初始缺陷对矩形钢管混凝土柱壁板屈曲后强度的影响

卢 迅，刘永健,2，孙立鹏，姜 磊,2

(1.长安大学 公路学院，陕西 西安 710064；2.长安大学 公路大型结构安全教育部工程研究中心，陕西 西安 710064)

0 引 言

矩形钢管混凝土柱具有承载力高、设计灵活、建筑造型美观和可装配化施工等特点，近几十年来在建筑及组合桁梁桥中受到广泛运用[1-4]。矩形钢管混凝土柱由外包壁板和内填混凝土组成，无论作为轴心受压构件还是受弯构件，都存在壁板受到均匀分布压应力的情况；计算柱的极限承载力时，需要知道壁板的屈曲后强度，由于有混凝土约束了壁板向内变形，其屈曲行为不同于空钢管。几何初始缺陷和焊接残余应力的产生是壁板在制作及焊接过程中不可避免的。因此，有必要对考虑焊接残余应力和几何初始缺陷且受均匀分布压应力的钢管混凝土柱壁板屈曲后强度进行研究。

Tao等[5-6]研究发现几何初始缺陷和焊接残余应力使组合柱承载力降低，而Aslani等[7]研究结果表明对于组合柱的承载力应该考虑焊接残余应力和几何初始缺陷耦合作用下的影响，单因素对组合柱承载力的影响可以忽略。以上学者主要关注焊接残余应力和几何初始缺陷对组合柱极限承载力影响，而几何初始缺陷及焊接残余应力是壁板所具有的特征，Shi等[8]建立了考虑焊接残余应力和几何初始缺陷的空钢管有限元模型，研究不同钢材强度和宽厚比对壁板屈曲后强度的影响，并提出了屈曲后强度计算公式。由于有混凝土作为刚性支撑，矩形钢管混凝土柱壁板屈曲行为不同于空钢管壁板屈曲行为，具有更高的强度[9]，Liang等[10]通过有限元参数分析，研究了强度为300 MPa的壁板在不同几何初始缺陷、焊接残余应力和宽厚比下的屈曲后强度，结果表明初始缺陷越大，壁板的屈曲后强度越低，焊接残余应力的存在降低了壁板的屈曲后强度，细长板的后局部屈曲行为对焊接残余应力的存在并不十分敏感，并根据数值试验结果提出了有效宽度计算公式。学者通过仅在组合柱壁板上加载的试验和有限元模型，得到了壁板的屈曲后强度[11-18]。

随着高强钢材的发展，在不改变组合柱极限承载力大小的情况下，可以将壁板设计更薄，这也造成了壁板宽厚比相应增大，局部屈曲应力与壁板宽厚比有关，残余压应力也与壁板宽厚比有关[19-20]，因此，针对不同宽厚比的壁板，焊接残余应力对其屈曲后强度的影响是不同的，Uy[16]认为焊接残余应力对壁板在弹性范围内的局部屈曲有很大影响，但一般不影响截面的屈曲后强度，几何初始缺陷对后局部屈曲能力有显著影响。Lee等[21]研究表明只有宽厚比远远超过100的超薄壁板焊接残余应力对屈曲后强度的影响才会明显(高达15%)。Guo等[11]通过有限元参数分析，研究了不同几何初始缺陷和焊接残余应力大小对壁板屈曲后强度的影响，结果显示当相对高厚比小于50时，焊接残余应力和几何初始缺陷对屈曲后强度影响不大，能够达到屈服强度。当相对高厚比在50～170之间变化时，屈曲后强度随几何初始缺陷的增大而减小，高厚比大于170时，几何初始缺陷对屈曲后强度影响不大，并且计算出焊接残余应力为0.1fy(fy为钢材的屈服强度)和0.2fy时的屈曲后强度下降幅度分别为6%和11%。Song等[22]也进行了有限元参数分析，参数包括钢材强度、有无焊接残余应力和几何初始缺陷等，但是在上述参数分析过程中，没有体现宽厚比变化对壁板屈曲后强度的影响。由于宽厚比的增大，造成了局部稳定问题突出，Tao等[5,23-24]通过在壁板上焊接纵向加劲肋防止板件在屈服之前发生局部失稳，焊接加劲肋的过程中会在壁板中产生自平衡的焊接残余应力，因此，焊接残余应力对加劲板屈曲后强度的影响更为复杂。

