沿边长脱空缺陷的方钢管混凝土短柱承载力分析

摘要

桥梁中的方钢管混凝土墩柱在服役过程中由于材料特性、昼夜和季节温差等因素影响，很可能会产生沿边长分布的脱空缺陷。基于试验验证的有限元分析模型，从荷载-位移特征曲线、荷载分配比例和钢管-混凝土相互作用方面对比分析了沿边长脱空缺陷对方钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响，并研究了脱空边数、脱空率、混凝土强度、钢材屈服强度、含钢率5个参数对沿边长脱空缺陷的方钢管混凝土短柱轴压承载力的影响。分析结果表明：轴压荷载作用下，与无脱空缺陷的方钢管混凝土柱构件相比，沿边长脱空缺陷的方钢管混凝土短柱的承载力降幅随着脱空边数、脱空率和钢材屈服强度的增大而增大，随着混凝土强度的增大而减小；当脱空率固定，脱空边数变化时，含钢率的变化对承载力降幅影响不明显；当脱空边数为4,脱空率变化时，高含钢率构件随脱空率的增大，承载力降幅显著。基于脱空边数和脱空率对构件极限承载力的影响，提出了考虑沿边长脱空缺陷影响的方钢管混凝土轴压承载力的简化计算公式。

关键词

方钢管混凝土 / 沿边长脱空缺陷 / 轴压性能 / 有限元分析 / 简化计算方法