duì)徑厚比從25到39的冷彎型鋼鋼管混凝土柱進(jìn)行了軸壓試驗(yàn)，主要研究徑厚比和混凝土強(qiáng)度對(duì)試件承載力的影響。yaochun zhang等12通過(guò)對(duì)于冷彎薄壁方鋼管混凝土柱的耗能能力進(jìn)行試驗(yàn)研究，得出軸壓比小于0.5時(shí)滯回曲線比較豐滿，且雙向設(shè)肋的延性和耗能能力比單向設(shè)肋管柱要優(yōu)越一些。王志濱13、 陶忠14 和端華飛15等學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)研究，結(jié)合數(shù)值分析，對(duì)規(guī)范中冷彎鋼管混凝土的承載力計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比并提出了對(duì)于承載力計(jì)算方法的建議。張耀春等16對(duì)設(shè)置了加勁肋的方形薄壁鋼管混凝土柱進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明單向設(shè)肋和雙向設(shè)肋短柱比無(wú)肋短柱的強(qiáng)度依次提高了15%和26%。國(guó)外學(xué)者m.a. dabaon等17通過(guò)試驗(yàn)對(duì)5個(gè)奧氏體鋼材空心鋼管和10個(gè)填充混凝土的鋼管柱進(jìn)行研究，主要研究截面形狀和混凝土強(qiáng)度對(duì)短柱力學(xué)性能的影響，并通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)行的歐洲和美國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行比較，得出上述兩種規(guī)范在計(jì)算方形和矩形冷彎鋼管混凝土強(qiáng)度上偏于保守。1.2.2自密實(shí)鋼管混凝土的研究現(xiàn)狀自密實(shí)混凝土是一種具有高流動(dòng)性又具有適當(dāng)粘度的混凝土，他不泌水不離析，能在自重作用下填滿模板的每個(gè)空隙而自行密實(shí)18。自密實(shí)混凝土具有如下的特點(diǎn)：第一，高流動(dòng)性。自密實(shí)性混凝土能在自重的作用下填滿模板的整個(gè)角落，避免了振搗不足或是過(guò)度振搗等人為原因所造成的混凝土密實(shí)性不好的缺點(diǎn)。第二，穩(wěn)定性好。自密實(shí)混凝土通過(guò)合理的配合比設(shè)計(jì)能夠避免混凝土施工過(guò)程中的泌水和離析的現(xiàn)象，從而增加了混凝土的穩(wěn)定性。第三，施工進(jìn)度得以提高。采用自密實(shí)性混凝土可以簡(jiǎn)化施工程序，提高施工的速度，大大縮短了施工工期。自密實(shí)鋼管混凝土是通過(guò)自密實(shí)混凝土替代一般的混凝土澆筑鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，具有無(wú)需振搗、自動(dòng)密實(shí)且分布均勻的特性19。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于自密實(shí)鋼管混凝土的研究主要集中在自密實(shí)性混凝土的配置參數(shù)對(duì)其力學(xué)性能的研究以及自密實(shí)性混凝土和一般的混凝土在受力性能方面的差異和鋼管混凝土的計(jì)算公式是否適用于自密實(shí)性鋼管混凝土。加拿大學(xué)者lachemi20和paultre21通過(guò)填充自密實(shí)混凝土和普通混凝土的鋼管混凝土性能試驗(yàn)的研究，均得出鋼管普通混凝土和鋼管自密實(shí)混凝土在力學(xué)性能方面相差不大。國(guó)內(nèi)學(xué)者韓林海對(duì)自密實(shí)性混凝土力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究和理論研究，研究結(jié)果表明圓鋼管混凝土和方鋼管混凝土不同規(guī)程計(jì)算值與試驗(yàn)值基本相同，且自密實(shí)性混凝土在軸壓和壓彎構(gòu)件中表現(xiàn)出與普通混凝土類似的力學(xué)性能22。目前不論是國(guó)外學(xué)者還是國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)自密實(shí)性鋼管混凝土的研究仍不完善。我國(guó)對(duì)自密實(shí)性鋼管混凝土的研究和應(yīng)用也剛剛起步。