以上研究表明几何初始缺陷和焊接残余应力对矩形钢管混凝土柱的极限承载力存在影响；随着宽厚比的变化，对不同钢材强度的壁板屈曲后强度受焊接残余应力和几何初始缺陷影响的变化规律还未进行详细研究，且现有规范还未给出矩形钢管混凝土柱壁板的屈曲后强度有效宽度计算公式。

本文通过显式动力有限元分析，建立了考虑几何初始缺陷和焊接残余应力的有限元模型，通过与试验数据对比，验证了有限元模型的准确性，并进行参数分析，研究了钢材强度、宽厚比、几何初始缺陷和焊接残余应力对壁板轴心受压屈曲后强度的影响。基于有限元模拟结果提出了矩形钢管混凝土柱壁板有效宽度计算公式，将有效宽度公式计算值与已有试验数据对比，进一步验证了公式的可靠性。

1 初始缺陷介绍

组成矩形钢管混凝土柱的壁板在制作及焊接过程中不可避免地会产生几何初始缺陷和焊接残余应力。焊接残余应力是在焊接时，由于加热和冷却过程中的塑性和弹性应变差异引起的，几何初始缺陷是在制作及焊接过程中，由于加热和冷却过程的不均匀而造成截面沿柱宽和柱高呈半波状变形。组成矩形钢管混凝土柱的箱型截面见图1，其中b为壁板的宽度，t为壁板的厚度。

图1 矩形钢管混凝土柱箱型截面

1.1 焊接残余应力分布模式

焊接残余应力分布模式可用图2来表示(σrt为残余拉应力，σrc为残余压应力，α和β为残余拉应力分布几何形状的2个尺寸参数。)，当α/β=0时，表示残余拉应力具有三角形图形的应力分布，残余压应力具有梯形的应力分布；当0<α/β<1时，表示残余拉应力和残余压应力均具有梯形的应力分布；当α/β=1时，表示残余拉应力和残余压应力均具有矩形的应力分布。对于不同的α/β取值，焊接残余应力对壁板屈曲的影响是不同的。

图2 焊接箱型截面壁板残余应力分布模型

已有文献[6-7,11,25-27]在有限元建模时也考虑了焊接残余应力的影响，焊接残余应力分布模式多是采用Uy[14,16,28]提出的矩形焊接残余应力分布模型，如图3所示，此时α/β=1，残余压应力的取值范围一般为0.1fy～0.3fy，以0.2fy居多，残余拉应力的大小一般取钢材的屈服强度fy。文献[19-20]通过实测表明残余压应力的大小与壁板宽厚比有关，因此按照上述焊接残余应力分布模式选取对于本文研究不太精确。

图3 矩形残余应力分布模型

本文采用Song等[22]提出的焊接残余应力分布模式，如图4所示(a1表示残余拉应力取值线形变化区域，a2表示残余压应力分布区域)，残余拉应力存在焊缝附近，残余压应力则存在其他区域与残余拉应力自平衡，焊接残余应力分布模式中的参数根据Ban等[29]的研究成果确定，并采用Shi等[8]提出的残余压应力和残余拉应力取值，式(1)中残余拉应力取值的合理性在于：对于普通强度钢材，由于强度较低，焊接截面的残余拉应力一般接近钢材强度；对于高强钢材，残余拉应力的取值则较实测值高，因此，截面其他部位的残余压应力数值和分布范围更大，对于构件的稳定性是不利的，偏于安全。式(1)中残余压应力取值是由一系列不同钢材等级的实测残余压应力值拟合而来的，其中包括屈服强度为235，460，690，960 MPa的钢材。

图4 焊接残余应力分布模型

残余拉应力大小为

(1)

残余压应力大小为

(2)

1.2 几何初始缺陷

已有文献[5-6,25,30]认为几何初始缺陷的分布可以通过初始局部屈曲形状来理想化，模拟中采用了Wright[31]提出的矩形钢管混凝土轴心受压柱的局部屈曲形状。由于几何初始缺陷并不是对组合柱加载过程中形成的，因此，几何初始缺陷采用初始局部屈曲形状来理想化不是很合理。对于几何初始缺陷的大小取值，文献[18,32-34]采用实测的壁板几何初始缺陷，并赋予到矩形钢管一阶屈曲模态中，规范[35-39]中几何初始缺陷大小取值有b/500，b/200，b/150，b/100。

