軸心受壓鋼套管構件加固理論及應用

遼寧省建設科學研究院 遼寧省沈陽市 110005

摘要：套管構件由內(nèi)管及外管組成，外管能為內(nèi)管提供側(cè)向支撐，控制內(nèi)管失穩(wěn)，從而提高內(nèi)管的受壓承載力。套管構件是一種新型的鋼壓桿穩(wěn)定加固形式，可應用于對受壓鋼構件失穩(wěn)比較敏感的一類空間結(jié)構。本文首先利用典型的套管構件構造模型，闡述了軸心受壓套管加固法的基本原理；然后以一網(wǎng)架工程為例，分析套管加固法對提高結(jié)構承載能力的效果。結(jié)果表明：套管構件能夠有效改善網(wǎng)架結(jié)構的局部應力狀況，解決了受壓鋼管的失穩(wěn)問題，提高了網(wǎng)架結(jié)構的極限承載力。

關鍵詞：套管構件；穩(wěn)定加固；軸壓荷載；網(wǎng)架結(jié)構

一、前言

軸心受壓鋼構件的穩(wěn)定問題是鋼結(jié)構工程設計中需要考慮的重要環(huán)節(jié)，在鋼結(jié)構的發(fā)展歷程中，由于桿件失穩(wěn)造成的工程事故不勝枚舉。對這些桿件進行穩(wěn)定加固，采取相應的失穩(wěn)控制措施是避免事故發(fā)生的有效途徑。

自1990年印度學者SridharaBN提出了套管構件，套管構件加固法已越來越受到結(jié)構工程師們的重視。套管構件由內(nèi)管及外管組成，內(nèi)管承受軸向壓力，外管為內(nèi)管提供側(cè)向支撐，抑制內(nèi)管的彎曲變形，從而達到提高內(nèi)管穩(wěn)定性的目的。將套管構件應用于網(wǎng)架結(jié)構中，在受壓較大的桿件處添加外管，形成套管構件后，結(jié)構的局部應力狀況得到有效改善，極限承載力有較大程度的提高。

本文介紹改進的套管構件形式；以套管構件簡化的力學模型，闡述套管構件受力性能分析過程及套管加固法的基本原理，并以蒲岸管橋網(wǎng)架工程為例，利用ANSYS軟件建模，分析了套管構件在結(jié)構中的受力性能。……