自密實(shí)性混凝土由于其優(yōu)越的施工性能將會(huì)在我國(guó)超高層建筑和拱橋等結(jié)構(gòu)中得到廣泛的適用，因此有必要對(duì)其進(jìn)行更深入的研究。1.2.3鋼管混凝土橋墩的研究現(xiàn)狀1995年日本阪神地震中大量的鋼筋混凝土橋墩和鋼橋墩受到了嚴(yán)重破壞，鋼管混凝土橋墩卻表現(xiàn)出優(yōu)越的抗震性能。因此，震后對(duì)于鋼管混凝土的研究成了熱門(mén)課題，日本學(xué)者在對(duì)其進(jìn)行大量研究的基礎(chǔ)上，修訂了日本公路橋梁（jshb）中關(guān)于鋼管混凝土橋墩抗震設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容23,24。日本學(xué)者katsuyoshi nakanishi25等通過(guò)對(duì)鋼管混凝土和鋼管試件的極限承載力和延性進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，得出鋼管混凝土試件具有很好的性能。如果采用鋼管混凝土橋墩中插入鋼管的復(fù)合式鋼-混凝土橋墩，將具有更大的承載力和延性，且更有利于抗震。日本名古屋大學(xué)學(xué)者t.usami26等對(duì)鋼管混凝土橋墩的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得出與文獻(xiàn)25一致的結(jié)果，即鋼管混凝土墩柱由于鋼管和混凝土的相互作用，使得構(gòu)件的延性及耗能能力得到了大幅度的提高，具有優(yōu)越的抗震性能；又通過(guò)對(duì)三榀雙柱式鋼管混凝土橋墩，在往復(fù)循環(huán)荷載和動(dòng)荷載作用下的受力性能的研究，得出鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可以作為地震設(shè)防區(qū)的橋墩設(shè)計(jì)。美國(guó)學(xué)者michel bruneau等27,28通過(guò)循環(huán)加載試驗(yàn)對(duì)四根鋼管混凝土橋墩試件進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容是鋼管混凝土橋墩的承載力、延性和耗能能力。分析結(jié)果表明鋼管混凝土橋墩具有很好的承載能力，且延性及耗能性能好，滯回曲線飽滿，適用于北美抗震區(qū)。澳大利亞學(xué)者x.l.zhao和r.grzebieta29對(duì)8個(gè)雙層鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行了力學(xué)性能的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明雙層鋼管混凝土在受壓彎作用時(shí)，比單鋼管混凝土墩柱，具有更好的延性和耗能性能，且自重較輕。目前對(duì)鋼管混凝土橋墩的研究與應(yīng)用主要集中在日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，且已取得了一定的研究成果。在我國(guó)，鋼管混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用主要是作為鋼管混凝土拱橋的拱肋和斜拉橋的橋塔。而對(duì)鋼管混凝土橋墩主要有以下一些研究：馬建峰等30 運(yùn)用有限元法和數(shù)值積分法，將鋼管混凝土橋墩簡(jiǎn)化為一端自由、一端固支，在自由端受軸向荷載和水平荷載作用的構(gòu)件，對(duì)鋼管混凝土高橋墩的穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行理論研究，從而得到此種橋墩的極限承載力。臧華31主要運(yùn)用柱模型法和試驗(yàn)法，一方面研究了鋼管混凝土橋墩的軸壓和壓彎性能，另一方面研究了混凝土填充高度對(duì)鋼管混凝土橋墩的抗震性能的影響，從而為鋼管混凝土墩柱的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提出了自己的建議。藏華等32通過(guò)擬靜力試驗(yàn)，對(duì)圓鋼管混凝土橋墩和鋼筋混凝土橋墩進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)分析各種試件的破壞過(guò)程以及滯回曲線和骨架曲線，發(fā)現(xiàn)相同軸力和含鋼率情況下，鋼管混凝土橋墩的耗能能力明顯高于鋼筋混凝土橋墩，且高達(dá)4.46倍，其延性和剛度退化等方面也均強(qiáng)于鋼筋混凝土試件。