方形截面鋼管混凝土雙向壓彎構(gòu)件承載力理論分析和簡化計(jì)算

對(duì)9根t形截面高強(qiáng)混凝土雙向壓彎構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)研究,揭示了這類構(gòu)件的破壞形態(tài),并進(jìn)一步分析t形截面正截面承載力的變化規(guī)律.

由于t形截面方鋼管混凝土組合異型柱的壓彎性能研究較少,為了對(duì)此特性展開分析研究,對(duì)其進(jìn)行了單向壓彎試驗(yàn)、有限元分析及理論計(jì)算;得到t形截面方鋼管混凝土具有良好的延性和較好的承載力的結(jié)論,并提出了考慮鋼管和混凝土組合剛度影響的等效長細(xì)比的計(jì)算公式。

pi＝3.14159265pi=3.14159265 fc＝15(n/mm2)fc fy＝245(n/mm2)fy l0＝3.200(m)l0 dc＝500(mm)dc t＝10(mm)t φ＝0.822φ=if(l0/dc>4,1-0.115*sqrt(l0/dc-4),1) aa＝15707.96(mm2)aa=pi*dc*t ac＝196349.54(mm2)ac=pi*dc^2/4 θ＝1.31θ=(aa*fy)/(ac*fc) nu＝7.954e+06(n/mm2)nu=φ*fc*ac*(1+2*sqrt(θ)) b＝200(mm)上翼緣寬b t＝16(mm)上翼緣厚t bb＝350(mm)下翼緣寬bb tt＝16(mm)下翼緣厚tt hw1100(mm)腹板凈高h(yuǎn)0

在分析大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,采用“等效截面”將雙向受彎構(gòu)件轉(zhuǎn)化為單向受彎構(gòu)件。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50010—2002)規(guī)定的單向受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算方法,建立相應(yīng)的雙向受彎構(gòu)件計(jì)算公式,方法簡便實(shí)用,與規(guī)范相適應(yīng),采用混凝土軸心抗拉強(qiáng)度表達(dá)構(gòu)件的承載力。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明方法可行,且偏于安全。此外,還根據(jù)試驗(yàn)資料,建立了斜截面承載力計(jì)算的回歸公式

針對(duì)建筑規(guī)范中沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的正截面受壓承載力的計(jì)算方法,以軸心受壓、純彎和大小偏壓界限破壞時(shí)的承載力為校準(zhǔn)點(diǎn),提出了圓截面偏心受壓構(gòu)件承載力的簡化計(jì)算公式。對(duì)比分析表明,由簡化公式得到的偏心受壓承載力的計(jì)算值與由規(guī)范公式得到的承載力吻合較好,誤差在3%以內(nèi)。

菱形截面鋼管壓彎構(gòu)件承載力計(jì)算方法研究——采用有限元軟件abaqus對(duì)菱形截面的鋼管壓彎構(gòu)件荷載—變形關(guān)系曲線進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算算例考慮的主要參數(shù)為鋼材屈服強(qiáng)度和荷載偏心率。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果分析比較，對(duì)菱形截面鋼管壓彎構(gòu)件極限承載力的計(jì)算方法提出建議，所...

鋼管初應(yīng)力對(duì)鋼管混凝土力學(xué)性能影響一直是眾所關(guān)注的問題之一。首先進(jìn)行了鋼管初應(yīng)力對(duì)方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究,然后對(duì)考慮鋼管初應(yīng)力影響時(shí),圓形和方形鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的荷載變形關(guān)系曲線進(jìn)行了理論分析,計(jì)算結(jié)果得到試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,分析了初應(yīng)力系數(shù)、構(gòu)件長細(xì)比、截面含鋼率,荷載偏心率、鋼材和混凝土的強(qiáng)度等因素的影響規(guī)律,最終提出考慮初應(yīng)力影響時(shí),圓形和方形鋼管混凝土壓彎構(gòu)件承載力的實(shí)用驗(yàn)算方法

首先分析了雙向壓彎構(gòu)件截面上所存在的幾種荷載施加路徑,然后針對(duì)實(shí)際工程中存在的兩種典型加載路徑,以方形、矩形鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱試驗(yàn)為基礎(chǔ)并考慮材料受加卸載作用的影響,編制了非線性數(shù)值計(jì)算程序,對(duì)方形、矩形鋼管高強(qiáng)混凝土雙向壓彎構(gòu)件的截面強(qiáng)度承載力和構(gòu)件在彎曲軸平面內(nèi)的穩(wěn)定承載力進(jìn)行較為詳細(xì)的研究.最后給出了方形及矩形鋼管高強(qiáng)混凝土雙向壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度承載力和在彎曲軸平面內(nèi)的穩(wěn)定承載力相關(guān)關(guān)系,并分析了兩種典型加載路徑和加載角度對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定承載力的影響.

