GFRP套管鋼筋鋼骨混凝土短柱軸壓承載力研究

為了研究鋼管-鋼骨混凝土這種新型重載柱的力學(xué)性能,基于核心混凝土抗壓強度與側(cè)壓力之間的非線性關(guān)系,分析了組合柱各部分應(yīng)力狀態(tài).采用極限平衡理論建立組合柱截面的力學(xué)方程,確定了短柱軸壓承載力計算方法;并進一步分析了提高組合柱軸心抗壓承載力的主要影響因素,確定了極限狀態(tài)下各部分應(yīng)力值與套箍指標之間的關(guān)系.計算結(jié)果表明,試驗值與本文理論計算結(jié)果吻合良好;套箍指標和鋼管用鋼量對提高承載力有顯著的貢獻,為工程應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù).

基于雙剪統(tǒng)一強度理論,分析了鋼管以及處于三向受壓的核心混凝土的受力狀態(tài),建立了內(nèi)配雙圓鋼管的鋼骨混凝土短柱的軸壓極限承載力計算公式,并對影響因素進行了分析。將公式計算結(jié)果與相應(yīng)文獻試驗結(jié)果對比,吻合良好;同時將該公式應(yīng)用于工程實例,并將其計算結(jié)果、相應(yīng)文獻公式計算結(jié)果與有限元模擬結(jié)果進行對比后發(fā)現(xiàn)該公式計算結(jié)果吻合度較好。

鋼骨-鋼管混凝土軸壓短柱承載力研究——把鋼骨—鋼管混凝土組合柱視為一個新型組合材料的統(tǒng)一體，結(jié)合試驗成果，分析軸壓短柱承載力的影響組合柱承載力和延性的因素，即約束指標，提出鋼骨—鋼管混凝土軸壓短柱的承載力公式。

為了進一步探討方鋼管鋼骨混凝土軸心受壓短柱極限承載力計算方法,在修正的方鋼管鋼骨混凝土混凝土本構(gòu)模型基礎(chǔ)上,采用有限元法建立了軸壓短柱的計算模型,通過模型計算了載荷-軸向變形關(guān)系曲線,并與相關(guān)文獻的試驗曲線進行了對比,計算曲線與相關(guān)試驗曲線吻合較好。通過對計算結(jié)果的回歸分析,得出了實用的軸壓承載力計算公式,利用該公式可進行方鋼管鋼骨混凝土軸壓短柱的極限承載力進行預(yù)測。

為了進一步研究方鋼管-鋼骨高強混凝土軸心受壓短柱的特性,綜合考慮鋼骨存在對混凝土的影響,修正了方鋼管混凝土核心約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變模型;采用纖維模型法編制了非線性分析程序,計算了荷載-縱向應(yīng)變關(guān)系曲線,并與有關(guān)文獻的試驗曲線進行了對比,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合得很好.最后,通過對大量計算結(jié)果的回歸分析,得出了實用的軸壓短柱承載力計算公式.

收稿日期:2007-11-20 基金項目:遼寧省重點實驗室基金資助項目(jg-200601);遼寧省科技攻關(guān)項目(20060708)· 作者簡介:趙同峰(1979-),男,遼寧遼陽人,東北大學(xué)博士研究生;王連廣(1964-),男,遼寧沈陽人,東北大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師· 第29卷第10期 2008年10月 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) journalofnortheasternuniversity(naturalscience) vol.29,no.10 oct.2008 方鋼管-鋼骨高強混凝土 軸壓短柱承載力分析 趙同峰 1 ,王連廣 1 ,趙爽 2 (1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院,遼寧

十字形鋼骨混凝土組合異形柱軸壓承載力研究

鋼管約束混凝土軸壓短柱承載力的研究——傳統(tǒng)鋼管混凝土是將混凝土直接灌入鋼管，然后全截面承壓，使得混凝土處于三向受力狀態(tài)；但這種結(jié)構(gòu)形式及加栽方式就決定其并沒有最大發(fā)揮鋼管的高抗拉性能及混凝土的高抗壓特性。對此，筆者提出一種鋼管約束混凝土受力體...

