內圓外方復合鋼管混凝土短柱軸壓承載力試驗研究

配筋鋼管混凝土短柱軸心承載力試驗研究——通過對配筋鋼管混凝土短柱進行軸壓試驗，對其在軸心荷載作用下的承載力進行了研究，對影響其承載力的各種因素進行了分析，并給出了配筋鋼管混凝土的適用條件及設計建議，為其工程應用提供了參考。

通過對配筋鋼管混凝土短柱進行軸壓試驗,對其在軸心荷載作用下的承載力進行了研究,對影響其承載力的各種因素進行了分析,并給出了配筋鋼管混凝土的適用條件及設計建議,為其工程應用提供了參考。

列舉了國內外規(guī)范中圓鋼管混凝土短柱軸壓承載力的設計公式,分別從適用范圍、套箍約束作用和公式的理論基礎等角度,分析其差異性,并通過具體試驗算例進行對比研究.研究結果表明,不同國家規(guī)范中的表達式與關鍵參數(shù)都有明顯的差異,且通過比較可知國外規(guī)范中的計算結果相比于試驗結果都偏于保守,中國的3部規(guī)范與其他國家的規(guī)范相比試驗結果更加吻合.

針對鋼管混凝土短柱軸壓狀態(tài),考慮屈服時鋼管豎向應力對承載力的貢獻,采用厚壁圓筒理論和雙剪統(tǒng)一強度理論,對鋼管進行極限承載力分析;對混凝土采用drucker-prager屈服理論進行鋼管約束下的承載力的計算分析,兩者疊加得到鋼管混凝土的極限承載力計算公式,并與現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)進行對比,結果吻合良好,為圓鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力的計算提供了一種新的方法.

在統(tǒng)一強度理論的基礎上,對配有縱向鋼筋和箍筋的圓鋼管混凝土短柱軸心受壓時的受力性能進行了分析;考慮了鋼管和箍筋對混凝土的約束作用,推導出了配筋圓鋼管混凝土短柱的軸壓承載力計算公式;分析了中間主應力、鋼管徑厚比和體積配箍率對承載力的影響。將公式的計算結果與文獻試驗結果進行比較,二者吻合較好。結果表明:統(tǒng)一強度理論對于配筋圓鋼管混凝土軸壓短柱的理論計算有非常好的適用性,為配筋鋼管混凝土柱的分析計算提供了一定的理論依據(jù)。

鋼管混凝土復合柱(簡稱"復合柱")是以鋼管混凝土為柱肢、以鋼筋混凝土板為綴板的新型組合柱。復合軸壓短柱以綴板壓碎為破壞特征,鋼管混凝土柱肢沒有達到其自身的承載力。因此,在復合短柱的軸壓承載力疊加計算時,鋼管混凝土柱肢的承載力應進行折減。本文采用有限元分析方法,通過變形協(xié)調條件,得到綴板壓碎時,鋼管混凝土柱肢分擔的荷載,將其與其承載力的比值定義為柱肢承載力折減系數(shù)。討論了選取不同理論計算鋼管混凝土柱肢承載力時應采用的折減系數(shù)值及其受套箍系數(shù)影響的規(guī)律。分析結果表明,當采用統(tǒng)一理論計算鋼管混凝土柱肢承載力時,對應的柱肢承載力折減系數(shù)趨于一個定值;而采用極限平衡理論計算時,折減系數(shù)隨著套箍系數(shù)的增大而減小,折減系數(shù)與套箍系數(shù)之間的關系可通過簡單的線性擬合得到。

采用統(tǒng)一強度理論,對方鋼管混凝土短柱的核心混凝土有效約束區(qū)和非有效約束區(qū)進行受力分析,通過方鋼管的寬厚比對方鋼管與核心混凝土間的約束效應進行控制,提出了方鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計算公式,并對其影響因素進行了分析。然后將其推廣到不同截面形式的鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計算中,將計算值與試驗值進行對比,驗證了公式的合理性。該研究為鋼管混凝土短柱承載力的研究提供了一定的理論依據(jù)。