方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件截面強(qiáng)度的簡化計(jì)算公式——本文利用極限理論推導(dǎo)了單向壓彎時(shí)方鋼管混凝土構(gòu)件截面強(qiáng)度的n—m相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而提出了單向及雙向壓彎時(shí)截面強(qiáng)度的簡化計(jì)算公式。并將數(shù)值分析結(jié)果及試驗(yàn)值與會(huì)式值進(jìn)行了比較，證明了簡化計(jì)算套式的適用性。

圓形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),使用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50010-2002)中給出的正截面承載力計(jì)算公式會(huì)遇到求解超越方程的困難。文中提出了簡化計(jì)算的方法,可以方便地用于工程設(shè)計(jì)和強(qiáng)度復(fù)核,且具有較好的精度。

采用纖維模型法對(duì)方中空夾層鋼管混凝土雙向偏壓構(gòu)件的荷載—變形全過程關(guān)系進(jìn)行了計(jì)算;在此基礎(chǔ)上,繪出了典型的承載力相關(guān)曲面,可供工程設(shè)計(jì)參考。

目的評(píng)估高溫作用后鋼管混凝土雙向壓彎構(gòu)件的殘余承載力.方法對(duì)高溫作用后方鋼管混凝土雙向偏壓構(gòu)件進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算、試驗(yàn)研究和理論分析.結(jié)合16個(gè)方鋼管混凝土柱高溫后雙向偏壓承載力的試驗(yàn)研究,對(duì)數(shù)值計(jì)算程序進(jìn)行了驗(yàn)證,在試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)上,分析高溫作用后方鋼管混凝土雙向壓彎構(gòu)件的承載力損傷系數(shù)kr的主要影響因素.結(jié)果經(jīng)回歸分析得到kr表達(dá)式,將kr與常溫下計(jì)算公式相結(jié)合,得到高溫后鋼管混凝土雙向壓彎構(gòu)件殘余承載力的簡化計(jì)算方法.將簡化計(jì)算值與試驗(yàn)結(jié)果、數(shù)值計(jì)算進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)三者吻合較好.結(jié)論筆者提出的簡化計(jì)算方法是有效的,可為災(zāi)后鋼管混凝土的損傷評(píng)估及修復(fù)加固提供技術(shù)支持.

以32根集中荷載作用下混凝土雙向受彎梁斜截面受剪性能試驗(yàn)為依據(jù),將混凝土框架柱雙向受剪承載力計(jì)算方法用于計(jì)算雙向受彎梁斜截面受剪承載力。結(jié)果表明,該方法的計(jì)算值是試驗(yàn)值的偏下限,具有足夠的安全度,該方法適用于混凝土雙向受彎梁斜截面受剪承載力計(jì)算。

方鋼管混凝土柱截面承載力的計(jì)算——通過用數(shù)值計(jì)算程序算得16個(gè)不同寬厚比和強(qiáng)度比的典型截面的彎矩一軸力曲線．采用曲線擬臺(tái)的方法提出了方錒管混凝土截面強(qiáng)度的計(jì)算方法，計(jì)算值與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好

介紹了方形、圓形鋼管混凝土極限承載力的理論計(jì)算方法,極限承載力理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比較為吻合,為圓形、方形鋼管混凝土極限承載力的設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。

以實(shí)際工程中常見的彎矩和軸力呈正比例增長的加載方式為基礎(chǔ),采用方形、矩形鋼管高強(qiáng)混凝土組合作用下的鋼管和核心混凝土的縱向應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,編制了非線性數(shù)值計(jì)算程序,對(duì)方形、矩形鋼管高強(qiáng)混凝土單向壓彎構(gòu)件的受力變形全過程曲線和影響穩(wěn)定承載力相關(guān)曲線的各參數(shù)進(jìn)行較為詳細(xì)的分析和研究,為研究方形、矩形鋼管高強(qiáng)混凝土中長柱在雙向壓彎受力狀態(tài)下的力學(xué)性能墊定基礎(chǔ)。

方形截面鋼管混凝土延性研究——通過對(duì)12個(gè)方形截面鋼管混凝土（以下簡稱為方鋼管混凝土）軸向壓縮的荷載—變形有關(guān)系的試驗(yàn)研究，考察了不同套箍系數(shù)下方鋼管混凝土的廷性指標(biāo)．證明了鋼管對(duì)核心混凝土約束的有效性。