文献[5]表明实测的几何初始缺陷和将屈曲模态作为几何初始缺陷对组合柱极限承载力的影响几乎相等，因此，本文取壁板的一阶屈曲模态作为几何初始缺陷。几何初始缺陷的大小按文献[35]中规定的选取，如图5所示(δ1，δ2，δ3和δ4为矩形钢管一阶屈曲模态中壁板发生最大变形位置处的几何初始缺陷)。

图5 箱型壁板的几何初始缺陷

几何初始缺陷大小为

δ1=δ2=δ3=δ4=b/200

(3)

2 有限元模型的建立

为了研究分析壁板几何初始缺陷和焊接残余应力对壁板屈曲后强度的影响，采用通用有限元软件ABAQUS建立精确的有限元模型，模拟矩形钢管混凝土柱壁板局部屈曲和后局部屈曲行为。

2.1 模型描述

矩形钢管混凝土柱存在混凝土和壁板由于大变形和接触问题而产生的数值收敛问题，本文根据Thai等[40]提供的ABAQUS/Explicit使用指南，利用显式方法建立精确的有限元模型，显式解的精度取决于加载速率，在适当控制加载速率的情况下，显式方法可以准确地预测拟静态行为。为了获得壁板的非线性后屈曲行为，采用了位移加载控制，加载速率为0.5 mm·s-1，虽然该速率可能略高于实际加载速率，但通过校核能量输出，模型加载时的动能与内能的比值远低于10%，因此可认为分析是准静态的。

矩形钢管混凝土柱的有限元模型如图6所示，壁板采用4节点减缩积分壳单元(S4R)，混凝土采用8节点减缩积分实体单元(C3D8R)，钢板与混凝土之间接触的相互作用使用“Surface to surface(explicit)”选项。在相互作用属性上定义壁板与混凝土之间采用“硬”接触，即允许两者之间的接触面可以分离，但不穿透，壁板不会向内屈曲，切向则忽略壁板与混凝土之间的摩擦，混凝土只作为刚性介质。壁板的网格尺寸指定为5%板件宽度，通过网格收敛性分析，当壁板网格尺寸减小为2.5%板件宽度时，数值结果的偏差在1%之内，证明前一种网格划分可以在保证计算精度的情况下有效提高计算效率。将位于端部截面中心的参考点与钢板端部截面使用“Coupling”约束，以方便边界条件的处理和施加荷载，模型中荷载只施加在壁板上。柱顶面的钢板截面仅允许发生轴向位移，而其他方向的平动和转动被约束，柱底面的钢板和混凝土截面均采用固接约束。

图6 有限元模型

235 MPa钢材的应力-应变关系采用多折线各向同性硬化本构模型[8]。高强钢材应力-应变关系采用施刚等[41]提出的考虑应变硬化的多折线弹塑性本构模型，如图7所示，模型中相关参数取值见式(4)～(9),应变硬化指标n取16。

图7 高强钢材多折线本构模型

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

式中：fu和εu分别为钢材的抗拉强度和对应的极限应变；E为弹性模量；fh和εh分别为弹性模量第3次变化处对应的钢材应力和全应变；ε0为钢材达到0.85fy时对应的弹性应变；εy和E0.2分别为拉伸试验中塑性应变0.2%对应的全应变和弹性模量；m为第2阶段应变硬化指数。

该多折线模型是在Ramberg-Osgood非线性模型的基础得到的，可以认为是对非线性曲线本构模型的线性逼近，既能准确模拟高强钢材在轴压荷载下的应力-应变关系，又兼顾了计算效率。由于内填的混凝土仅起到刚性基底的作用，外荷载只施加在钢板上，故可忽略混凝土的非弹性行为而只模拟了它的线弹性行为。

对于几何初始缺陷的添加，先进行特征值分析获取矩形钢管柱的一阶屈曲模态，如图8所示。再根据EC3的几何初始缺陷大小取值，并通过ABAQUS关键字“Imperfection”来施加。

