方钢管混凝土柱的延性系数_韩林海

第 20 卷第 4 期 200 0 年 12 月 地 震 工 程 与 工 程 振 动 E A R T H QU A K E EN G 】N E ER IN G A N D E N GI NE ER IN G vi B R A T IO N V o l . ZO , N o . 4 D e e . , 2侧洲) 文章编号 : 1 0 0 0 一 1 3 0 1(2 0 00阴一 0 0 5 6 一 10 方钢管混凝土柱的延性系数 韩林海 , 陶 忠 (福州大学土木建筑工程学院 , 福州 35〕)〕2 摘要 : 在空 钢管中填充混凝上可以避免或延缓钢管过早地发生局部屈 曲, 可 以有效地提高构件的延 性 , 从而增强构件的抗震性能 。 本文研究方钢管混凝上柱的延性性能 。 本文首先提出方钢管混凝上 柱延性系数的汁算方法 , 然后 . 在大规模参数分析结果 的基础上 , 考察了轴压比 、 长细 比 、 含钢 率 、 钢材屈服极限和混凝土抗压强度等参数对延性系数的影响规律 。 本文 的研究成果可供有关工 程 实践参考 关键词 : 方钢管棍凝上 ; 约束效应系数 ; 恢复力模型 ; 轴压比 ; 延性系数 中图分类号 : T U 398 文献标识码 : A D u c ti lity e o effi eie n t o f e o n c re te 6 lle d ste el tu b u la r e o lu m n s 初th squ a re se e ti o n s H A N L in 一 ha i , T A O Z h o n g (In s titu te o f C iv il E n g in ee rin g a n d A r eh ite et u r e , F u z h o u U n iv ers ity . F u zho u 3 5 0 0 0 2 ) A b st r a et : C o n e re te e lim in a tes . o r d e la ys th e lo e a l b u e k lin g o f stee l h o llo w see tio n s , a n d in c re a ses th e d u e tility o f th e se c tio n sig n ifi ea n tly . A n e ffi e ie n t d u c tility o f co m Po s ite se e tio n s 15 v e ry im - Po r ta n t esPe e ia lly u n d er ea r thq u a k e lo a d in g . O n e me th o d w a s u se d to q u a n tify th e d u etility co effi e ien t o f co n e re te fi lled s tee l tu b u la r eo lu m n s w ith sq u a r e se etio n s . T h e m a in o bj e eti v e s o f th is PaP e r w e re tw o fo ld : fi r stly , to d e ser ib e th e d e term i n a tio n me th o d o f th e d u ct ility co effi c ien t o f e o n e r ete fi lle d stee l tu b u la r co lu mn s w ith s q u a r e s ee tio n s , a n d seco n d ly , to a n a lyz e th e in fl u en ee o f se v e r a l Pa r ame t ers , su e h a s th e sle n d er n es s r a tio , co m P r ess io n r a tio , se e tio n a l stee l ra tio , the co n c re te s tr e n g th a n d th e ste el yie ld s tres s o n the d u ct ility e o e ffi eie n t . T he r esu lts in t his P a Pe r m a y be a r efe re n ee fo r Pr a c tica l e n g in e e rin g . Key w o r d s : co n c re te fi lle d ste el tu b e ; co n str a in g in g eo e ffi e i e n t r e sto r in g fo ree mo d el; a x ia l co m P res sio n r a tio ; d u e tility