王占飛等33運(yùn)用有限元軟件marc模擬在恒定軸壓和循環(huán)水平荷載共同作用下，鋼管徑厚比、長(zhǎng)細(xì)比以及混凝土填充高度對(duì)部分填充鋼管混凝土橋墩的抗震性能影響，發(fā)現(xiàn)鋼管徑厚比和橋墩柱長(zhǎng)細(xì)比對(duì)部分填充圓形鋼管混凝土墩柱的變形和能量吸收的影響較小，但是混凝土填充高度對(duì)鋼管局部變形發(fā)展位置影響較大。冷彎中厚壁鋼管自密實(shí)性混凝土結(jié)構(gòu)，將冷彎型鋼、鋼管混凝土及自密實(shí)性混凝土三者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。然而對(duì)于中厚壁冷彎型鋼、鋼管自密實(shí)混凝土的研究報(bào)道還比較少見(jiàn)，鑒于此，基于現(xiàn)有的相關(guān)研究成果，本文采用試驗(yàn)研究、數(shù)值研究和理論分析相結(jié)合，對(duì)冷彎中厚壁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，希望能夠提出鋼管混凝土墩柱承載力計(jì)算建議方法，擴(kuò)大冷彎型鋼鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的使用規(guī)格，為未來(lái)的工程設(shè)計(jì)和理論研究提供借鑒。1.3本文的研究?jī)?nèi)容結(jié)合冷彎鋼管混凝土的研究現(xiàn)狀，本文采用試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方式，對(duì)設(shè)肋與不設(shè)肋的冷彎鋼管混凝土短柱在軸壓作用下的靜力特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究和數(shù)值研究，并依據(jù)短柱的數(shù)值模型對(duì)鋼管混凝土橋墩在實(shí)際荷載作用下的受力性能和承載力設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下：1、通過(guò)冷彎中厚壁鋼管混凝土短柱的軸壓試驗(yàn)，研究截面含鋼率、加勁肋設(shè)置方式等對(duì)軸壓柱極限承載力的影響；2、基于試驗(yàn)研究結(jié)果，進(jìn)行國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范承載力計(jì)算值與試驗(yàn)值比較分析，為冷彎中厚壁方鋼管混凝土承載力計(jì)算方法提供參考；3、根據(jù)鋼材與混凝土材性試驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)置相關(guān)參數(shù)，應(yīng)用有限元分析軟件ansys建立試件實(shí)體模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果從承載力和應(yīng)力-應(yīng)變曲線的吻合程度進(jìn)行分析。4、以修正后吻合較好的數(shù)值模型為基礎(chǔ)，研究鋼管混凝土橋墩在實(shí)際荷載作用情況下的受力情況，從而為鋼管混凝土橋墩承載力設(shè)計(jì)方法提供參考。 第2章 鋼管混凝土試驗(yàn)研究2.1試驗(yàn)?zāi)康谋敬卧囼?yàn)所采用的鋼管是由兩個(gè)對(duì)稱的槽型冷彎型鋼對(duì)接拼焊而成，加勁肋在兩個(gè)槽鋼拼焊之前焊接好。對(duì)于鋼管混凝土試件是先將鋼管成型，然后再灌注混凝土到鋼管內(nèi)部，形成整體的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)中共涉及q235和q345兩種型號(hào)的冷彎型鋼，每種鋼材的鋼管有5種不同設(shè)置加勁肋的截面形式。試驗(yàn)由三部分組成，依次為混凝土材性試驗(yàn)、鋼材材性試驗(yàn)、鋼管混凝土短柱軸壓試驗(yàn)。對(duì)10個(gè)鋼管混凝土試件進(jìn)行了軸壓試驗(yàn)，主要研究冷彎效應(yīng)、不同加勁肋布置形式、不同鋼管壁厚等對(duì)冷彎中厚壁鋼管混凝土柱軸心受壓力學(xué)性能的影響。通過(guò)試驗(yàn)主要達(dá)到以下目的：1、 鋼管混凝土軸心受壓極限承載力的測(cè)定；2、 鋼管混凝土隨軸心荷載增加鋼管外壁幾何中心位置縱向應(yīng)變的測(cè)定；3、 研究加勁肋尺寸、數(shù)量及布置形式對(duì)軸心受壓力學(xué)性能的影響；4、 為規(guī)范承載力計(jì)算結(jié)果和數(shù)值計(jì)算結(jié)果的對(duì)比提供依據(jù)；5、 為有限元實(shí)體建模提供相關(guān)參數(shù)。