图8 矩形钢管一阶屈曲模态

对于焊接残余应力，在模型中采用“Predefined field”模块来施加，为了方便在有限元中添加焊接残余应力，在第1.1节的基础上，按照图9所示，采用简化的焊接残余应力模型添加残余应力，在厚度t范围内按式(1)取值，在a1范围内残余拉应力取值为t范围内残余拉应力值的一半，残余压应力范围a2则根据自平衡来计算。

图9 焊接残余应力简化模型

2.2 模型验证

将本文有限元模型预测的荷载-轴向位移曲线、破坏模式和极限承载力与文献[12],[14],[15]中的试验结果进行对比。可以看出，本模型不仅可以对壁板的荷载-轴向位移进行较准确地预测(图10)，而且还较准确地预测了破坏模式(图11)，更为重要的是能够对壁板的屈曲后行为进行预测。屈曲后强度的数值结果Nfem与试验结果Ntest比值的平均值和标准差分别为1.004和0.054(表1)。因此，本文建立的有限元模型可以用来研究焊接残余应力和几何初始缺陷对壁板屈曲后强度的影响。

图10 荷载-轴向位移曲线对比

表1 极限承载力对比

图11 试件CS30-SH(B)的破坏模式对比

2.3 壁板屈曲后强度

如图12所示(Nu为壁板所承受的极限荷载，A为壁板的横截面面积，Ny为不考虑壁板局部屈曲和材料应变硬化影响的预计截面承载力，be为壁板有效宽度)，壁板在逐渐增加的荷载下，厚实截面屈服之后发生塑性屈曲，屈曲后的强度发展有限；非厚实及柔薄截面在屈服之前先发生局部屈曲，从而引发整个壁板截面的应力重分布，靠近壁板中间区域屈曲变形大，轴向刚度迅速降低而趋于卸载，靠近支承边缘的区域受局部屈曲的影响不大，具有较强的刚度，屈曲后的壁板中面会产生薄膜应力。当壁板一个方向有外力作用而发生屈曲时，在另一个方向的薄膜拉力会对它产生支持作用，壁板作为一个整体仍然可以承受不断增加的荷载，但刚度有所降低，直至达到屈曲后强度。

图12 典型Nu/Ny-轴向位移曲线

壁板的屈曲后强度σu可表达为

(10)

2.4 有限元模型几何参数

建立宽厚比(b/t)范围为15～180的有限元模型，轴心受压数值试验共计548例；钢材的屈服强度包括235，460，690，960 MPa四种。本文建立的有限元模型截面形状如图1所示，壁板厚度统一取5 mm，试件长度取试件宽度的3倍，可以保证壁板在轴心受压情况下，不会受到矩形钢管混凝土柱整体失稳的影响[42]。

3 参数分析

为了研究焊接残余应力和几何初始缺陷对壁板屈曲后强度的影响，下文进行有限元参数分析，分别建立相应的有限元模型，有限元模型分为4类：第1类，在有限元模型中考虑了焊接残余应力和几何初始缺陷耦合作用的影响，相应的壁板屈曲后强度有限元计算结果用符号“res&imp”表示；第2类，在有限元模型中仅考虑几何初始缺陷的影响，相应的壁板屈曲后强度有限元计算结果用符号“imp”表示；第3类，在有限元模型中仅考虑了焊接残余应力的影响，相应的壁板屈曲后强度有限元计算结果用符号“res”表示；第4类，在有限元模型中不施加焊接残余应力和几何初始缺陷，相应的壁板屈曲后强度有限元计算结果用符号“non”表示。