co effi c ie n t 1 前言 钢管混凝土 由于承载力高 , 具有塑性 , 抗震性能好 , 抗火性能优于钢结构 , 且能适应现代工程 结构向大跨 、 高耸 、 重载发展和承受恶劣条件的需要 , 符合现代施工技术的工业化 , 正越来越 J一泛地被应用于单层和多层工业厂房柱 、 设备构架柱 、 各种支架 、 栈桥柱 、 地铁站 台柱 、 送变电杆 收稿 日期 : 2仪X) 一 08 一 18 基金项目 : 霍英东教育基金会资助项 目 (0 50 1仅刃) 作者简介 : 韩林海 , 男 , (1967 一 ) , 研究员 , 主要从事组合结构和建筑结构防火研究 4 期 韩林海等 : 方钢管混凝上柱的延性系数 57 塔 、 析架压杆 、 桩 、 空间结构 、 高层和超高层建筑以及桥梁结构中并已取得 良好的经济效益和建筑 效果阳lo 方钢管对其核心混凝土的约束效果不如圆钢管显著 , 但仍有 良好的效果 , 尤其可以 有效地提高 构件的延性 , 另外 , 与梁的连接节点处理也较容易 , 因此 , 在欧美 、 日本和澳大利亚等 国得到较为 J一泛的应用ll,2] , 预计这类结构在我国也将具有很好的发展前景 。 图 1 所示为一方钢管混凝土与组成它的空钢管及其核心混凝土单独受力时的轴压荷载 一 变形 的 对比情况 lj] , 可见方钢管混凝土的承载能力大大高于空钢管和混凝 上单 独承 受外荷载的能力 , 构件 的变形能力也很强 。 近些年 , 国内外学者对方钢管混凝土压弯构 件 的滞 回性 能进行了大量 试验研究14 一 , l] , 为深 入 ’厂一一一一一一二二二二二二二二门 习引二*具同研究该类构件的动力性能创造了条件 。 文献 {121 和【13 』在确定组成方钢管混凝土 的钢 材和混凝土应力 一 应变关系模型的基础上 , 采 用 纤维模型法成功地计算出方钢 管混凝 土压弯构件 的弯矩 (何 ) 一 曲率 (哟 和荷载 (P) 一 位移 (△)滞回 关系曲线 , 理论计算结果和一百余个试验结果吻 合较好 。 试验研究和计算结 果表明 , 在工程常用 钢材屈服 极 限 (Q23 5 , Q3 4 5 , Q39O) 、 混凝 土强度 (C 30 一C 80)和含钢率 (0 . 0 7 一 0 . 20 )范围内 , 钢管穿昆 凝土 P 一 △滞回关系曲线的骨架线无论有下降段与 否 , 曲线形状饱满 , 没有明显的捏缩现象 。 文献【12] 和【13 1在大规模参数分析结果的基础上 , 一 画 钢管混凝 仁一 口 素混凝土一 }门 空钢管 力遥之 B x t= 3 20 m n l x 4 乃m n l 厂产 2 74 , 4MP: :; 卜儿, ‘ 15刀MPa : 从= 34 5 6kN 名0 642000 4 5吸)() 60 0 0 75 0 0 (卜L。) 图 l 方钢管混凝上 N / N 、 一 。 关系 提出了 M 一中和 尸一 △恢复力模型 。 在上述研究 工作的基础上 , 本文提出方钢管棍凝上压弯构件延性系数的简化计算方法 , 考察了轴压 比、 长细比 、 含钢率 、 钢材屈服极限和混凝土抗压强度等参数对延性系数的影响规律 。 本文的研究成果可为有 关 方钢管混凝土工程抗震设计提供参考 。 2 方钢管混凝土构件恢复力模型的理论研究成果 2. 1 滞回关系理论计算 文献 112] 确定组成方 钢管混凝上的钢 材及其 核心 混凝土在往复加载情 况下 应 力 一 应 变 关系模 型 , 其 中 , 混凝土的应力 一 应变关系模型的骨架线根据约束 效应系数 老代 = A : j;, /A 。大* , 其中 A : 、 A 。 分别为钢和 混凝上的截面积 , 式, 、 .fc 、分别为钢的屈服强度和混凝 土的轴心抗压强度 )大小的不同可分为有或无下 降段两种 。 在此基础上 , 采用纤维模型法成功地计算 出方钢管混凝土压弯构件 (如图 2 所示 )的 M 一价和 尸一△ 滞回关系曲线 , 理 沦计算结果和一百余个 试验结果吻 合较好 。 图 3 所示为部分算例 。 图 3(a )所示曲线的计 算参数 , B x t x L = 2 5o x 6 x l so om m , 无二 3 6 1 ·ZMp a , 天; = 3 1 . 15M Pa ; 图 3伪)、 (c )的计算参数 为 B x o x L = ““ 艺艺 图 2 压弯构件示意图 1 0 0 又 4 · 2 1 x 6 00 ~ , .人= 2 90 ·IM pa , .尤* = 19 · IM p a , 图 3(d )的计算参数为 B x t x L 二 1 4 9 · 3 x 4 · Zl x 12 74 m m , .式一 342 M Pa , 大* = ZI . 16 MPa ; 其中 , 且 t 和 L 分别为构件截面外边 长、 钢管壁厚度 和构件计算 长度 , 参数 R 二 2△/L , △为跨中挠度 , 如图 2 所示 。 地 震 工 程 与 工 程 振 动 20 卷 0 Un 6420,‘月峥 夕 0000 ..1 : ”.... . ⋯⋯“;赚夔下下 哥荡荡穿穿‹日·之翻 -,‘,J4。