多邊形空心鋼管混凝土軸壓短柱非線性分析

介紹了離心法生產(chǎn)的空心鋼管混凝土構(gòu)件軸心受壓時(shí)的工作性能.工作性能是隨著套箍系數(shù)和空心率的變化而變化,呈系列化和連續(xù)性.符合統(tǒng)一理論的推斷.進(jìn)行了圓形,方形和多邊形軸壓短柱的試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果吻合很好.同時(shí)導(dǎo)出軸心受壓時(shí)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式,該公式對各種多邊形截面和方形截面都適用,使用方便,設(shè)計(jì)簡單.

空心鋼管混凝土綜述

空心鋼管混凝土綜述 (2)

進(jìn)行了11根圓形和正方形截面的空心鋼管混凝土軸心受壓長柱試驗(yàn),研究了空心率、長細(xì)比和截面形式對空心鋼管混凝土長柱承載力性能的影響,并對空心鋼管混凝土軸壓長柱的破壞形態(tài)進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明,空心鋼管混凝土長柱的破壞形態(tài)接近于空鋼管長柱。同時(shí)在前人所做的軸壓長柱試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,進(jìn)行了《薄壁離心鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(dl/t5030-1996)與給出的空心鋼管混凝土軸壓長柱承載力計(jì)算公式的對比,表明給出的公式與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,說明使用該公式計(jì)算軸壓長柱承載力是可行的。

進(jìn)行了55根各種截面的空心鋼管混凝土軸心受壓短柱試驗(yàn),研究了不同截面參數(shù)情況下,空心鋼管混凝土軸壓短柱承載力性能變化,研究了空心率對平均應(yīng)力與縱向應(yīng)變性能的影響。研究結(jié)果表明:圓形截面試件的承載力高于其他類型截面的試件,試件空心率越小,試件的承載力越高,軸壓曲線的彈塑性階段越長,同時(shí)曲線的下降段越趨平緩,隨著空心率的變化,短柱的軸壓曲線呈系列化,上述結(jié)果體現(xiàn)了空心鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了空心鋼管混凝土軸壓短柱組合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算公式,計(jì)算值與試驗(yàn)值相比吻合良好,說明使用該公式計(jì)算空心鋼管混凝土軸心受壓短柱的承載力是可行的。

目前關(guān)于鋼管混凝土軸壓承載力的計(jì)算理論和方法很多,其中分別有針對實(shí)心或空心截面、圓形或方形及多邊形的。按"統(tǒng)一理論"的思想,不論截面是實(shí)心或空心,圓形或多邊形,它們的性質(zhì)應(yīng)該是統(tǒng)一且連續(xù)的,那么計(jì)算公式也應(yīng)該是完全統(tǒng)一且連續(xù)的,而現(xiàn)有的計(jì)算方法多針對其中部分截面形式或有不連續(xù)的情況?；诖送普?本文在基于厚壁圓筒理論建立的圓形實(shí)空心鋼管混凝土承載力統(tǒng)一計(jì)算公式的基礎(chǔ)上,將其進(jìn)一步擴(kuò)展到多邊形截面上,最終得到可以同時(shí)適用于實(shí)心和空心,圓形和多邊形的軸壓承載力統(tǒng)一計(jì)算公式。

第３１卷第２期 ２　０?。薄。衬辏苍?水　電　能　源　科　學(xué) ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ?。幔睿洹。穑铮鳎澹?ｖｏｌ．３１ｎｏ．２ ｆｅｂ．２　０?。薄。?文章編號：１０００－７７０９（２０１３）０２－０１１６－０４ 空心鋼管混凝土組合柱抗震性能研究 吳軍中１，張燎軍１，張曉莉２ （１．河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇南京２１００９８；２．中國水電顧問集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西西安７１００６５） 摘要：為研究水電站廠房空心鋼管混凝土組合柱抗震性能，以新疆某水電站鋼管混凝土廠房組合柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造 形式為例，應(yīng)用有限元軟件ａｄｉｎａ建立了矩形實(shí)心及空心鋼管混凝土廠房組合柱結(jié)構(gòu)三維有限元模型，探 討了自振特性，并通過時(shí)程分析方法研究不同空心率模型在地震動輸入情況下鋼管和內(nèi)部核心混凝土的動 應(yīng)力、動位移響應(yīng)。結(jié)果表明，矩形空心鋼管混凝土組合柱比實(shí)