傳統(tǒng)鋼管混凝土是將混凝土直接灌入鋼管,然后全截面承壓,使得混凝土處于三向受力狀態(tài);但這種結(jié)構(gòu)形式及加載方式就決定其并沒有最大發(fā)揮鋼管的高抗拉性能及混凝土的高抗壓特性。對此,筆者提出一種鋼管約束混凝土受力體系,理論分析證明該體系較傳統(tǒng)構(gòu)件有著更大的承載力。

目的分析軸心受壓下組合柱的全過程曲線,探討鋼管鋼骨混凝土軸壓短柱的靜力性能.方法修正核心混凝土本構(gòu)關(guān)系模型,采用合成法編制鋼管鋼骨混凝土軸壓短柱的非線性分析程序,利用由此得到的全過程曲線分析配骨指標和套箍指標對軸壓短柱力學(xué)性能的影響.結(jié)果根據(jù)非線性程序得到的計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好,由全過程曲線可知,當(dāng)套箍指標θ>1.0時,鋼管對混凝土的3向約束作用明顯增強,軸心抗壓強度明顯提高;當(dāng)配骨指標p>0.8時,曲線的后期承載力緩慢上升.結(jié)論增加鋼管的套箍指標可提高核心混凝土的抗壓強度,進而提高承載力;增加鋼骨的配骨指標可改善組合柱的后期延性.

cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 笫23卷第1期vo1.23no.1 2006年1月jan.2006 工程 eng眥ering 力學(xué) mechanics149 文章編號:1000.4750(2006)01.0149.05 cfrp一鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 顧威,趙穎華,尚東偉2 (1.大連海事大學(xué)交通工程與物流學(xué)院,大連116026:2.沈陽市建筑研究院,沈陽 110016) 摘要:對cfrp.鋼管混凝土軸壓短柱這種新型構(gòu)件的受力性能進行了理論分析,提 出了此類構(gòu)件承載力計算的 基本假定;采用極限平衡法,推導(dǎo)出鋼管屈服時構(gòu)件承載力和碳纖維片拉斷時構(gòu)件 極限承載力的解析計算式;對 8根cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱和4根鋼管混凝土柱的極限承載力進行試驗研究, 并將解析分析結(jié)果與實驗數(shù)據(jù) 比較,證明了提出的解析計算式的正確性

運用統(tǒng)一強度理論,考慮中間主應(yīng)力及鋼管對混凝土的約束作用,在研究軸心受壓承載能力的基礎(chǔ)上,引入偏心率和長細比對柱承載力的影響,同時用厚邊比影響的等效約束折減系數(shù)和混凝土強度折減系數(shù)對承載力進行折減,在厚壁圓筒統(tǒng)一強度理論解的基礎(chǔ)上得出了方鋼管-鋼骨混凝土柱偏壓極限承載力的計算公式。與有關(guān)文獻試驗結(jié)果進行了比較,吻合較好,驗證了公式的正確性及可行性。結(jié)果表明:該公式有較強的適用性,為方鋼管-鋼骨混凝土柱偏壓承載力分析提供了一定的理論依據(jù),對理論研究和工程設(shè)計有一定的參考。

本文對影響新老混凝土粘結(jié)面斷裂性能的主要因素進行了簡要分析，提出了新老混凝土表面處理方法及粘結(jié)材料的特性和作用。

為研究gfrp套管鋼筋混凝土短柱的軸壓力學(xué)性能,進行了22個gfrp套管鋼筋混凝土短柱和6個無gfrp套管約束的鋼筋混凝土短柱對比試驗。研究了影響gfrp套管鋼筋混凝土組合短柱軸壓力學(xué)性能的主要因素,包括gfrp套管不同的受力方式、混凝土強度、縱筋配筋率等。試驗結(jié)果表明:由于gfrp套管的約束,提高了核心混凝土的強度,增大了核心混凝土的變形能力;gfrp套管在不同的受力方式下,組合短柱的軸壓承載力和變形基本相同;gfrp套管內(nèi)配置縱筋可提高gfrp套管混凝土短柱的軸壓承載力,適當(dāng)提高縱筋配筋率可改善短柱的延性。根據(jù)試驗結(jié)果及現(xiàn)有frp管約束混凝土軸心抗壓強度計算公式,建議了gfrp套管鋼筋混凝土短柱承載力計算公式,計算結(jié)果與試驗結(jié)果基本吻合。

gfrp管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件受力性能研究——為進一步研究gfrp管鋼骨混凝土組合構(gòu)件的抗彎性能，進行了3根gfrp管鋼骨混凝土構(gòu)件的抗彎試驗。采用纖維模型法編制非線性分析程序，計算了彎矩一曲率關(guān)系曲線，并與試驗曲線進行了對比，計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合得很好...