一x„芝 0 R (% ) (a ) l‘I 尺 (% ) (b ) 171 八J(Ž)气荃 ~~~恕黔黔 R (% ) (e ) 1 9 1 R (% ) (d ) l, , 付 图 3 M (P) 一 R 关系计算结果和试验结果对比 2. 2 滞回关系恢复力模型 在大规模参数分析结果 的基础上 , 提 出了 M 一 功和 尸一△恢复力模型 。 图 4 所示为典型的 尸一△滞 回关系 曲线 骨架线tIN 。 骨架线为 0 一 A 一B 一C 的三线型模型 , 其中 A 点为骨 架线弹性阶段的终点 , B点为骨架线峰值点 , 其极限荷载 为 只, , A J .氛的水平荷载大小取为 0. 62 尸, 。 此外模型 中尚 需考虑再加载时的软化现象 , 模型参数包括 : 弹性阶段 的刚度 K “ 、 B 口.氛位移 △, 和极限荷载 尸, 以及下降段刚度 K J 等 。 ( l) 弹性阶段刚度 ( K 。 ) 弹性阶段刚度 K 。 的表达式如下 x 。 = 2 4 E : 。m 几。m /L I , 尸、 0 . 8 5尸 图 4 典型的 P一八骨架线 ( l) fc , , ‘、.了、色.尸、.声 ,”,j4 了.、了.‘、、了 其中 , E s 。。 15 。m 为方钢管混凝上构件组合截面抗弯刚度仪 ’3j , Es o lsc m = O . 3 0 8M 。 /叭 , M 。 = , 二 W ~ : , , : = 一 0 . 2 4 2 8七+ 1 . 4 1 0 3丫万12 , ; w : 。—构件截面抗弯模量 , w s ‘ = 丑 , / 6 , 叭 为曲率‘刀。 (2 )极限荷载 (只, ) 及其对应的位移 体, ) 根据对计算结果的回归分析 , 可导得极限荷载 p ; 及其对应的位移 △, 的表达式 , 分别如下 p , = 1 . 1 3M , /L一 (2 . 4 8 6 一 l . 1 3 n )N功‘L . /二 , d 。= ( l · 7 + n + 0 · 5七)p , /K 。 其中 , 吨 = 0 . 4 1 6天/ (瓦B ) , n 为轴压比 , 按下式确定 n = N /N 。 = N / (似 : 。.人。 , ) 4 期 韩林海等 : 方钢管混凝上柱的延性系数 59 式中 , N一 甲A ‘ 。天。, 为方钢管混凝土柱轴心受压时的承载力 121 , 甲 为轴心受压构件稳定系数 l2] , 人。, 为 轴 压 强 度 承 载 力 指 标 , j;。y = (1 . 2 1 2 + B 亡+ C看, ) .人、, 其 中 , B = o . 1 3 8 lft. / 2 3 5 + 0 . 7 6 4 6 , C = 一 0 . 0 7 2 7 兀* / 2 0 + 0 . 0 2 1 6 , .儿和 关* 以 M P a 计 。 (3 )下降段刚度 (K J) 通过对数值计算结果的分析 , 尸一△恢复力模型下降段的刚度 K ‘ 可用下式表示 : 凡 = 一 9 · 82 9 n ’忍又0 刀 ,式K 。/(E 。心) (5 ) 当构件轴压 比 (的较小或约束效应系数(勃较大时 , K ‘ 的绝对值较小 , 图 4 所示曲线的 B C 段将 趋于平缓 。 3 位移延性系数简化计算 3. 1 位移延性系数定义 与圆钢管混凝土位移延性系数 (川的定义方法类似t2] , 暂定方钢管混凝土压弯构件 料的表达式为 拜= △。 /△ , (6) 式中 , △、. 为屈服位移 , △。 为极限位移 (如图 4 所示) 。 方钢管混凝土构件荷载 一 位移曲线没有明显的屈服点和破坏点 , ‘ 屈服位移 △, 的取法是 : 取 尸一△ 骨架线弹性段延线与过峰值点的切线交点处的位移 ; 极限位移 △。 取承载力下降到峰值承载力的 85 % 时对应的位移 , 如图 4 所示 。 这样 , 可导得 △, 和 △. 。的计算公式 , 分别如下 △y = 凡/K 。 (7) △u = △ , 一 o · 1 sp , /K d (8 ) 式 (7 )和式 (8 )中的 尸j 按式 (2) 确定 , K 。 按式 (1)确定 , △, 按式 (3 )确定 , K d 按式 (5 )确定 。 3. 2 参数分析 分析结果表明 , 影响方钢管混凝土构件位移延性系数 并的主要参数有 : 轴压 比 (n) 、 长细 比 以二 2沥 L /B) 、 含钢率 (: 二 A : /A 。) 、 钢材屈服极限 (j口和混凝土抗压强度 (fc * ) 。 下面通过典型算 例进行分析 。 (l)轴压 比 (n )和 长细 比以) 图 5 所示为位移延性系数 拜与轴压 比及长细比的关系 。 轴压比一定时 , 长细 比越小 , 位移延性 系数 越大 。 轴压 比的影响是 : 当轴压 比 n 小于O石时 , 位 移延性系数 拼随轴压 比的增加而 显著 降 低 ; 当轴压比 。 大于 0 .6 时 , 位移延性系数 拼减小的幅度随轴压 比的增加而趋于平缓 。 (2 )含钢率 (仪) 图 6 所示为含钢率对位移延性系数 拼的影响 , 可见 , 随着含钢率的增大 , 位移延性 系数有逐渐 增大的趋势 。 