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螺旋管混凝土的基本工作原理是什么

文章来源:天津海诚钢联 作者:无缝钢管厂家 发布时间:2020-12-18 10:31
      螺旋管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件,一般都不再配钢筋。只在极少数的情况下,例如柱子承受特别大的压力,或压力小而弯矩大,以及除压力外,还可能承受很大的上拔力时,则在管内配置纵向钢筋和箍筋图1-52(a)示一圆钢管混凝土短试件,在纵向轴心压力N的作用下,产生纵向压应变e3。由此将引起钢管和核心混凝土的环向应变E1,和ε1,它们分别按下列公式计算式中p,和P分别是钢材和混凝土的泊松比(pe又称混凝土的横向变形系数)。众所周知,钢材在弹性工作阶段μ=0.250.30,平均值为0.283,达到塑性阶段时p=0.5。混凝土的横可变形系数μk则随其纵向压应力的大小而改变,由低应力开始为0.17,随压应力的增大而增大,由0.17增至0.5,又增至大于0.5,达极限状态时,由于纵向开裂,甚至大于1.0。螺旋管混凝土的基本工作原理是什么

       由此可见,圆螺旋管混凝土短试件在轴心压力N的作用下,开始时p<p;待钢管纵向压应力a≈fp(比例限)时≈。因此,在N力继续增大,钢管应力超过比例极限后,将大于p,即>e1。意味着这时核心混凝土向外扩张的变形应大于钢管的直径扩张变形。这就使钢管箍住了混凝土,阻碍了核心混凝土的直径扩张。由此而产生了钢管与核心混凝土之间的相互作用力p,此力称为紧箍力,如图1-52(b)中所示。这就使钢管和核心混凝土都处于三向应力状态。钢管纵向受压(σ3)、径向受压(a2),环向受拉(σ1);而核心混凝土纵向、径向和环向皆受压(3、如2、d),如图1-52(a)所示。图1-53(a)示紧箍力p的分布钢管混凝土轴心受压时产生紧箍效应,是螺旋管混凝土具有特殊性能的基本原因。因为钢管混凝土构件在轴心压力作用下,钢管和核心混凝土都处于三向应力状态下,与单向受压时不同,其性能发生了改变。图1-55示钢材在三向应力状态下的应力强度a;与应变强度间的关系。最上一条曲线为单向受压时的关系,下面的曲线是三向应力状态异号应力场时应力强度与应变强度的关系,可见在三向应力状态(纵向受压而环向受拉)下,钢材的屈服强度∫降低,而极限应变却增大,即强度下降,塑性变形能力增大图1-56示混凝土三向受压时的应力应变关系。最下一根曲线是单向受压时的应力应变关系,其余曲线为有紧箍力时,混凝土三向受压时的应力应变关系。随着紧箍力的增大,混凝土的抗压强度提高,弹性模量也提高,而且塑性变形能力也大大增加,当紧箍力大到一定程度,混凝土的应力应变关系无下降段塑性变形能力将无穷增大。


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