鋼管混凝土的抗壓性以及韌性相對(duì)較高,且可塑性良好,經(jīng)濟(jì)效益顯著和施工快捷等優(yōu)點(diǎn),在我國工程建設(shè)中發(fā)展迅速,是一種適用于高層建筑、大跨度結(jié)構(gòu)優(yōu)良的結(jié)構(gòu)類型。本文介紹了國內(nèi)外關(guān)于鋼管混凝土工作機(jī)理的不同認(rèn)識(shí),并在此基礎(chǔ)上對(duì)比分析各理論的優(yōu)缺點(diǎn),最后對(duì)鋼管混凝土的不足之處和有待發(fā)展的方向進(jìn)行了探討。

五、計(jì)算題： 1．圖1中所示的鋼筋混凝土梁，承受均布荷載，荷載設(shè)計(jì)值q=50kn/m（包括梁自重在內(nèi)）， 截面尺寸b×h=250mm×500ｍｍ，混凝土c20，縱筋為hrb335級(jí)鋼筋，箍筋為hpb235 級(jí)鋼筋，γ0=1.0，構(gòu)件處于正常環(huán)境，計(jì)算梁的箍筋間距。 圖1 2．某簡支梁承受荷載設(shè)計(jì)值見圖2，截面尺寸b×h=200mm×600mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 c25，配置hpb235級(jí)箍筋，試計(jì)算按斜截面承載力要求所需箍筋數(shù)量。 圖2 3．如圖3所示鋼筋混凝土外伸梁，支撐在磚墻上。截面尺寸b×h=250mm×700mm。均布 荷載設(shè)計(jì)值為80kn/m（包括梁自重）。混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c25，縱筋采用hrb335級(jí)，箍筋 采用hpb235級(jí)。求進(jìn)行正截面及斜截面承載力計(jì)算，并確定縱筋、箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量。 圖3 4．圖中所

鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 ●了解配筋率對(duì)受彎構(gòu)件破壞特征的影響和適筋受彎構(gòu)件在各個(gè)階段的受力 特點(diǎn)； ●掌握建筑工程和公路橋梁工程中單筋矩形截面、雙筋矩形截面和t形截面 承載力的計(jì)算方法； ●熟悉受彎構(gòu)件正截面的構(gòu)造 §4-1概述 受彎構(gòu)件是指截面上通常有彎矩和剪力共同 作用而軸力可忽略不計(jì)的構(gòu)件（圖4- 1）。 圖4-1受彎構(gòu)件示意圖 梁和板是典型的受彎構(gòu)件。它們是 土木工程中數(shù)量最多、使用面最廣的一類構(gòu) 件。梁和板的區(qū)別在于：梁的截面高度一 般大于其寬度，而板的截面高度則 遠(yuǎn)小于其寬度。 鋼筋混凝土梁、板可分為預(yù)制梁、 板和現(xiàn)澆梁、板兩大類。 鋼筋混凝土預(yù)制板的截面形式很 多，最常用的有平板、槽形板和多 孔板三種。鋼筋混凝土預(yù)制梁最常 用的截面形式為矩形、t形和箱形。 建筑工程中有時(shí)為了降低樓層高 度，將梁做成十字形，將板擱支在 伸出的翼緣上，使板的頂

精品文檔 精品文檔 第3章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算 §1概述 1、受彎構(gòu)件（梁、板）的設(shè)計(jì)內(nèi)容：圖3-1 ①正截面受彎承載力計(jì)算：破壞截面垂直于梁的軸線，承受彎矩作用而 破壞，叫做正截面受彎破壞。 ②斜截面受剪承載力計(jì)算：破壞截面與梁截面斜交，承受彎剪作用而破 壞，叫做斜截面受剪破壞。 ③滿足規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求：對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核時(shí)，應(yīng)滿足規(guī) 范規(guī)定的要求。比如最小配筋率、縱向 鋼筋間距等等。 2、梁、板的一般構(gòu)造要求 ①板 ⑴板的形狀與厚度： a.形狀：有空心板、凹形板、扁矩形板等形式；它與梁的直觀 區(qū)別是高寬比不同，有時(shí)也將板叫成扁梁。其計(jì)算與 梁計(jì)算原理一樣。 b.厚度：板的混凝土用量大，因此應(yīng)注意其經(jīng)濟(jì)性；板的厚度 通常不小于板跨度的1/35（簡支）～1/40（彈性約束） 或1/12（懸臂）左右；一般民用現(xiàn)澆

采用ansys有限元程序模擬分析薄壁型鋼管混凝土組合柱壓彎承載力極限值,與有關(guān)試驗(yàn)值和規(guī)程計(jì)算值比較表明,精度較高。通過對(duì)2個(gè)系列共16個(gè)組合柱試件的非線性有限元分析,探討了薄壁型鋼管厚度和荷載偏心距對(duì)組合柱壓彎承載力的影響機(jī)理,得出的結(jié)論可供工程設(shè)計(jì)和施工參考。