2.2混凝土材性試驗(yàn)本試驗(yàn)采用加減水劑和6%水泥膨脹劑的c30自密實(shí)混凝土。原材料采用基準(zhǔn)水泥，武漢青源熱電廠級(jí)粉煤灰f類，中砂（過(guò)篩5 mm），520 mm碎石（過(guò)篩26.5 mm）， uea膨脹劑（摻量10%）。其配合比如下表2-1所示。表2-1自密實(shí)混凝土配合比材料砂率水泥粉煤灰水砂石uea膨脹劑hl-8000高性能減水劑28天抗壓強(qiáng)度類型混凝土50%25686200909909383.8c30注：?jiǎn)挝粸閗g/m3按照上述設(shè)計(jì)配合比制作混凝土試件。試驗(yàn)按照文獻(xiàn)34要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)以三個(gè)試件為一組。混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用3個(gè)150 mm150 mm150 mm立方體試件。靜力受壓彈性模量試驗(yàn)采用3個(gè)150 mm150 mm300 mm棱柱體試件。所有混凝土試件均采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)齡期為28d。試件達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)其進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和靜力受壓彈性模量試驗(yàn)。試件的加載方法和測(cè)試內(nèi)容依據(jù)規(guī)范要求，加載圖示如下圖2-1、圖2-2所示。抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和靜力彈性模量試驗(yàn)混凝土的破壞狀態(tài)如圖2-3、圖2-4所示。試件破壞時(shí)出現(xiàn)局部脫落和貫穿性裂縫。 圖2-1 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)加載圖示 圖2-2 靜力受壓彈性模量試驗(yàn)加載圖示圖2-3 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)破壞狀態(tài)示意 2-4 靜力受壓彈性模量試驗(yàn)破壞狀態(tài)示意通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果測(cè)得混凝土的抗壓強(qiáng)度為25.81 mpa，混凝土的靜力彈性模量為2.84104 n/mm2,其具體數(shù)據(jù)如下表2-2所示。表2-2 混凝土材性試驗(yàn)結(jié)果混凝土類型平均截面積（mm2）極限承載力（kn）抗壓強(qiáng)度（mpa）靜力彈性模量平均值（104 mpa）c30自密實(shí)混凝土22500591.225.812.842.3鋼材材性試驗(yàn)本次試驗(yàn)的鋼材由武漢鋼鐵集團(tuán)漢口軋鋼廠生產(chǎn)加工。由于冷彎、焊接等工藝的影響，鋼管中各部分力學(xué)性能存在一定差異，因此為了能夠提供可靠的鋼管混凝土承載力分析和數(shù)值模擬所需數(shù)據(jù)，必須將鋼管進(jìn)行劃分，分別測(cè)試其力學(xué)性能。試驗(yàn)中將整個(gè)鋼管劃分為平板、焊縫區(qū)平板、彎角、加勁肋四部分；同時(shí)為了滿足鋼材與混凝土同時(shí)承受均布荷載的要求，在鋼管的底部和頂部焊接了面積大于鋼管截面積、厚度大于鋼管壁厚的頂?shù)装澹瑸閿?shù)值模擬提供準(zhǔn)確的材性參數(shù)，同樣對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的力學(xué)性能試驗(yàn)。以設(shè)置單向單排加勁肋的截面為例說(shuō)明鋼管各組成部分位置關(guān)系如圖2-5所示。圖2-5 鋼管各部分位置關(guān)系示意2.3.1試件設(shè)計(jì)與加載參照土木工程測(cè)試技術(shù)手冊(cè)35的規(guī)定，同時(shí)考慮到測(cè)試加載的條件，鋼材材性試驗(yàn)采用的試件為短比例試樣，其設(shè)計(jì)長(zhǎng)度計(jì)算公式為,為試樣的橫截面積，以平板板狀試樣為例，各部分代表含義如圖2-6所示。