三面受火的矩形鋼管混凝土柱受力機(jī)理與耐火極限

介紹了國內(nèi)外矩形鋼管混凝土柱受力性能關(guān)鍵影響因素的研究進(jìn)展,主要包括鋼管板件局部屈曲行為、混凝土橫向約束效應(yīng)、加勁肋設(shè)置、鋼管和混凝土間的界面抗剪強(qiáng)度及混凝土的收縮和徐變五個(gè)方面,指出了矩形鋼管混凝土柱需進(jìn)一步研究的方向。

采用有限元軟件abaqus,對(duì)不考慮鋼管壁與核心混凝土的粘結(jié),只設(shè)置傳力構(gòu)件的矩形鋼管混凝土軸壓柱進(jìn)行研究分析。分析核心混凝土及鋼管壁的軸力-豎向位移曲線,得出設(shè)置傳力構(gòu)件的矩形鋼管混凝土柱的軸力-豎向位移曲線及混凝土工作承擔(dān)系數(shù)。通過對(duì)軸壓作用下設(shè)置傳力構(gòu)件的矩形鋼管混凝土柱性能的研究分析,驗(yàn)證了可采用cecs159∶2004《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定對(duì)設(shè)置傳力構(gòu)件的矩形鋼管混凝土柱的軸壓承載力進(jìn)行計(jì)算。

為研究相鄰兩面受火的矩形鋼管鋼筋混凝土柱的耐火極限及其影響因素.利用abaqus有限元軟件建立相鄰兩面受火的矩形鋼管鋼筋混凝土柱抗火分析模型,理論結(jié)果與以往國內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,兩者吻合良好.對(duì)影響其耐火極限的各種因素包括截面周長、高寬比、長細(xì)比、配筋率、荷載比、材料強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行了分析,給出了耐火極限的理論公式.研究結(jié)果表明:在一定參數(shù)范圍內(nèi),荷載比、截面邊長和長細(xì)比是構(gòu)件耐火極限的主要影響參數(shù),表現(xiàn)為荷載比越小,截面邊長越大,長細(xì)比越小,構(gòu)件的耐火極限越高.

帶約束拉桿矩形鋼管混凝土柱的偏壓性能——通過對(duì)7個(gè)帶約束拉桿和2個(gè)不設(shè)約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱的單向偏心受壓試驗(yàn)，研究了偏心率、約束拉桿水平間距對(duì)矩形鋼管混凝土短柱偏壓性能的影響．試驗(yàn)結(jié)果表明：約束拉桿的設(shè)置有助于提高矩形鋼管混凝土偏壓短柱的...

文章介紹了目前矩形鋼管混凝土柱-鋼梁半剛性連接節(jié)點(diǎn)的形式,概述了近年來國內(nèi)外關(guān)于矩形鋼管混凝土柱-鋼梁半剛性連接節(jié)點(diǎn)研究,提出了矩形鋼管混凝土柱-鋼梁半剛性連接研究方向的一些看法和建議。

帶約束拉桿矩形鋼管混凝土柱的偏壓性能 作者：龍躍凌，蔡健，longyue-ling，caijian 作者單位：華南理工大學(xué)土木工程系,廣東廣州,510640 刊名：華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 英文刊名：journalofsouthchinauniversityoftechnology(naturalscienceedition) 年，卷(期)：2008，36(12) 被引用次數(shù)：0次 參考文獻(xiàn)(13條) 1.forlongrwstrengthofsteel-encasedconcretebeamcolumns1967(st5) 2.knowlesrb.parkrstrengthofconcrete-filledsteeltubularcolumns1969(st12) 3.schne

矩形鋼管混凝土柱施工的質(zhì)量控制 【摘要】本文以某太陽能高科技廠房為例，通過在整個(gè)建筑工程實(shí)施過程 中由于設(shè)計(jì)、施工的失誤發(fā)生的質(zhì)量問題，揭示矩形鋼管混凝土柱在設(shè)計(jì)、施工 中的特點(diǎn)和難點(diǎn)，試做一些探討和總結(jié)。 【關(guān)鍵詞】鋼管混凝土；泵送頂升澆注法；柱頂直接拋落法 當(dāng)前，高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)矩形鋼柱被廣泛應(yīng)用，在矩形鋼柱內(nèi)填充混凝土的 施工相繼被更多地采用，其主要原因是，采用鋼管混凝土代替鋼筋混凝土和結(jié)構(gòu) 鋼，可大幅度地節(jié)省鋼材、木材、水泥等結(jié)構(gòu)自重，理論分析和實(shí)踐表明，鋼管 混凝土與鋼結(jié)構(gòu)相比，在保持自重相近和承載能力相同的條件下，可節(jié)省鋼材約 50%，焊接工作量可大大減少；與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼材用量和承載能 力相當(dāng)?shù)臈l件下，而鋼結(jié)構(gòu)的在橫截面面會(huì)減小約一半左右，從而加大了建筑的 空間面積，空間的有效實(shí)用面積也會(huì)大大增加，混凝土和水泥用量以及構(gòu)件自重 相應(yīng)減少50%