3.1 焊接残余应力与几何初始缺陷对屈曲后强度的影响

图13为钢材有限元计算结果，其中有限元计算结果之比指第1，2，3类有限元模型计算结果与第4类有限元模型计算结果的比值。由图13可知：对于不同强度的钢材，焊接残余应力和几何初始缺陷均能影响壁板的宽厚比限值，使壁板的宽厚比限值变小；对于强度为235 MPa的钢材，不施加焊接残余应力和几何初始缺陷的壁板屈曲后强度最大，仅考虑几何初始缺陷影响的壁板屈曲后强度次之；在宽厚比小于85时，同时考虑焊接残余应力和几何初始缺陷两者影响的壁板屈曲后强度最小，仅考虑焊接残余应力影响的壁板屈曲后强度比前者稍大，而当宽厚比大于85时，仅考虑焊接残余应力影响的壁板屈曲后强度最小，同时考虑焊接残余应力和几何初始缺陷影响的壁板屈曲后强度较前者稍大。对于强度为460，690，960 MPa的高强钢材，在宽厚比小于一定值时，不施加焊接残余应力和几何初始缺陷的壁板屈曲后强度最大，仅考虑几何初始缺陷影响的壁板屈曲后强度次之；同时考虑焊接残余应力和几何初始缺陷两者影响的壁板屈曲后强度最小，仅考虑焊接残余应力影响的壁板屈曲后强度比前者稍大，而当宽厚比大于一定值时，res约等于res&imp，imp约等于non。对于强度为460，690，960 MPa的钢材，当宽厚比分别大于65，55，65时，在有限元模型中施加了焊接残余应力后，可以不考虑几何初始缺陷的影响。因此，对于高强钢材(屈服强度大于460 MPa)，若有限元模型中施加了焊接残余应力，当宽厚比大于65时，则可以不考虑几何初始缺陷对屈曲后强度的影响。

图13 钢材有限元计算结果

由图13还可知：仅考虑几何初始缺陷对不同钢材强度的壁板屈曲后强度的影响较小，分别使钢材强度为235，460，690，960 MPa的壁板屈曲后强度最多降低6%，7%，7%，6%左右，而考虑焊接残余应力和几何初始缺陷两者耦合作用及仅考虑焊接残余应力对壁板屈曲后强度均有较大的影响，对于235 MPa钢材，均使壁板屈曲后强度最多降低20%左右；对于460 MPa钢材，均使壁板屈曲后强度最多降低16%左右；对于690 MPa钢材，分别使壁板屈曲后强度最多降低14%和15%左右；对于960 MPa钢材，分别使壁板屈曲后强度最多降低13%和15%左右。因此，几何初始缺陷可使壁板屈曲后强度最多降低7%左右，不受钢材强度的影响，而考虑焊接残余应力和几何初始缺陷两者耦合作用及仅考虑焊接残余应力可使壁板屈曲后强度最多降低20%左右，且随着钢材强度的增加，考虑焊接残余应力和几何初始缺陷两者耦合作用及仅考虑焊接残余应力对壁板屈曲后强度的影响逐渐减小。

焊接残余应力和几何初始缺陷之所以能降低壁板屈曲后强度，一方面是因为焊接残余应力使板件中部提前进入屈曲状态，另一方面几何初始缺陷的添加相当于板件发生了微小的局部屈曲变形，板件已经进入了一定程度的局部屈曲状态。因此，焊接残余应力和几何初始缺陷的存在能降低壁板屈曲后强度主要是因为壁板在承载之前就已经发挥了一定程度的强度，由壁板剩余强度继续承载。

图14为焊接残余应力和几何初始缺陷对壁板屈曲后强度的影响。由图14可知：强度为235 MPa的普通钢材在相对宽厚比1.0附近屈曲后强度降低最多，对于高强钢材则在相对宽厚比1.1附近屈曲后强度降低最多，对于不同强度等级的钢材，焊接残余应力和几何初始缺陷两者耦合作用及仅考虑焊接残余应力对壁板屈曲后强度的影响均大体呈现先增大后减小的趋势，最后趋近于1。这是由于壁板的屈曲后强度由两部分组成，一部分是屈曲前强度，一部分是局部屈曲发生之后发展的强度，焊接残余应力和几何初始缺陷主要影响屈曲前强度。当相对宽厚比很小时，壁板的承载力绝大部分由屈曲前强度组成，壁板屈服后发生塑性屈曲，发展有限的屈曲后强度到达屈曲后极限强度，屈曲后强度不受焊接残余应力和几何初始缺陷的影响；随着相对宽厚比的增大(壁板的局部屈曲应力在减小)，屈曲前强度占比较大，壁板发生弹塑性屈曲时，受到焊接残余应力和几何初始缺陷的影响，较早发生局部屈曲，壁板的屈曲后强度随着宽厚比的增大而减小较快，焊接残余应力和几何初始缺陷对屈曲后强度的影响随着宽厚比的增大而增大；随着宽厚比的继续增大，壁板发生弹性屈曲，屈曲后强度占比较大，焊接残余应力和几何初始缺陷对屈曲后强度的影响随着相对宽厚比的增大而减小；可以明显看出，随着钢材等级的提高，考虑焊接残余应力和几何初始缺陷两者耦合作用及仅考虑焊接残余应力对壁板屈曲后强度的影响逐渐减小。这是由于当钢材强度较低时，壁板屈曲后强度较小(图13)，而焊接残余应力只与壁板宽厚比和厚度有关，因此，焊接残余应力和几何初始缺陷对壁板屈曲后强度影响更大。