圖2-6 板件材性試驗(yàn)平板試樣圖中 試樣測(cè)試段長(zhǎng)度，； 試樣過(guò)渡段之間的平行段長(zhǎng)度，計(jì)算方法為；試樣的厚度；試樣的寬度，取30 mm；試樣端部寬度，計(jì)算方法為； 試件過(guò)渡段圓弧半徑，取2040 mm；試樣端部的長(zhǎng)度，厚度為6 mm和8 mm時(shí)取50 mm，厚度為10 mm和16 mm時(shí)取60 mm；考慮加載機(jī)器咬合影響的圓弧過(guò)渡段長(zhǎng)度，取1520 mm；試樣的全部長(zhǎng)度。彎角板件設(shè)計(jì)同樣采用短比例試樣，進(jìn)行90彎曲，彎角試樣標(biāo)距段截取的是彎角理論上全部彎曲部分，即同厚度和彎曲半徑鋼管截面的四分之一。除截面積算法外，設(shè)計(jì)方法與平板試件基本一致，彎角板件截面面積計(jì)算公式為，式中為試樣彎曲內(nèi)半徑，為彎角試樣的厚度。測(cè)試過(guò)程中現(xiàn)有的拉力試驗(yàn)機(jī)械不能滿足鋼材端部的彎曲狀咬合要求，所以在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)前對(duì)彎角試樣的端部需要進(jìn)行壓平處理，壓平后繼續(xù)用砂輪機(jī)在其表面輕輕滑動(dòng)形成密致網(wǎng)格，最大程度提升其咬合能力，盡可能減小拉伸試驗(yàn)時(shí)的滑動(dòng)。根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，委托漢口軋鋼廠和華中科技大學(xué)機(jī)械廠對(duì)鋼管同批次板材試樣加工，并對(duì)加工后的試樣打毛處理，對(duì)試樣邊緣不光滑或瑕疵處用砂輪片打磨光滑，對(duì)存在焊縫的平板試樣端部咬合區(qū)域焊縫打磨，直至與平板部分同平面，由于試驗(yàn)前板件沒(méi)有留下照片，故以試驗(yàn)后的板件來(lái)示意加工后試樣見(jiàn)下圖2-7所示。 （a）平板板件 （b）彎角板件圖2-7 加工后板件示意試樣加工完畢后，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，平板板件在自動(dòng)拉伸機(jī)上加載，輸入應(yīng)變控制速率（應(yīng)力控制速率）和斷點(diǎn)比例等數(shù)據(jù)即可；由于自動(dòng)拉伸機(jī)試驗(yàn)條件不能滿足彎角部分板件試樣的加載要求，彎角板件在600 kn油壓拉力機(jī)上加載。加載方案參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法（gb/t 228.12010）36進(jìn)行。自動(dòng)拉伸機(jī)和油壓拉力機(jī)的加載方式見(jiàn)圖2-8、2-9。 圖2-8 自動(dòng)拉伸機(jī)加載示意 圖2-9 油壓拉伸機(jī)加載示意平板試樣、焊縫處平板板件和彎角試樣加載后的破壞狀態(tài)如圖2-10所示，隨拉力增大試件應(yīng)變不斷增加并且發(fā)生頸縮現(xiàn)象，進(jìn)而不斷發(fā)展直至破壞，除個(gè)別彎角試件斷裂在標(biāo)距以外，其他試件斷裂均在標(biāo)距范圍內(nèi)。 （a）平板板件 （b）焊縫處板件 （c）彎角板件圖2-10板件試樣破壞狀態(tài)2.3.2試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)制作了10組試件，每組3個(gè)共計(jì)30個(gè)板材試樣，采取p、w、c、s、t 6、8、10、161、2、3形式編號(hào)：第一部分代表鋼材所在鋼管截面位置，p代表平板、s代表加勁肋、w代表焊縫區(qū)平板、c代表彎角、t代表端板；第二部分代表鋼材的厚度，本試驗(yàn)中共涉及6 mm、8 mm、10 mm、16 mm四種厚度；第三部分代表同種設(shè)計(jì)規(guī)格板材取3個(gè)試樣。以w-6-2為例，其代表的含義是6 mm厚焊縫處平板截取的第2根板材試樣。根據(jù)自動(dòng)拉伸機(jī)和油壓拉力機(jī)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，按照土木工程測(cè)試技術(shù)手冊(cè)35中關(guān)于金屬拉伸試驗(yàn)處理數(shù)據(jù)的方法，對(duì)試驗(yàn)中所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在計(jì)算彎角試樣應(yīng)力數(shù)值時(shí)，假定在拉伸過(guò)程中試樣標(biāo)距段截面沒(méi)有發(fā)生變化，將截面極限拉力除以截面面積即可為應(yīng)力。