钢管混凝土结构的发展及应用__墨水学术,论文发表,发表论文,职称(2)

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刚度，构件截面的强度承载能力就不能得到很好地发挥。
　　因此从老式的钢筋混凝土的电线杆可以得到启示，将钢管混凝土构件靠近形心部位的材料去掉，制成空心钢管混凝土构件。80年代中期我国就开始了空心钢管混凝土的研究，但是那时的空心钢管混凝土是在空钢管中放入一定量的混凝土，在旋转机上高速旋转而成，这种结构现场施工不便，而且由于核心混凝土的减少，抗压强度也随之减少。
　　到了90年代初，国外的一些学者开始研究一种新型的钢管混凝土——中空夹层钢管混凝土（ConcreteFilledDoubleSkinSteelTubes），简写为CFDST，即在两个同心放置的钢管之间灌注混凝土而成的构件，这种构件既保持了钢管混凝土基本优点，又具有截面开展、自重轻的特点。
　　和实心钢管混凝土上百年的研究历史相比，针对中空夹层钢管混凝土的研究仅有十余年，基本上还处于起步的阶段。自上个世纪九十年代以来，美、日、澳大利亚和我国台湾的部分学者先后开展了一些有关其力学性能的研究工作，但这些工作基本上以试验研究为主，尚未见深入、系统的理论研究。目前对中空夹层钢管混凝土的研究还主要集中在短柱的轴压性能和压弯构件的滞回性能研究方面。下面列举部分国内外有关中空夹层钢管混凝土的研究：
　　1.    1995年，SWEI,STMAU,CVIPULANANDAN,SKMANTRALA在《JournalofStructuralEngineering》（结构工程杂志）刊登了圆中空夹层混凝土轴压短试件在一次加载和循环加载作用下的力学性能研究。一次轴压加载的试验结果表明：试验时构件的轴压极限承载力比钢管和混凝土二者叠加的承载力要高出10～30％，同时在承载力峰值点处的应变值达到了1％，大于钢管或混凝土单独加载时各自峰值点处的应变值。试验结果还表明，钢管和混凝土之间的相互作用使得钢管的局部屈曲大大延迟，在钢管发生局部屈曲后，由于混凝土的存在使得钢管的屈曲发展较慢，这种情况一直保持到混凝土被压碎。循环加载试验结果表明：循环加载对构件荷载－变形关系的影响和一次加载情况比相差不大。
　　2.    蔡克铨，林敏郎2001年发表的《双钢管填充混凝土中空桥柱耐震行为（一）》一文中的试验结果表明：中空夹层钢管混凝土柱的峰值应变约为无约束混凝土的1.6～2.3倍，表明混凝土受到了良好的约束。而中空夹层混凝土柱的综合弹性模量为实心钢管混凝土柱的1.5倍以上，表明中空夹层钢管混凝土有着良好的轴向刚度。另外中空夹层钢管混凝土的抗弯能力也高于实心钢管混凝土。
　　3.    在2002年YAGISHITA,HKITOH,MSUGIMOTO,TTANIHIRA,KSONODA发表的《DoubleSkinCompositeTubularColumnsSubjectedtoCyclicHorizontalForceandConstantAxialForce[C]》一文中，他们对圆中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能进行了试验研究，按1：10的比例以一个实桥的桥墩为原始模型，制作了4个中空夹层钢管混凝土试件和2个实心钢管混凝土对比试件。试验结果表明：中空夹层钢管混凝土试件的截面中空并未影响其变形能力，其极限承载力比相同外管的实心钢管混凝土试件高。
　　日本在上个世纪90年代曾将中空夹层钢管混凝土应用于高架桥的桥墩，取得了较好的效果。以前在跨越深谷的铁路桥或公路桥的高桥墩设计上，通常采用钢筋混凝土薄壁墩，其截面较大，施工时需要采用滑模、爬模和翻模等方法，且结构的抗震能力差。如果采用实心钢管混凝土，由于桥墩比较细长，桥墩的承载力由刚度控制，构件的强度承载力就不能得到充分发挥。此时采用中空夹层钢管混凝土就比较合适，不仅可以克服以上缺点，且可以简化施工、节省工期，达到良好的经济效应。
　　和高桥墩类似，中空夹层钢管混凝土还可以被用作海洋平台结构的支架柱。此外，当高耸结构和高层结

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