l乃八U‘J月,J.‘二 毯 一一饭窦⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..... 」卜一 入二20 se 今es 入二4 00000~~~~~ 泊一 入二6 0 ee 右 . - 入= 8 00000 讯 匡璧圈入月0;石 = 3 4 5MPa ; fc 产27M Pa0泣盆89Ž6八†IJ峥”11魏 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 0 , 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 图 5 轴压 比和长细比对延性系数的影响 图 6 含钢率对延性系数的影响 ( 3) 钢材屈服极限 (f,, ) 印 地 震 工 程 与 工 程 振 动 20 卷 图 7 所示为钢材屈服极限对位移延性系数 拼的影 响 , 可见 , 在其它条件相 同的情 况下 , 随着钢 材屈服极限的增大 , 位移延性系数有逐渐增大的趋势 , 但钢材屈服极 限对 拼的影响总体不大 。 (4) 混凝上抗压强度 (,人* ) 图 8 所示为混凝上强度对位移延性系数 拼的影响 , 可见 , 在其它条件相 同的情况下 , 混凝上强 度越高 , 位移延性系数越小 。 2 4 魏 眨 叫. , 人月3 5MPa 一奋习飞二3 4 5淤 a 一奋, 人9 0卜旧加a 八L=2 7MPa ; 之 = 3 0二a ‘ 02 0 一一飞甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲一一一. 代尹‘k月OM Pa竺 ____刊刊刊卜, 八‘月 7卜IPaaaaa刊刊刊卜气乙‘习ZMPaaaaa ... ~ , . 叼曰刁声勺片闷卜闷卜叫叫 0 0 . 2 0 . ,1 0 . 6 0 . 8 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 图 7 钢材强度对延性系数的影响 图 8 混凝土强度对延性系数的影响 3 3 位移延性系数的确定 通过对式 (6) 的分析可知 , 当方钢管混凝土构件的几何尺寸和材料强度等参数确定后 , 只要给定 一轴压 比[川, 即可计算出与间 对应的位移延性系数网 。 表 l 至表 4 分别列 出部分情况下 (钢材分别为 Q235 , Q345 , Q3 9众 混凝土强度等级为 C 30 一C 60 ; 含钢率 “ = 0 . 07 一 0. 20 和 长细比 又二 20 一 40 ) , 当轴压比 ” 分别等于 0 .6 、 0 7 、 0 .8 和 0 .9 时位移延性系 数计算值 。 表 1 位移延性系数 (n = 0.6 ) 又又 以以 Q23 555 Q34 555 Q3如如 CCCCC 30 C40 C刃 C印印 C 30 C如 C印 C印印 C 30 C如 C 50 C印印 000 . 0777 4 . 9 4. 2 1 玉8 东555 5一 4 . 3 } 东9 玉66666 3 .777 000 . 0 888 5 2 4 . 5 4 . 0 1 玉777 5 4 4 ·6 4 ·2 L . .圣竺一. ..... 3 .999 000. 的的 5为 4夕 4 ·3 1止巴一一 5 8 4 .9 4. 4 4. 00000000000000000 000 . 1000 6 . 0 5 . 0 4 5 4 . 111 6 . 2 5 . 2 4 . 6 4 . 222 000 . 1 111 6 . 3 5 . 3 4 . 7 4 . 333 6 6 5 . 5 4 . 9 4 . 444 000 . 1222 6 . 7 5 . 5 4 9 4 . 444 7 . 0 5 . 8 5 . 1 4 666 2220 0 . ! 333 7 . 1 5 . 8 5 . 1 4 . 666 7 . 4 6 . 1 5 . 4 4 . 888 000 . 1444 7 . 4 6. 1 5 . 4 4 . 888 7 . 8 6 . 4 5 . 6 5 . 000 000 1555 7 . 8 6 . 4 5 . 6 5 . 000 8 2 6 . 7 5 . 8 5 . 222 000 . 1666 8 . 1 6 . 6 5 . 8 5 . 222 8 . 6 7 . 0 6 . 1 5 444 000 . 1777 8 . 5 6 9 6 . 0 5 . 333 9 0 7 . 2 6 . 3 5 一 666 000 . 1888 8 . 9 7 . 2 6 2 5 . 555 9 . 4 7 . 5 6 . 5 5 . 888 000 . 1999 9 . 2 7 . 4 6 . 4 5 . 777 9 . 8 7 . 8 6 . 8 5 . 999 000 2 000 9 . 6 7 . 7 6 7 5 . 999 10 . 2 8 . 1 7 . 0 6 . 111 000 . 0 77777 4 5 ! 