圆钢管混凝土在自由扭转作用下扭矩-应变理论模型

• 作者: 赵均海 高伟琪 樊军超
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: 钢管混凝土 自由扭转 统一强度理论 扭矩-应变模型 抗扭承载力
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 土木工程学科|CIVIL ENGINEERING
• 页码范围: 175-187
• 页数: 13页
• 分类号: TU311
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.12.0911

摘要

为研究圆钢管混凝土在自由扭转下的扭矩-应变关系,将圆钢管混凝土在自由扭转下的全过程分为混凝土开裂前、钢管屈服前和钢管屈服后三个阶段.通过对不同阶段的钢管和混凝土受力状态和相互作用分析,以统一强度理论为基础推导出钢材和混凝土的抗剪强度,结合切应变与正应变的关系,钢材采用理想弹塑性本构关系,混凝土采用考虑软化效应的本构关系,利用极限平衡理论推导出圆钢管混凝土在自由扭转下扭矩-应变分段式函数模型和抗扭承载力.理论模型和抗扭承载力与试验结果吻合良好,在此基础上分析了混凝土强度、钢材强度、含钢率和钢管直径对扭矩-应变关系曲线的影响,并提出应用建议.该文中的理论模型定量地阐述了钢管与混凝土之间的相互作用,能够适用于圆钢管混凝土在自由扭转下的分析和设计.