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用軟件matlab對(duì)全部平板和彎角試樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到形式統(tǒng)一的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。從曲線上可以看出僅有少部分平板板件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有明顯的屈服臺(tái)階，多數(shù)平板板件表現(xiàn)出在達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度前存在拉力下降而后上升的現(xiàn)象，而彎角部分試件均沒(méi)有上述平板試件所存在現(xiàn)象，整個(gè)拉伸過(guò)程呈現(xiàn)出一條平滑的曲線。故屈服強(qiáng)度的測(cè)定方法參照土木工程測(cè)試技術(shù)手冊(cè)35，對(duì)于存在明顯屈服現(xiàn)象的試樣而言，采用圖示法，即讀取所繪制曲線上明顯屈服臺(tái)階所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力數(shù)值；對(duì)于沒(méi)有明顯屈服現(xiàn)象的試樣，屈服強(qiáng)度數(shù)值采用的是試樣標(biāo)距段應(yīng)變量達(dá)到0.2%初始標(biāo)距所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力數(shù)值。以平板試件l-6-1和彎角試件c-6-1為例，其屈服臺(tái)階及屈服點(diǎn)的選取見(jiàn)圖2-11、2-12（虛線為選取的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系初始線性段），所有試樣處理后的數(shù)據(jù)匯總于表2-3。表中a為板件的橫截面面積，其計(jì)算方法如2.3.1所述；為試驗(yàn)測(cè)得的板件極限強(qiáng)度，為同種板件極限強(qiáng)度平均值，為試驗(yàn)測(cè)得板件屈服強(qiáng)度， 為同種板件屈服強(qiáng)度平均值。從表2-3中可以看6 mm的帶焊縫的平板板件和彎角板件屈服強(qiáng)度分別為535.54 mpa、539.76 mpa，比相應(yīng)平板強(qiáng)度437.88 mpa分別提高了22.30%、23.27%。10 mm的帶焊縫的平板板件和彎角板件屈服強(qiáng)度分別為505.00 mpa、433.55 mpa，比相應(yīng)的平板強(qiáng)度381.68 mpa分別提高了32.31%、13.59%。最少的提高程度也有將近14%，說(shuō)明冷彎效應(yīng)的作用和焊縫的作用對(duì)板件強(qiáng)度的提高均有很明顯的影響。 圖2-11 平板試樣l-6-1應(yīng)力應(yīng)變曲線 圖2-12 彎角試樣cp-6-1應(yīng)力應(yīng)變曲線表2-3 板件材性試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯試件編號(hào)a(mm2)(mpa)(mpa)(mpa)(mpa)試件編號(hào)a(mm2)(mpa)(mpa)(mpa)(mpa)p-6-1215.32574.70537.37461.41 437.88 p-10-1340.87451.00445.67424.12 381.68p-6-2226.17495.50406.91 p-10-2345.16442.10372.09 p-6-3223.05541.90445.33 p-10-3338.79443.90348.83 w-6-1206.58622.10582.00585.87 535.54(22.30%) w-10-1352.20523.10526.93507.13 505.00(32.31%)w-6-2214.56566.10525.73 w-10-2359.35538.30505.50 w-6-3216.58557.80495.01 w-10-3366.05519.40502.36 c-6-197.76562.60614.00521.69539.76(23.27%)c-10-1333.30495.10495.47432.04433.55(13.59%)c-6-296.29633.50529.65c-10-2303.23504.60435.31c-6-289.80645.90567.93c-10-3318.49486.70433.30s-6-1186.67516.40531.63409.81 410.79 s-8-1244.97579.60551.07499.53 453.59 s-6-2188.85537.20411.65 s-8-2245.51528.50410.04 s-6-3184.66541.30410.92 s-8-3242.43545.10451.18 t-10-1285.12593.10595.10482.11 495.17 t-16-1468.53402.10402.10312.25 312.25 t-10-2281.22586.10499.40 t-16-2461.63t-10-3280.53606.10504.01 t-16-3464.81注：表中表示由于試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)偏小，直接剔除。 