东9 东6 3 . 444 OOO 一 0 88888 4 . 8 4 . 2 1 3 . 8 3. 555 众众099999 5 . 1 4 .4 4 . 0 1 3. 777 000 , 100000 5 . 4 4 · 6 4 · 2 L .二竺一一 3330 0 . 111111 5 . 7 4 . 8 4 4 4 . 000 000 . 122222 6 . 1 5 . 1 4 . 5 4 . 111 000 . 133333 6 . 4 5 . 3 4 . 7 4 一 333 000 . 144444 6 . 7 5 . 5 4 . 9 4 . 444 000 . 155555 7 . 0 5 8 5 . 1 4 . 666 000 . 166666 7 . 3 6 . 0 5 . 3 4 . 7 4 期 韩林海等 : 方钢管混凝土柱的延性系数 6l 续表 1 位移延性系数 (”= 0石) 又又 比比 Q2 3555 Q34 555 Q3卯卯 CCCCC 30 (月旧 C5() C印印 C 30 (渊k) C印 C印印 C 30 C如 C50 C 印印 众众 1777 7 . 1 5 . 9 5. 2 4 . 777 7. 6 6 . 2 5. 5 4 . 999 7 8 6 .4 5 .6 5 .000 000 . 1888 7滩 6 . 1 5 4 4名名 7 .9 6 . 5 5 .7 5. 000 8 . 1 6石 5 .8 5 . 111 3330 0 · 1999 7 7 6 . 3 5乃 4 . 999 8 .2 6 . 7 5 .8 5. 222 8 . 5 6 . 9 6 .0 5333 住住2000 8 .0 6 . 5 5 .7 5 . 111 8 .6 6 . 9 6 .0 5 .333 8 . 8 7 . 1 6 2 5 . 555 QQQ 0777 4 . 0 1 压6 人3 1 ----- 4 . 3 1 3. 8 3. 弓 3. 333 OOO 一 0 888 4 . 2 1 1 7 3. 5 3. 22222 4 . 5 4 . 0 1 3 . 6 3. 444 以以oooo 4 .5 1 3. 9 3. 6 3 . 44444 4 .8 4 . 2 1 3 .8 3. 555 000 . 1000 4 . 7 4 . 1 1 3 . 7 东55555 5 . 1 4 . 4 4 0 1 3. 777 000 . 1111 5 . 0 4 3 1 3. 9 3. 66666 5 . 4 4 . 6 4 . 1 1 3. 888 000 . 1222 5 2 4 . 4 4 . 0 1 玉77777 5 ·7 4 , 8 4 ·3 L竺一一 444() 0 . 1333 5 . 4 4 . 6 4 . 2 1 3. 88888 5 . 9 5 . 0 4 5 4 . 111 000 . 1444 5 . 7 4 名 4 ·3 L竺一一一一 6 .2 5 2 4 .6 4 .222 000 . 1555 5 9 5 . 0 4 . 5 4 . 11111 6 . 5 5 一 4 4 , 8 4 . 333 000 . 1666 6 . 2 5 . 2 4 . 6 4 . 22222 6 . 8 5 . 6 5 . 0 4 . 555 000 . 1777 6 . 4 5 . 3 4 . 7 4 . 33333 7 . 1 5 8 5 . 1 4 . 666 000 . 1888 6 . 6 5 . 5 4 . 9 4 . 44444 7 . 3 6 . 0 5 . 3 4 . 888 000 . 1999 6 . 9 5 7 5 . 0 4 . 55555 7 . 6 6 . 2 5 . 5 4 一 999 。。. 20 ___ 7 . 1 5 .9 5 .2 4 . 77777 7 .9 6 .4 5 6 5 . 000 表 2 位移延性系数 (n = 0.7 ) 又又 比比 Q2 3555 Q34 555 Q3卯卯 CCCCC 30 C喇) C印 C印印 C 30 C4() C 50 C印印 C 30 C40 C 50 C印印 住住0777 QQQ 0888 住住的的 000 . 1000 000 . 1111 000 . 1222 2220 0 . 1333 000 . 1444 000 . 1555 000 . 1666 000 . 1777 000 . 1888 000 . 1999 住住2000 000刀777 000 . 0 888 住住oooo 000 . 1000 000 . 1 111 000 . 1222 3330 0 . 1333 000 . 1444 000 . 1555 000 . 16 62 地 震 工 程 与 工 程 振 动 20 卷 续 表 2 位移延性系数 (n = 0. 7) 义义 比比 Q23 555 Q34 555 Q3卯卯 CCCCC30 C叨 C 5() C印印 C 30 (月旧 C50 C印印 C 30 C40 C 50 C印印 000 . 1777 6石 55 4 . 