超高矩形薄壁鋼管混凝土柱的施工看設(shè)計及標準的問題

為研究薄壁鋼管混凝土柱的耐火性能,進行4個方形薄壁鋼管混凝土柱在標準升溫曲線下的耐火試驗。試驗參數(shù)為荷載偏心率、是否設(shè)置加勁肋以及是否設(shè)置防火保護?；谠囼灲Y(jié)果,研究方形薄壁鋼管混凝土柱在高溫下的破壞模態(tài)、溫度場分布和耐火極限,并將其耐火性能和普通鋼管混凝土柱進行比較。試驗結(jié)果表明,方形薄壁鋼管混凝土柱具有較好的耐火性能。

方形設(shè)肋薄壁鋼管混凝土柱的恢復(fù)力模型——為了研究薄壁鋼管混凝土柱的抗震性能，對6根方形設(shè)肋薄壁鋼管混凝土柱在反復(fù)荷載作用下的滯回性能進行了試驗研究，試驗主要參數(shù)為軸壓比(n=0．3～0．6)．結(jié)果表明：當(dāng)軸壓比≯0．5時，滯回曲線較為飽滿，延性系數(shù)均>3...

圓形薄壁鋼管混凝土柱軸壓性能的試驗研究——制作了8根薄壁圓形鋼管混凝土柱試件，進行了薄壁圓形鋼管混凝土柱的軸心受壓試驗，考察徑厚比、長徑比和環(huán)箍等因素對其受壓性能的影響。對試驗現(xiàn)象、破壞形態(tài)進行了描述，量測并分析了試件的極限承載力、鋼管壁的縱...

制作了8根薄壁圓形鋼管混凝土柱試件,進行了薄壁圓形鋼管混凝土柱的軸心受壓試驗,考察徑厚比、長徑比和環(huán)箍等因素對其受壓性能的影響。對試驗現(xiàn)象、破壞形態(tài)進行了描述,量測并分析了試件的極限承載力、鋼管壁的縱向與橫向應(yīng)變。研究結(jié)果表明,圓形薄壁鋼管對核心混凝土有著較好的約束作用,但徑厚比對約束程度的影響并不明顯,圓形薄壁鋼管柱的承載力較名義承載力有顯著提高;長徑比越大,圓形薄壁鋼管越容易發(fā)生屈曲;環(huán)箍能對薄壁鋼管提供較好約束,延緩鋼管的局部屈曲,提高柱的承載力。

為了研究薄壁鋼管混凝土柱的抗震性能,對6根方形設(shè)肋薄壁鋼管混凝土柱在反復(fù)荷載作用下的滯回性能進行了試驗研究,試驗主要參數(shù)為軸壓比(n=0.3~0.6).結(jié)果表明:當(dāng)軸壓比≯0.5時,滯回曲線較為飽滿,延性系數(shù)均>3以上.隨著軸壓比的增大,構(gòu)件的承載力略有提高,延性明顯降低.采用有限元程序abaqus6.5計算每個試件的荷載-位移滯回曲線,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好.在此基礎(chǔ)上進行參數(shù)分析,研究混凝土強度、鋼板強度、軸壓比、長細比、鋼板厚度對構(gòu)件滯回性能的影響.并通過回歸分析建立了薄壁鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的荷載-位移恢復(fù)力模型,模型的計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好.

以方形薄壁鋼管混凝土柱截面的設(shè)肋形式和軸壓比為主要參數(shù),進行了9根柱子的滯回性能試驗研究。分析了在往復(fù)荷載作用下方形薄壁鋼管混凝土柱荷載-位移關(guān)系曲線的特點以及承載能力、骨架曲線、能量耗散等的變化規(guī)律。結(jié)果表明,雙向設(shè)肋柱抗震性能更好。

縱向加勁肋可以有效提高方形或矩形薄壁鋼管混凝土柱的整體性能。主要討論軸壓下加勁方形短柱的非線性分析與設(shè)計。運用有限元程序abaqus進行非線性分析。關(guān)于荷載-位移曲線和極限強度的試驗與分析結(jié)果具有良好的一致性。運用這個模型同時也對柱的性能進行了研究,討論板的寬厚比限值和加勁肋剛度需求,以及運用現(xiàn)有規(guī)范預(yù)測加勁復(fù)合柱承載能力的可行性。

