[发明专利]一种连续的钢管混凝土构件压弯承载力计算方法

说明书

本发明涉及钢管混凝土构件受力安全技术领域，尤其是一种连续的钢管混凝土构件压弯承载力计算方法，包括获取钢管混凝土构件中钢管的截面面积、钢管的屈服强度、混凝土的轴心抗压强度及混凝土的截面面积，以计算出钢管混凝土构件的套箍系数，结合套箍系数，通过钢管混凝土构件轴力与弯矩的相关关系表示所述钢管混凝土构件压弯承载力，本发明提供一种连续的钢管混凝土构件压弯承载力计算方法能够进行钢管混凝土构件压弯承载力的评估和校核，且能够准确反映钢管混凝土构件力学性能的连续变化规律。

技术领域

本发明涉及钢管混凝土构件受力安全技术领域，尤其是一种连续的钢管混凝土构件压弯承载力计算方法。

背景技术

钢管混凝土构件由钢管和混凝土组合而成，是一种性能优良的组合材料，混凝土的支撑延缓了钢管发生局部屈曲，能够充分发挥钢管的受力性能，钢管的约束有效提高了混凝土的强度和延性，根据钢管和混凝土几何特性与材料特性，钢管混凝土构件又可以细分为薄壁钢管混凝土构件、高强钢管混凝土构件、钢管高强混凝土等类别，由于钢管混凝土构件涉及钢管外径、壁厚、钢管强度、混凝土强度等众多指标，各个参数均对钢管混凝土构件的受力特性产生影响，同时构件大小偏心情况下的受力性能差异显著，因此建立统一的钢管混凝土构件压弯承载力相关方程并非易事，这里所指压弯承载力相关方程是指钢管混凝土构件在压弯荷载共同作用下构件两端轴力和弯矩的相关关系。

关于钢管混凝土构件压弯承载力相关方程，在我国涉及钢管混凝土构件的国家标准、行业标准、各地方标准中均有涉及，例如国家标准《钢管混凝土构件结构设计规范》GB50936-2014中给出了轴力和弯矩的相关关系为：

由公式可以看出，公式为分段函数，方程存在间断点N/N_u＝0.255，即N/N_u取不同值时，采用不同的公式进行计算。

这种间断的函数形式被广泛应用与各个国家规范中，但仍存在以下几点问题：1)当前研究对于曲线的分段点定义并不一致，不可避免地产生计算误差，且分段点前后曲线斜率不同，这与构件受力性能连续变化的物理特性不一致；2)承载力相关方程中系数相对固定，无法体现几何参数和材料参数对承载力相关方程函数形式的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种连续的钢管混凝土构件压弯承载力计算方法能够进行钢管混凝土构件压弯承载力的评估和校核，且能够准确反映钢管混凝土构件力学性能的连续变化规律。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种连续的钢管混凝土构件压弯承载力计算方法，包括根据钢管混凝土构件的套箍系数，并通过钢管混凝土构件轴力与弯矩的相关关系表示所述钢管混凝土构件压弯承载力：

式中，n为钢管混凝土构件中轴力的无量纲内力，m为钢管混凝土构件中弯矩的无量纲内力，f(n，m)为n-m相关曲线，以表示所述钢管混凝土构件的压弯承载力，ξ为钢管混凝土构件的套箍系数，M为套箍系数ξ的高阶多项式最高幂次，k₀-k_M+1为套箍的待定系数，f(ξ)为套箍系数的影响系数。

进一步地，当f(n，m)1时，所述钢管混凝土构件压弯承载力满足受力的要求。

进一步地，所述钢管混凝土构件的套箍系数通过钢管混凝土构件中钢管的截面面积、钢管的屈服强度、混凝土的轴心抗压强度及混凝土的截面面积计算得到，所述套箍系数按照如下公式计算：

ξ＝A_sf_y/(f_cA_c)    公式(2)

式中，A_s钢管的截面面积，f_y为钢管的屈服强度，A_c为混凝土的截面面积，f_c为混凝土的轴心抗压强度。