第３１卷第２期 ２　０?。薄。衬辏苍?水　電　能　源　科　學(xué) ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ?。幔睿洹。穑铮鳎澹?ｖｏｌ．３１ｎｏ．２ ｆｅｂ．２?。啊。薄。?文章編號：１０００－７７０９（２０１３）０２－０１１６－０４ 空心鋼管混凝土組合柱抗震性能研究 吳軍中１，張燎軍１，張曉莉２ （１．河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇南京２１００９８；２．中國水電顧問集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西西安７１００６５） 摘要：為研究水電站廠房空心鋼管混凝土組合柱抗震性能，以新疆某水電站鋼管混凝土廠房組合柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造 形式為例，應(yīng)用有限元軟件ａｄｉｎａ建立了矩形實(shí)心及空心鋼管混凝土廠房組合柱結(jié)構(gòu)三維有限元模型，探 討了自振特性，并通過時(shí)程分析方法研究不同空心率模型在地震動輸入情況下鋼管和內(nèi)部核心混凝土的動 應(yīng)力、動位移響應(yīng)。結(jié)果表明，矩形空心鋼管混凝土組合柱比實(shí)

結(jié)構(gòu)在遭受意外荷載作用下的抗倒塌能力是目前工程師比較關(guān)心的問題,而柱子作為重要的受力構(gòu)件,其安全性將直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全,汽車撞擊是一種常見的意外作用,研究柱構(gòu)件在汽車撞擊作用下的耐撞性具有一定的實(shí)際意義。本文首先采用有限元方法對實(shí)心和空心鋼管混凝土構(gòu)件在側(cè)向落錘沖擊作用下的試驗(yàn)進(jìn)行模擬及驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,針對實(shí)心和空心鋼管混凝土柱在汽車撞擊作用下的響應(yīng)做了全程的仿真計(jì)算,并對沖擊力的特點(diǎn)及構(gòu)件的破壞情況進(jìn)行了分析,得出了汽車撞擊荷載及構(gòu)件的耐撞性隨著空心率變化的規(guī)律,并給出汽車沖擊力的計(jì)算方法。

實(shí)空心鋼管混凝土柱在汽車撞擊下的性能研究

將復(fù)式鋼管混凝土空心柱分成混凝土、內(nèi)鋼管和外鋼管三部分,將其作為擬平面軸對稱問題進(jìn)行分析,考慮混凝土和內(nèi)、外鋼管的徑向位移、縱向應(yīng)變協(xié)調(diào),建立了復(fù)式鋼管混凝土空心柱抗壓剛度計(jì)算公式,并得到了復(fù)式空心鋼管混凝土柱在軸力作用下的應(yīng)力分配比。同時(shí)分析了核心混凝土泊松比、內(nèi)鋼管泊松比、外鋼管泊松比、內(nèi)鋼管壁厚、外鋼管壁厚對復(fù)式空心鋼管混凝土柱的抗壓鋼管和應(yīng)力分配比的影響,得到了復(fù)式空心鋼管混凝土柱軸壓應(yīng)力不是按彈性模量比分配、內(nèi)外層鋼管壁厚和泊松比對彼此無顯著影響等結(jié)論。

文章以某純鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房為研究對象,根據(jù)鋼管混凝土統(tǒng)一理論的指導(dǎo),運(yùn)用經(jīng)作者修正后的鋼管混凝土軸壓承載力強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式,設(shè)計(jì)采用空心鋼管混凝土柱的工業(yè)廠房,在等效剛度條件下與純鋼柱廠房進(jìn)行對比分析,考察結(jié)構(gòu)抗震性能的重要參數(shù),并比較經(jīng)濟(jì)效益.結(jié)果表明,在等效剛度條件下,空心鋼管混凝土柱廠房比純鋼結(jié)構(gòu)柱廠房柱頂位移更小,柱底反力更大;空心鋼管混凝土柱廠房能節(jié)約6%費(fèi)用.

文章以某純鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房為研究對象,根據(jù)鋼管混凝土統(tǒng)一理論的指導(dǎo),運(yùn)用經(jīng)作者修正后的鋼管混凝土軸壓承載力強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式,設(shè)計(jì)采用空心鋼管混凝土柱的工業(yè)廠房,在等效剛度條件下與純鋼柱廠房進(jìn)行對比分析,考察結(jié)構(gòu)抗震性能的重要參數(shù),并比較經(jīng)濟(jì)效益.結(jié)果表明,在等效剛度條件下,空心鋼管混凝土柱廠房比純鋼結(jié)構(gòu)柱廠房柱頂位移更小,柱底反力更大;空心鋼管混凝土柱廠房能節(jié)約6%費(fèi)用.