綜合火災(zāi)科學(xué)、結(jié)構(gòu)工程、計算機模擬等多學(xué)科領(lǐng)域的知識和研究成果，采用ansys數(shù)值分析方法，并與相關(guān)文獻相互印證，分析得到了薄壁鋼管混凝土柱截面溫度場分布規(guī)律，為薄壁鋼管混凝士柱的結(jié)構(gòu)抗火及性能化抗火設(shè)計研究提供了一定的分析依據(jù)與方法。

對加勁薄壁鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)性能進行試驗研究。通過在鋼管內(nèi)表面焊接縱向加勁肋實現(xiàn)加強的作用。同時對12個不帶加勁肋的鋼管混凝土柱進行試驗,部分柱的填充混凝土中加有鋼纖維。試驗結(jié)果表明,加勁肋可以有效延遲鋼管局部屈曲現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)加勁構(gòu)件達到最大承載量時鋼板才出現(xiàn)屈曲,所以相比普通鋼管混凝土,加勁鋼管混凝土具有更高的適用性。

對薄壁鋼管混凝土柱可能存在的四種受火方式進行了溫度場的分析,即:四面受火、三面受火、兩面受火和單面受火,并對四種情況進行了比較分析。文中的研究成果對薄壁鋼管混凝土柱的耐火性具有重要的理論意義和實用價值。

簡述了現(xiàn)行的幾種圍巖支護理論及其適用范圍,并對當(dāng)前所開展的試驗研究和有限元分析成果進行了總結(jié).理論分析和試驗研究表明,薄壁鋼管混凝土具有獨特的優(yōu)越性,但需要設(shè)置合理的構(gòu)造措施保證其承載力的穩(wěn)定發(fā)揮.將薄壁鋼管混凝土用于巷道支護,與普通的型鋼支架相比,具有承載力高、成本低、與圍巖的協(xié)同作用好等優(yōu)勢,但仍有許多關(guān)鍵技術(shù)問題亟待解決,如薄壁鋼管混凝土與圍巖的耦合作用、適用于工程實踐的簡化計算方法等.最后對今后的研究工作提出了展望.

設(shè)置直肋方形薄壁鋼管混凝土長柱優(yōu)化設(shè)計

目的探索設(shè)置直肋方形薄壁鋼管混凝土長柱的增強效果,并優(yōu)化設(shè)計其相關(guān)參數(shù).方法通過分析9個無肋、單向和雙向設(shè)置直肋方形薄壁鋼管混凝土長柱偏壓和軸壓的試驗結(jié)果,用正交試驗設(shè)計和多元回歸分析評價了加載初始偏心距、設(shè)置直肋集合長度對長柱極限承載力的影響.結(jié)果設(shè)直肋薄壁鋼管混凝土長柱能達到較高的極限承載力,與無肋的普通鋼管混凝土試件相比,偏心距70mm試件的極限承載力提高了18.7%,偏心距40mm試件提高了18.4%,軸壓試件提高了21.1%.結(jié)論正交設(shè)計和多元回歸分析證明設(shè)直肋能顯著改善薄壁鋼管混凝土的承載力,顯示了優(yōu)異的結(jié)構(gòu)特征.

為改善方形薄壁鋼管混凝土矩柱的力學(xué)性能。本文提出了設(shè)置縱向勁肋的截面形式,進行了3種截面形式共有9個短柱試件的軸壓試驗。通過對各種截面形式短柱的試驗現(xiàn)象、荷載-位移曲線及極限承載力等的研究,證明縱向加勁肋可有效提高薄壁鋼管混凝土短柱的靜力性能。

高強鋼和混凝土的應(yīng)用,使得薄鋼板開始應(yīng)用在填充混凝土的鋼管梁柱中。然而,在組合梁柱中薄鋼板的應(yīng)用可能會增加局部屈曲,這將減弱這些構(gòu)件的強度和延性性能。通過有限元分析方法,分析了在填充混凝土的薄壁鋼管梁-柱中鋼板的臨界局部屈曲和局部屈曲后性能。運用幾何和材料非線性分析來研究在壓力和平面內(nèi)彎曲作用下鋼板中的臨界局部和后張局部屈曲強度。非線性分析中考慮了鋼板的初始幾何缺陷和殘余應(yīng)力,材料屈服和應(yīng)變硬化。基于非線性有限元分析結(jié)果,本文提出一組設(shè)計公式,以確定這種組合梁柱的臨界局部屈曲和鋼板的極限強度。此外,還提出在不均勻壓力作用下,鋼板極限強度設(shè)計中有效寬度的計算公式。這一組設(shè)計公式可以直接用于組合梁-柱的設(shè)計和考慮局部屈曲作用后的薄壁鋼管混凝土梁-柱分析。