9 4 . 444 7 . 1 5 9 5 .2 4 777 7 3 6乃 53 4 . 888 3330 0 . 1888 6 . 8 5 , 7 5 . 1 4 666 7 3 6 . 1 5 3 4名名 7石 6 2 5j 4夕夕 000 . 1999 7 . 1 5 . 9 5.2 4 777 7石 6 . 3 5 5 4刃刃 7 . 8 6 . 4 5. 6 5乃乃 000. 2000 7 3 6 . 1 5 . 3 4 . 888 7 9 6 . 5 5 . 7 5 . 111 8 . 1 6 . 6 5 . 8 5222 000 0 777 众众0888 众众的的 000 . 1000 000 . 1111 000 . 1222 如如 0 · 1333 000 . 1444 000 1555 000 . 1666 000 . 1777 000 . 1888 000 . 1999 住住2000 表 3 位移延性系数 (n = 0名) 又又 仪仪 Q2 3555 Q34 555 Q3叩叩 CCCCC 30 C4() C 50 C印印 C 30 C4() C 50 C印印 C 30 C 40 C50 C印印 000 . 0 777 4 . 4 }、9 东7 3 .444 000 . 0 888 4 . 7 4 . 1 ! 3 . 8 3 . 666 众众0999 5 . 0 4 . 3 4 . 0 1 3. 777 000 . 1000 5 . 3 4 · 5 4 · l 匕竺一一 000 . 1111 5 . 5 4 . 7 4 . 3 4 . 000 000 . 1222 5 . 8 5 . 0 4 . 5 4 . 111 000 . 1333 6 . 1 5 . 2 4 . 6 4 . 333 222000 6 . 4 5 4 4 , 8 4 . 444 000 . 1555 6 . 6 5 . 6 5 . 0 4 . 555 000 . 1666 6 . 9 5 . 8 5 . 1 4 . 777 000 . 1777 7 . 2 6 . 0 5 . 3 4 . 888 000 1888 7 5 6 . 2 5 . 5 4 . 999 000 . 1999 7 . 7 6 4 5 . 6 5 . 111 000 2 000 8 . 0 6 . 6 5 . 8 5 . 222 000 . 0 77777 4 . 2 1 东: 入, 玉333 000 0 88888 4 . 5 4 . 0 1 3. 7 3. 555 000 , 099999 4 . 7 4 . 1 1 3. 8 3. 666 000 . 100000 5 . 0 4 3 4 . 0 ! 3. 777 000 . 1 11111 5 . 2 4 . 5 4 . 1 ! 3. 888 000 . 122222 5 . 5 4 7 4 3 匕竺‘‘ 000 . 133333 5 . 7 4 . 9 4 . 4 4 . 111 33300000 6 . 0 5 . 1 4 . 6 4 . 222 000 . 144444 6 . 2 5 . 2 4 . 7 4 . 333 000 . 155555 6 . 4 5 . 4 4 . 9 4 444 000 . 16 4 期 韩林海等 : 方钢管混凝上柱的延性系数 63 续表 3 位移延性系数 (n = 朋) 又又 江江 Q23 555 Q34 555 Q3如如 CCCCC30 C4() C 50 C印印 C 30 C叨 C50 C印印 C 30 C40 C 50 C 印印 000 . 1777 6 . 2 5 3 4 7 4 . 333 6 . 7 5石 5 .0 4 . 555 6夕 5 . 7 5 . 1 4石石 3330 0 · 1888 6 4 5鸿 4 . 9 4 444 6 . 9 5 .8 5 . 1 4 , 777 7 . 1 5 . 9 5 3 4名名 000 . 1999 6 7 5石 5 . 0 4 . 555 7 2 6 .0 5 3 4 名名 7 .4 6 . 1 5 .4 4乡乡 欣欣2000 6 . 9 5 7 5 . 1 4石石 7 .4 6 , 2 5 4 4 .999 7 7 6.3 5石 5乃乃 住住0777 欣欣洲洲 。。.的的 000 . 1000 000 . 1111 000 , 1222 们们 0 · 1333 000 . 1444 000 . 1555 000 . 1666 000 . 1777 000 . 1888 000 . 1999 住住2000 表 4 位移延性系数 (n = 09 ) 只只 比比 Q23 555 Q34 555 Q3卯卯 CCCCC30 (划幻 C 5() C团团 C 30 (洲) C50 C的的 C 30 C如 C刃 C印印 众众0777 000. 渭渭 众众份份 000. 1000 仪仪 1111 000 . 1222 000. 1333 222000 000. 1444 000 . 1555 000 . 1666 aaa 1777 000 . 