纵向初应力下圆钢管混凝土轴压短柱受力特性及影响研究

本文主要探讨了"纵向初应力作用下圆钢管混凝土轴压短柱的受力机理"，由丁发兴和余志武两位学者在中南大学土木建筑学院进行的研究。他们运用连续介质力学的方法，针对在施加纵向初应力条件下的圆钢管混凝土同心圆柱体，构建了一种计算模型。该模型不仅包含了钢管和混凝土在受压时的弹性行为，还建立了初应力下钢管混凝土组合的弹性模量理论计算公式以及应力-应变关系的理论表达式。 研究者通过编写计算程序，对圆钢管混凝土在受到纵向初应力下的受力过程进行了弹塑性全过程的分析，并将理论结果与实验数据进行了对比验证。研究的重点在于分析了不同初应力系数下，钢管轴向应力-应变关系、环向应力-应变关系，以及核心混凝土的轴向应力-应变关系和径向应力-应变关系的变化。结果显示，随着初应力的增大，核心混凝土的纵向刚度和径向压应力会降低，而钢管的环向拉应力和纵向压应力则有所上升，这表明套箍约束作用和极限承载力受到了负面影响。然而，尽管如此，初应力对组合弹性模量的影响相对较小。 论文的关键点在于强调了在实际工程中，由于钢管在混凝土浇筑前已承受了一定的初应力，这种初始状态对后续受力性能的影响不容忽视。作者通过比较两种常见的试验方法，指出了第一种方法的试验误差和理论模型构建的困难，而第二种方法虽然更接近工程实践，但仍需进一步深入研究。 本文的研究成果对于理解和优化钢管混凝土结构在纵向初应力下的设计和施工具有重要意义，有助于提高结构的安全性和经济性，为相关领域的工程实践提供了理论依据。