進行了8根圓形薄壁鋼管混凝土柱軸心受壓承載力的試驗研究,對試驗現(xiàn)象、破壞形態(tài)作了描述,探討了徑厚比、長徑比和環(huán)箍等因素對圓形薄壁鋼管混凝土柱軸心受壓承載力的影響。

從厚壁圓筒和薄壁圓筒的界限出發(fā),應(yīng)用雙剪統(tǒng)一強度理論,在厚壁圓筒統(tǒng)一強度理論解的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出適合厚、薄壁鋼管混凝土軸心受壓短柱的極限承載力統(tǒng)一計算公式。并用該公式對文獻資料數(shù)據(jù)進行了計算對比,結(jié)果吻合良好,驗證了公式的合理性。同時分析了拉壓比、材料強度參數(shù)和套箍指標對極限承載力的影響,以及側(cè)向約束應(yīng)力與徑厚比d/t的關(guān)系。該結(jié)果為鋼管混凝土柱的承載力計算提供了一定的理論依據(jù)。

薄壁鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的應(yīng)用和研究在國內(nèi)外處于起步階段,其承載力確定方法和構(gòu)造措施尚需進一步完善。介紹了國內(nèi)外相關(guān)研究的現(xiàn)狀,分析了目前薄壁鋼管混凝土軸壓構(gòu)件應(yīng)用研究中存在的不足,提出了薄壁鋼管混凝土和厚壁鋼管混凝土界限值b/t的確定方法,探討了考慮局部壓曲的承載力設(shè)計方法,改進了消除局部壓曲的構(gòu)造措施,可為有關(guān)設(shè)計提供參考,也可為進一步的試驗研究提供思路。

根據(jù)無肋、單向及雙向設(shè)置斜肋的9個方形薄壁鋼管混凝土長柱的軸壓和偏壓試驗結(jié)果,用正交試驗設(shè)計和多元回歸分析評價了加載初始偏心距、斜肋集合長度對長柱極限承載力的影響。試驗與優(yōu)化設(shè)計結(jié)果顯示:與無肋的薄壁鋼管混凝土試件相比,設(shè)斜肋能有效改善薄壁鋼管混凝土長柱的受力性能。

本文通過試件的設(shè)計和制作，來對斜肋薄壁鋼管混凝土長柱進行優(yōu)化設(shè)計，從而根據(jù)相關(guān)的實驗結(jié)果，對斜肋薄壁鋼管混凝土長柱的工作性能進行分析，使的斜肋薄壁銅管混凝土長柱的設(shè)計滿足建筑工程設(shè)計的相關(guān)要求，以供相美人士參考。

介紹現(xiàn)有的鋼管混凝土構(gòu)件承載力計算方法,分析各計算方法的特點和適用性。給出國內(nèi)外各主要規(guī)范中鋼管混凝土管壁臨界徑厚比或?qū)捄癖鹊挠嬎愎?歸納基于統(tǒng)一強度理論的薄壁鋼管混凝土受壓柱的承載力計算方法,并簡要介紹薄壁鋼管再生混凝土柱的研究進展,最后提出薄壁鋼管混凝土柱進一步的研究方向。

通過26根圓形、方形和八邊形薄壁鋼管混凝土短柱的軸壓試驗,研究了不同截面形狀、寬(徑)厚比、混凝土強度等級、含鋼率等參數(shù)對薄壁鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能的影響。試驗表明,由于有內(nèi)填混凝土的支撐作用,鋼管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高,與常規(guī)壁厚的鋼管混凝土短柱的軸壓破壞模式相比也有較大的變化。通過試驗數(shù)據(jù)的回歸分析,提出了薄壁鋼管混凝土短柱極限軸心抗壓承載力的實用計算公式,探討了短柱的截面形狀、寬厚比、混凝土強度等級、含鋼率等因素對其受力性能的影響