1888 000 1999 000 . 2 000 住住0777 住住0888 住住的的 000 . 五000 000 . 1 111 000 jZZZ 000 , 1333 333000 000 . 1444 仓仓1555 000 . 16 研 地 震 工 程 与 工 程 振 动 20 卷 续表 4 位移延性系数 (n 二 0. 9) 又又 匡匡 Q2 3555 Q34 555 Q3如如 CCCCC 30 C40 C 50 C印印 C 30 C粼〕 C50 C印印 C 30 C 喇) C 5() C印印 000 . 1777 6 , 0 5 . 1 4石 4 222 6 . 4 5 . 4 4乡 4 , 555 6石 5 . 6 5 .0 4 . 666 刃刃 o」888 6 2 5 2 4 .7 4 333 6 . 7 5 . 6 5刃 4石石 6月 5 . 8 5 . 1 4 . 777 000 . 1999 6 4 5 . 4 4 . 8 4 , 444 6 . 9 5 . 8 52 4 777 7 . 1 5 . 9 5 . 3 4名名 000 2 000 6 . 6 5 ‘ 5 5刃 4 555 7 . 1 5 9 53 4 .888 7 3 6 . 1 5 4 4乡乡 。。.0777 000 . 0 888 。。.的的 000 . 1000 000 . 1 111 000 . 1222 如如 0 · 1333 000 . 】4’’ 000 . 1555 000 . 1666 000 . 1777 000 . 1888 000 . 1999 住住2000 4 结语 本文提 出了方钢管混凝土压弯构件位移延性系数简化计算方法 , 考察了各参数 , 如轴压 比、 长 细比 、 含钢率 、 钢材屈服极限和混凝土抗压强度对位移延性系数的影响规律 , 可得到如下结论 : (l) 长细 比越小 , 位移延性系数越大 ; (2) 当轴压比小于 0石 时 , 位移延性系数随轴压比的增加而显著 降低 ; 当轴 压 比大于 0 . 6 时 , 位 移延性 系数 拜减小的幅度随轴压比的增加而趋于平缓 ; (3) 随着含钢率的增大 , 位移延性系数逐渐增大 ; 棍凝 土强度越 高 , 位移延性 系数越小 。 在其 它条件相同的情况下 , 钢材屈服极限的变化对位移延性系数的影响不大 ; (4) 当方钢管混凝土构件的几何尺寸和材料强度等参数确定后 , 只要 给定一轴压 比!川, 即可计 算出与 [川对应的位移延性系数网 。 在下列参数范围 内 , 即钢材分别 为 Q 2 3 5 , Q345 , Q390 , 混凝土 强度等级为 C 30 一 C 6 0 , 含钢率为 0 . 0 7 一 0 . 2 0 , 长细 比为 20 一 4 0 和 轴压比为 O , 6 一 0 . 9 时 , 方钢管棍 凝土构件的位移延性系数一般均大于 3 . 0 , 且大多数在 4. 0 以上 。 参考文献 : 【l」 S ha m s . M . a :ld S a a d eg h va z iri, M . A . S ta te o f t he A r t o f C o n e r ete 一 八lle d S te el T u b u la r C o lu 一n : 15【J」. A C I S t ru c tu r a l Jo u r ll a l . v 0 1 . 9 4 , N o . 5 . p p . 5 5 8 一 5 7 1 , l卯7 . 闭 韩林海 . 钢管混凝土结构【M】. 北京 :科学出版社 , 2 (X X) . [3』 T o m ii M . a n d Y a sh im r o K ‘ E x P erim e :一ta l S tu d ies o n Co n c r ete F ille d S te e l T u b u la r S tu b C o lu m ll u n d e r C o , le e , , trie L o a d i: 19 【A】. P r o e . o f t he In te r . C o llo q u iu m o n S ta bility o f S tr u e tu r e s u , ld e r Sta tie a n d D yn a m ie L o ad s【C」, SS R C / AS CE /(W a shin g to l一) . PP . 7 1 8 一 74 1 , 19 7 9 . [4] G e , H . a n d U 、a m i . T . S t r e n g th o f C o n er e te Fille d T hin W a l1ed S te e l B o x C o 1u m n s : E x Pe rim e n t【J」. Jo u r :l a l o f s t一卫 et u r ‘ al E n g in ee rin g . AS C E V o l . lls , N o . ll , PP . 