2.4鋼管混凝土短柱試驗(yàn)2.4.1試件設(shè)計(jì)與制作試驗(yàn)用冷彎方鋼管所需型鋼鋼材由武鋼集團(tuán)漢口軋鋼廠提供，分為q345壁厚6 mm和q235壁厚10 mm兩種。本試驗(yàn)共制作了10個(gè)鋼管混凝土試件。鋼管由兩個(gè)槽形冷彎型鋼鋼管對(duì)接焊接而成。方鋼管混凝土試件截面尺寸為200 mm200 mm。同一厚度的方鋼管包含無(wú)加勁肋、單向單排（肋寬40 mm）、雙向單排（肋寬40 mm）、雙向單排（肋寬60 mm）以及雙向雙排（肋寬40 mm）加勁肋5種截面，柱試件長(zhǎng)均為600 mm(不含兩端板厚度)。柱截面示意圖如圖2-13。（a）剖面圖 （b）立面圖 （c）側(cè)面圖圖2-13柱截面示意圖截面尺寸的測(cè)量原理和方法參照結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼尺寸、外形、重量及允許偏差（gb/t 67282002）37中關(guān)于鋼管橫截面面積計(jì)算的相關(guān)規(guī)定，測(cè)量過(guò)程中每個(gè)測(cè)量項(xiàng)目最少取兩個(gè)測(cè)點(diǎn)以減少誤差，其中混凝土、鋼管和加勁肋的面積計(jì)算圖示如下圖2-14所示。其具體計(jì)算方法如下：圖2-14鋼管橫截面計(jì)算方法示意 （2-1） （2-2） （2-3）式中 鋼管截面積； 混凝土截面積；加勁肋面積； 、鋼管相鄰兩垂直面外廓尺寸； 、鋼管相鄰兩垂直面平板部分尺寸； 、鋼管相鄰兩垂直面平板部分厚度； 、鋼管兩相對(duì)彎角部分厚度； 、加勁肋截面的平均長(zhǎng)度和平均厚度；各試件測(cè)得的具體尺寸見(jiàn)表2-4所示。表中短柱由pa、b、c、d、e-6、10三部分組成。其中a、b、c、d、e分別表示無(wú)加勁肋、單向單排肋寬40 mm加勁肋、雙向單排肋寬40 mm加勁肋、雙向單排肋寬60 mm加勁肋、雙向雙排肋寬40 mm加勁肋；6、10代表該種鋼管截面厚度為6 mm和10 mm。例如pa-6具體含義為未布置加勁肋的壁厚為6 mm的鋼管混凝土短柱。短柱標(biāo)準(zhǔn)試件均由軋鋼廠加工制作。澆筑混凝土后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行試驗(yàn)。表2-4 鋼管混凝土試件截面尺寸表構(gòu)件編號(hào)b1mmb2mmt1mmt2mmt3mmt4mmdmmwmmbs,mmtsmmasmm2acmm2pa-61701636.396.326.146.18202192-470433880pb-61671706.086.056.306.34204196406.26508834683pc-61671706.106.306.206.20200195406.09559833222pd-61661706.176.046.326.10200198606.03603333361pe-61661706.136.336.006.00203200406.09665333706pa-1014615010.2110.4110.2210.00203199-746732328pb-1015414810.2510.1410.189.76200200408.80808531400pc-1015015610.0010.2810.0010.10200197407.96860030356pd-1014815310.0810.0010.1610.16201196608.20921929682pe-1014815110.0310.059.869.72200201408.269913297292.4.2 加載裝置及加載方案實(shí)際工程中的鋼管混凝土試件其應(yīng)力的傳遞路徑復(fù)雜多變，在試驗(yàn)中對(duì)于鋼管混凝土試件加載方式可分解模擬為三種形式，如圖2-15所示。1、式加載：荷載直接施加于核心混凝土上，鋼管不直接承受縱向荷載；2、式加載：試件端面齊平，荷載同時(shí)作用在鋼管和核