不銹鋼管混凝土是一種新型組合結(jié)構(gòu),在土木工程領(lǐng)域有很大的應(yīng)用空間。采用abaqus軟件,建立3維非線性有限元模型,考慮了材料非線性、鋼材的應(yīng)力強(qiáng)化及初始幾何缺陷。根據(jù)荷載-位移曲線和極限承載力結(jié)果可知,試驗(yàn)與有限元結(jié)果吻合較好。通過數(shù)值計(jì)算結(jié)果,對不銹鋼組合柱與碳素鋼組合柱進(jìn)行比較。最后提出簡化模型,用以計(jì)算不銹鋼管混凝土方形柱的極限承載力。

介紹了空心鋼管混凝土構(gòu)件的承載力計(jì)算方法，通過對某工業(yè)廠房分別建立型鋼和空心鋼管混凝土的有限元分析模型,對比分析了不同結(jié)構(gòu)的抗震性能及經(jīng)濟(jì)性，結(jié)果表明，空心鋼管混凝土具有良好的抗震性能，且能夠節(jié)約建造成本。

空心鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展_鐘善桐

為研究空心鋼管混凝土柱中混凝土脫落對結(jié)構(gòu)受力特性的影響,以空心率和軸壓比為主要變化參數(shù),共設(shè)計(jì)了14根空心鋼管混凝土側(cè)推試件,包括軸壓,偏壓和側(cè)推試件,借助攝像功能進(jìn)行了空心鋼管混凝土內(nèi)部混凝土脫落試驗(yàn)研究。對比分析各試件的破壞特征和荷載-位移骨架曲線,研究了各影響參數(shù)對混凝土脫落的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:極限荷載時(shí),試件在側(cè)推力作用下易發(fā)生脫落,軸壓和偏壓情況下不考慮混凝土脫落;在側(cè)推力作用下試件中混凝土的脫落對空心鋼管混凝土柱的承載能力有影響,空心率和軸壓比越大,試件內(nèi)部混凝土脫落側(cè)推承載力越低。

基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論,借助鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力計(jì)算公式的推導(dǎo),得出了極限狀態(tài)時(shí)鋼管和混凝土之間的側(cè)壓力,提出了界限套箍系數(shù)的概念,并給出界限套箍系數(shù)的計(jì)算公式,同時(shí)分析了不同套箍系數(shù)時(shí)鋼管的三向應(yīng)力和鋼管混凝土短柱的軸壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線出現(xiàn)不同發(fā)展趨勢的原因,且理論分析得出的結(jié)論與相關(guān)文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果一致,說明分析過程的合理性;最后對影響因素進(jìn)行了分析,根據(jù)分析結(jié)果提出了實(shí)用建議,并發(fā)現(xiàn)相關(guān)參考文獻(xiàn)的界限套箍系數(shù)為該研究結(jié)果的特例。

在對圓形和方形鋼管混凝土柱的研究過程中,考慮了中間主應(yīng)力,推導(dǎo)出圓空心鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力的計(jì)算式,并推廣到方空心鋼管混凝土,得到了統(tǒng)一的承載力公式,與文獻(xiàn)資料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了統(tǒng)一強(qiáng)度理論對空心鋼管混凝土柱的理論計(jì)算的適用性,為工程設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

矩形鋼管混凝土軸壓短柱非線性有限元分析——通過考慮材料本構(gòu)關(guān)系的非線性以及受力過程中鋼管對混凝土約束等因素，建立了矩形鋼管混凝土短柱在軸心荷載作用下的非線性有限元模型，討論了構(gòu)件的荷載一應(yīng)變曲線、鋼管與混凝土縱向應(yīng)力發(fā)展規(guī)律，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行...

基于隨機(jī)有限元的可靠度研究方法對鋼管混凝土軸心受壓短構(gòu)件進(jìn)行了可靠度分析,分析結(jié)果表明:在各隨機(jī)變量中,材料彈性模量對鋼管混凝土軸心受壓短柱可靠度指標(biāo)影響最大,幾何尺寸隨機(jī)變量次之。

珠江新城城市地下空間工程由于結(jié)構(gòu)頂板荷載大、跨度大而板厚受限,在受力關(guān)鍵部位采用了新型空心鋼管混凝土樓蓋,其他部位仍采用普通鋼筋混凝土構(gòu)件?；趍idas/gen軟件,對這種局部采用了空心鋼管混凝土樓蓋的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行整體建模分析,并對在其關(guān)鍵部位采用同尺寸鋼筋混凝土樓蓋的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行有限元分析,對比兩者在相同荷載工況下的受力性能及位移。