图14 焊接残余应力和几何初始缺陷对壁板屈曲后强度的影响

3.2 几何初始缺陷取值对壁板屈曲后强度的影响

图15为几何初始缺陷δ大小对壁板屈曲后强度的影响，可以看出，对于460 MPa钢材，施加不同几何初始缺陷得到的壁板屈曲后强度数值之间的差异较小，当宽厚比小于95时，随着几何初始缺陷的增大，壁板的屈曲后强度逐渐降低。当宽厚比较大时，屈曲后的强度占比较大，而壁板屈曲后的强度主要是由薄膜应力提供，几何初始缺陷对薄膜应力的影响较小，对于不同几何初始缺陷取值得到的壁板屈曲后强度没有明显的规律性。

图15 几何初始缺陷大小对460 MPa钢材壁板屈曲后强度的影响

4 壁板屈曲后强度的计算

从上述分析可知，焊接残余应力和几何初始缺陷会使壁板屈曲后强度降低，壁板发生局部屈曲时又受到混凝土(刚性基底)的约束作用。下文对数值试验结果进行分析，提出了矩形钢管混凝土柱壁板有效宽度计算公式，并且进一步与已有试验数据比较，验证公式的可靠性。

4.1 有效宽度计算公式的提出

计算空钢管屈曲后强度的有效宽度计算公式首先是由Von Karman提出，如式(11)所示

(11)

考虑受到几何初始缺陷和焊接残余应力的影响，规范[35,43]对式(11)进行了修正，给出计算空钢管壁板的有效宽度计算公式，分别为

(12)

(13)

将壁板屈曲后强度有限元计算结果与规范按有效宽度公式计算的结果进行对比(图16)，在相对宽厚比较小时，采用规范高估了壁板的屈曲后强度，而在相对宽厚比较大的情况下，则低估了壁板的屈曲后强度，为了能够较为准确地预测矩形钢管混凝土柱壁板的屈曲后强度，基于数值试验结果提出采用式(14)来预测壁板的屈曲后强度

图16 式(14)曲线与规范曲线对比

(14)

4.2 试验数据验证

为了验证提出的有效宽度计算公式的准确性，将式(14)与仅在钢截面上加载的试验数据[12-16,18]进行对比，如图17所示，式(14)预测的壁板屈曲后强度与试验结果吻合较好，总体偏于保守。表2给出了根据试验和式(14)得到的有效宽度be,test，be,pre，预测结果与试验结果比值的平均值为0.962，标准差为0.061。因此，本文提出的有效宽度计算公式可以准确且偏保守地预测壁板的屈曲后强度。

图17 式(14)曲线与试验数据比较

表2 有效宽度预测结果与试验结果比较

5 结 语

(1)本文建立的显式动力有限元模型能够较好地模拟矩形钢管混凝土柱壁板考虑几何初始缺陷及焊接残余应力后的局部屈曲和屈曲后行为，通过与现有试验数据对比，验证了该模型的可靠性。

(2)焊接残余应力和几何初始缺陷对宽厚比限值及屈曲后强度都有影响。焊接残余应力和几何初始缺陷两者耦合作用及仅考虑焊接残余应力对壁板屈曲后强度的影响均大体呈现先增大后减小的趋势，几何初始缺陷可使壁板屈曲后强度最多降低7%左右，不受钢材强度的影响；考虑焊接残余应力和几何初始缺陷两者耦合作用或仅考虑焊接残余应力可使壁板屈曲后强度最多降低20%左右，且随着钢材强度的增加，对壁板屈曲后强度的最大影响逐渐减小。对于高强钢材(屈服强度大于460 MPa)，当宽厚比大于65时，可以忽略几何初始缺陷的影响。

(3)基于有限元数值结果给出了矩形钢管混凝土柱壁板有效宽度计算公式，并且与试验结果吻合较好。提出的有效宽度公式可以较为准确且偏保守地预测矩形钢管混凝土柱壁板屈曲后强度。