蜂窩狀鋼骨混凝土t形柱-鋼梁節(jié)點抗剪承載力研究——蜂窩狀鋼骨混凝土異形柱是一種特別適用于住宅的新型異形柱結(jié)構(gòu)體系。在已有學(xué)者試驗研究的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬的方法對蜂窩狀鋼骨混凝土t形柱一鋼梁節(jié)點的抗剪承載力性能進行全面研究，研究參數(shù)包括柱軸壓比...

鋼骨-方鋼管混凝土柱是一種組合柱設(shè)計模式,采用切線模量理論對該組合柱軸向受壓穩(wěn)定承載力進行分析.以核芯混凝土、方鋼管和鋼骨的應(yīng)力-應(yīng)變模型為基礎(chǔ),通過縱向變形協(xié)調(diào)和內(nèi)外力平衡條件建立組合柱切線模量臨界載荷的計算方法.由于核芯混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變模型包含了方鋼管的約束作用,因此該方法體現(xiàn)了組合柱中鋼與混凝土之間的相互影響.7組軸心受壓鋼骨-方鋼管混凝土長柱和41組方鋼管混凝土長柱的試驗結(jié)果表明,該方法可對軸壓組合柱的穩(wěn)定承載力給出良好預(yù)測.

為了進一步研究方鋼管-鋼骨混凝土偏心受壓柱的力學(xué)性能,采用疊加法推導(dǎo)了其在鋼管、鋼骨受拉、受壓區(qū)屈服條件下的承載力計算公式;分析了長細比、偏心率、套箍率、配骨率等參數(shù)對偏壓構(gòu)件承載力的影響;通過算例對偏壓柱正截面承載力的計算過程進行了演示。結(jié)果表明:偏心率的增大使承載力迅速降低;隨著長細比的增加,構(gòu)件的承載力呈直線下降;套箍率、配骨率的增加可以顯著提高構(gòu)件的承載力;得出的偏壓承載力的計算公式可用于承載力復(fù)核,為方鋼管-鋼骨混凝土偏壓柱設(shè)計提供參考。

鋼骨—鋼管高強混凝土軸壓短柱力學(xué)性能和承載力研究——提出了一種重載柱設(shè)計的新模式，即鋼骨鋼管混凝土組合柱．該組合柱是將鋼骨插入銅管中，然后內(nèi)填混凝土形成．通過組合柱的軸心受壓試驗，研究了鋼骨鋼管高強混凝土組合軸壓短柱的工作機理和特性，討論了影...

鋼骨混凝土異形柱正截面承載力研究

gfrp管鋼筋混凝土組合構(gòu)件是在gfrp管內(nèi)設(shè)置鋼筋,再在其內(nèi)部澆筑混凝土而形成的一種新型組合構(gòu)件。這種組合構(gòu)件在彎矩作用時,gfrp管對混凝土的緊箍效應(yīng)僅存在部分受壓區(qū),而對受拉區(qū)混凝土約束作用不明顯,受拉區(qū)的gfrp管與鋼材單獨受力。分別利用極限平衡理論和統(tǒng)一理論,建立了gfrp管鋼筋混凝土組合構(gòu)件的抗彎承載力計算公式,理論計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好。

單肢鋼管混凝土軸壓短柱的穩(wěn)定承載力研究——通過建立有限元ansys模型，與大量實驗數(shù)據(jù)相對比，研究不同影響因素對其極限承載力影響的變化規(guī)律，并最終推導(dǎo)單肢鋼管混凝土軸壓短柱穩(wěn)定承載力計算公式，以期為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程設(shè)計提供指導(dǎo)。