考慮圓弧形鋼管混凝土支架構件的實際工作性能,針對目前較為實用的基于統(tǒng)一理論提出的承載力計算方法進行分析,開展了一組包括空鋼管、直鋼管混凝土和曲鋼管混凝土短柱的軸壓和壓彎試驗,從荷載-變形全過程曲線分析曲鋼管混凝土短柱構件與直鋼管混凝土短柱構件的區(qū)別,并將試驗結果與計算結果進行比較分析,得出了一些結論,可供圓弧形鋼管混凝土結構設計計算提供參考。

為研究鋼管混凝土短柱在壓、彎作用下的受剪承載力,設計了26個鋼管混凝土短柱試件進行試驗研究。通過對試件的破壞形態(tài)、剪力-應變曲線、剪力-跨中撓度曲線等試驗結果的分析以及與已有鋼管混凝土短柱在軸壓力作用下的受剪承載力的對比,分析了影響鋼管混凝土短柱受剪承載力的各種因素,為研究鋼管混凝土短柱在軸壓力以及彎矩作用下的受剪性能提供了直接的試驗依據(jù)。試驗結果表明,試件(剪跨比λ<0.5)的破壞均為剪切型破壞,但延性較好,有較大的變形能力。鋼管混凝土短柱的受剪承載力與軸壓比、剪跨比、初始彎矩有關,初始彎矩的存在對試件的受剪承載力有一定程度的削弱?；谑芗舫休d力機理的分析及試驗的實測數(shù)據(jù),建立了鋼管混凝土短柱在壓、彎作用下的受剪承載力計算公式,公式計算值與試驗值符合較好,且計算結果偏于安全。

為了研究具有內鋼管和型鋼增強的復合鋼管混凝土柱的承載力,將鋼管混凝土統(tǒng)一理論推廣應用于復合鋼管混凝土柱軸壓強度計算中,在分析了復合鋼管混凝土柱軸壓受力機理的基礎上,綜合考慮不同內外鋼材的截面形式,提出了組合等效套箍系數(shù),應用于復合鋼管混凝土柱的軸壓強度計算,并將計算結果與文獻的試驗數(shù)據(jù)進行了對比。結果表明:可以用統(tǒng)一理論計算復合鋼管混凝土柱的軸壓承載力;該方法具有形式統(tǒng)一、計算簡便、計算精度高的優(yōu)點。

參照普通混凝土配合比設計方法,按照再生粗骨料摻入量0、25%、50%、75%和100%制作了長徑比為4.0、徑厚比為20.75的共五組15個試件,進行軸心受壓試驗,研究不同再生粗骨料取代率對圓鋼管再生混凝土短柱承載能力的影響。結果表明:鋼管再生混凝土柱的軸壓破壞形態(tài)與鋼管普通混凝土柱相似,鋼管再生混凝土柱的實測彈性極限荷載比鋼管普通混凝土柱低,且隨再生粗骨料取代率的增加而降低,和再生粗骨料取代率成反比關系。在摻入量合適的情況下,圓鋼管再生混凝土柱應用實際是可行的。

為研究鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力與鋼管的作用,通過理論分析,建立了鋼管約束承載力提高系數(shù)λ與套箍指標、鋼管縱向應力和環(huán)向應力的關系。通過對124根軸心受壓鋼管混凝土短柱試驗結果的分析,建立了λ與套箍指標和鋼管屈服強度的關系式,提出了引入λ的鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力計算公式。公式反映了鋼管的直接承載作用和約束作用的大小,計算結果與試驗結果符合良好。