3 0 3 6 一 3 0 5 4 , 19 9 2 【习 Su g a n o . s . a 一ld N a g aslljm a , T . S eism ie B e ha v io r 0 1’ C o n e re te F illed T u b一lla r Ste el C o lu m n s【A ] . A S CE , T e 一l th S t ru e tu m l 4 期 韩林海等 : 方钢管混凝上柱的延性系数 65 C o n g re ss ‘【C ] 9 2 , P r o c ee d i一飞9 5 , PP .g l4 一 9 17 , 19 9 2 . [叼 S hiib a , K 二 H a ra d a . N . A .1 e x Pe rim e n t stu d y o n eo n e r e te 一 n lled sq u a re ste el tu b u la r c o lu , n n s【A l、 P r o c . o f th e 4 rh I:, t . C o :、f . o 一1 S tee l一 C o ,l e re te C o m Po s ite S tr u et u r es【C」. S lo v a k ia , PP . 10 3 一 10 6 . 1 99 4 . 【7』 T o m ii . M . , S a k in o K . E x P e rim e n ta l stu d ie s o n th e u ltim a te m o m e n t o f e o n e re te fi lle d 、q u a 一e s te el tu b u la r b ea m 一 C o lu m t、s【Jl. T r :、.1 5 . 0 1’ A . l. J. N o . 2 7 5(l) , PP . 5 5 一 6 3 . 19 7 9 . [8」 S a k in o . K . a n d T o , n ii , M . H yste re tie b e ha v io r o f e o n er e te filled 、q u a r e 、t e el t u b u la r B e a m 一 C o lu m . 1、 l ’ a iled in 门e x u re【J』. T r a ll s . o f Ja P a n C o n e re te In s titu te , V o l. 3 , PP 4 3 9 一 4 4 6 , 19 8 1 . 【9】 M o r ish itu . Y . a n d T o , n ii. M , E x Pe rim e n ta l st一ld ies o n b o n d str e n g th b e twe e n sq u a r e stee l tu b e a : ld e n ea sed e o n e r ete c o re u :ld e r eye lic she a ri:1 9 fo r ee a n d eo n sta n t a x ia l fo rc e [Jl . T ra n 、 . o f th e Ja P a n C o ,I c .℃ te In stitu t。 , V o l . 4 , 19 8 2 . 〔10] A re hitee t u r a l l. ls titu te o f Ja Pa n (A IJ) . R eco m m e n d a tio n s fo r D e sig n a n d C o n str u e tio : 1 o f C o n e r e te Filled S tee l T u b t: la ,· 5 t r u e t u re s【J」. O e t . , 19 9 7 (in Ja Pa n e se ). 【11』K a n g , C . H . a 一ld M o o n , T . 5 . B e ha v io r o f c o :、c re te 一 filled ste el tu b u la r b e a m 一 e o lu m n u n d e ,· c o ln b in e d a x ia l :、, ld la te r a l lb r ee 、【A」. P r o e . o f Fifth P a e ifie S t r u e tu r a l S te el C o 一、f[C1 , S eo u l, K o re a , PP . 9 6 1 一 9 6 6 . 陶忠 . 杨有福 , 韩林海 . 方钢管棍凝土构件弯矩 一 曲率滞回性能研究闭. 工 业建筑 , 2仪” , vo L30 , No 6 , pP. 7 一 12 . 陶忠 . 韩林海 . 方钢管混凝上压弯构件荷载 一 位移滞回性能研究闭 . 工 业建筑 , 2仪刀 , vo l 30 . N o . 6 . p p . 13 一 18 2]3]