目的方鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力存在尺寸效應,為了提高大尺寸方鋼管混凝土軸心受壓承載力設計計算的準確性,研究了考慮尺寸效應的方鋼管混凝土短柱軸壓承載力計算方法.方法筆者介紹了日本aij規(guī)范、美國aisc-lrfd規(guī)程、歐洲ec4規(guī)范和我國韓林海等提出的方鋼管混凝土短柱軸壓承載力計算公式,并用這些公式對收集的大量實驗結果進行了計算分析,然后在已有的計算公式基礎上引入尺寸效應模型,采用修正后的計算公式進行計算并與未修正的計算結果進行比較.結果現(xiàn)有的方鋼管混凝土短柱軸壓承載力計算公式的計算結果存在明顯的尺寸效應,而在這些計算公式中引入尺寸效應模型進行修正后,計算結果的尺寸效應得到了明顯改善.結論筆者探討的4種計算公式都存在隨著構件尺寸增大計算結果比實驗值偏大的趨勢,即計算公式無法準確反映構件軸壓承載力存在的尺寸效應;通過引入混凝土材料的尺寸效應模型,對方鋼管混凝土軸壓承載力計算公式進行修正,可以有效減小方鋼管混凝土軸壓承載力的尺寸效應影響,從而為方鋼管混凝土軸心受壓承載力設計計算提供參考.

對于特定的pbl加勁型方鋼管混凝土軸壓短柱,考慮混凝土榫形成的剪力鍵提供的有效作用,對pbl加勁肋進行受力分析。引入混凝土有效約束系數(shù),采用統(tǒng)一強度理論,考慮中間主應力和材料拉壓比的影響,推導了pbl加勁型方鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計算公式,并對其影響因素進行了分析。將計算結果與文獻試驗結果進行對比,吻合較好,驗證了所給公式的正確性。研究結果表明,pbl加勁型方鋼管混凝土短柱的軸壓承載力隨雙剪統(tǒng)一強度理論參數(shù)b、混凝土內摩擦角、加勁肋的寬度和厚度的增大而提高。所得結果可以為pbl加勁型方鋼管混凝土短柱軸壓承載力的研究提供參考。

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 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.大連海事大學交通工程與物流學院,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件的受力性能進行了理論分析,提 出了此類構件承載力計算的 基本假定;采用極限平衡法,推導出鋼管屈服時構件承載力和碳纖維片拉斷時構件 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

在4種無初應力的啞鈴型鋼管混凝土柱極限承載力計算方法的基礎上,引入考慮初應力影響的折減系數(shù),得到了考慮初應力影響的啞鈴型鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計算公式;通過合理地考慮中間主應力和材料拉壓比對啞鈴型鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的影響,提出了一種新的基于雙剪統(tǒng)一強度理論的計算方法。將各種計算方法的計算值與試驗值進行比較,驗證了本文計算公式的合理性,并分析了各種方法的基本特點,可供工程應用參考。

對曲鋼管混凝土柱與直鋼管混凝土短柱應力-應變關系進行了分析,對鋼管混凝土構件承載力計算公式進行了試驗驗證,試驗得到的荷載-變形曲線與典型的荷載-變形曲線相吻合;并用鋼管混凝土承載力公式對曲鋼管混凝土短柱進行了承載力計算,發(fā)現(xiàn)其結果是偏于安全的。

型鋼_鋼管混凝土短柱軸壓承載力可靠度分析

異形鋼管混凝土短柱軸壓承載力的計算分析

對9根方鋼管珊瑚混凝土短柱進行了軸壓試驗研究,以試件高度、方鋼管壁厚及截面邊長為變量,探究了含鋼率、長細比對極限承載力的影響。通過引入核心珊瑚混凝土強度提高系數(shù),分析了套箍增強作用。將核心珊瑚混凝土分為有效約束區(qū)和非有效約束區(qū),并分別進行了受力分析,提出了承載力計算公式,并比較了計算結果與試驗結果,以驗證其合理性。

鋼管高強混凝土軸壓短柱承載力性能的試驗研究——本文報導了21個鋼管混凝土軸壓短柱的試驗研究，其中l(wèi)8個鋼管高強混凝土試件，3個普通鋼管混凝土試件。試驗的主要參數(shù)是套箍系數(shù)。研究結果表明，當套箍系數(shù)較小時鋼管徑向變形對鋼管高強混凝土極限承載力有影響...

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);但這種結構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)構件有著更大的承載力。