矩形鋼管混凝土柱新型節(jié)點(diǎn)技術(shù)的應(yīng)用——傳統(tǒng)的鋼管混凝土柱和混凝土梁的連接節(jié)點(diǎn)處采用的環(huán)梁，構(gòu)造復(fù)雜，施工難度大。將柱梁節(jié)點(diǎn)優(yōu)化為無環(huán)梁的新型節(jié)點(diǎn)，施工起來方便、簡(jiǎn)潔，既能保證工程質(zhì)量，又能加快施工速度。

假設(shè)核心混凝土為剛性,矩形鋼管混凝土柱的鋼管板件在非加載邊受到彈性約束而確定出鋼管壁板的局部屈曲模型。為了推導(dǎo)出方鋼管混凝土柱在軸壓下鋼管管壁的局部屈曲臨界應(yīng)力,我們采用了能量法。通過計(jì)算能夠充分表明,核心混凝土能夠有效的提高鋼管管壁抵抗局部屈曲的能力。

本文以某太陽能高科技廠房為例,通過在整個(gè)建筑工程實(shí)施過程中由于設(shè)計(jì)、施工的失誤發(fā)生的質(zhì)量問題,揭示矩形鋼管混凝土柱在設(shè)計(jì)、施工中的特點(diǎn)和難點(diǎn),試做一些探討和總結(jié)。

矩形鋼管混凝土柱的特點(diǎn)及算例——概述了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)原理，介紹了矩形鋼管混凝土柱相比鋼筋混凝土柱和鋼柱具備的優(yōu)點(diǎn)，并以實(shí)際工程為例，指出了完整的承載力計(jì)算過程，從而為該類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn)。

通過對(duì)7個(gè)帶約束拉桿和2個(gè)不設(shè)約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱的單向偏心受壓試驗(yàn),研究了偏心率、約束拉桿水平間距對(duì)矩形鋼管混凝土短柱偏壓性能的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明:約束拉桿的設(shè)置有助于提高矩形鋼管混凝土偏壓短柱的延性,延遲鋼管的局部屈曲;帶約束拉桿矩形鋼管混凝土柱的偏壓承載力隨偏心率的增大而減小;在偏心率相同的條件下,試件延性隨拉桿水平間距的減小而增大.試件承載力的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,而國內(nèi)現(xiàn)有規(guī)程的計(jì)算結(jié)果總體上低估了帶約束拉桿矩形鋼管混凝土偏壓試件的承載力.

矩形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn) 作者：魏晨熙 作者單位：天津大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程系，天津300072 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/conference_7293873.aspx

矩形鋼管混凝土柱抗剪性能研究——對(duì)矩形鋼管混凝土柱抗剪性能的研究現(xiàn)狀、目前取得的研究成果和存在的問題進(jìn)行了介紹與探討，并為其進(jìn)一步的研究提出了一些建議，以完善我國相關(guān)的規(guī)范建設(shè)，推動(dòng)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展。

矩形鋼管混凝土柱局部屈曲分析——在矩形鋼管混凝土柱中采用薄壁鋼板將引起局部屈曲，局部屈曲會(huì)降低鋼管混凝土柱的強(qiáng)度、延性和抗彎剛度。主要分析在偏心荷載作用下，矩形鋼管混凝土柱局部i臨界屈曲應(yīng)力的變化情況。因此，通過引入應(yīng)力梯度系數(shù)來描述偏心距...

在矩形鋼管混凝土柱中采用薄壁鋼板將引起局部屈曲,局部屈曲會(huì)降低鋼管混凝土柱的強(qiáng)度、延性和抗彎剛度。主要分析在偏心荷載作用下,矩形鋼管混凝土柱局部臨界屈曲應(yīng)力σcr的變化情況。因此,通過引入應(yīng)力梯度系數(shù)φ來描述偏心距,并應(yīng)用伽遼金法推導(dǎo)出了矩形鋼管混凝土柱局部屈曲的臨界應(yīng)力公式。從公式可知,隨著應(yīng)力梯度系數(shù)φ的增加,矩形鋼管混凝土柱中外包鋼板的局部屈曲應(yīng)力會(huì)減小。另外,完全的軸心壓力對(duì)矩形鋼管混凝土柱的局部屈曲是不利的。

甘肅會(huì)展中心工程采用矩形鋼管混凝土梁柱,由于鋼管混凝土組合截面梁柱節(jié)點(diǎn)位置柱內(nèi)肋板開孔直徑僅為200mm,鋼管柱芯混凝土的灌注及振搗施工難度相當(dāng)大。針對(duì)工程難點(diǎn)提出相應(yīng)對(duì)策,并對(duì)頂升澆筑混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化及對(duì)原材料進(jìn)行控制,詳細(xì)介紹了混凝土頂升施工工藝、關(guān)鍵技術(shù)及注意事項(xiàng)。結(jié)果表明,采用的頂升技術(shù)加快了施工進(jìn)度,降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)矩形、方形鋼管混凝土柱、鋼管高強(qiáng)混凝土柱共進(jìn)行36組試驗(yàn),試件承受繞弱軸的可變彎矩作用。試驗(yàn)參數(shù)包括:混凝土名義強(qiáng)度(30～90mpa)、橫截面長寬比(矩形或方形)、厚度(4,5mm)、頂?shù)壮跏计谋萫t/eb(1,0.5,0,-0.5)。將試驗(yàn)的極限承載力與歐洲規(guī)范4中的設(shè)計(jì)荷載對(duì)比,發(fā)現(xiàn)其安全裕度不足。試驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)于可變彎矩作用情況,采用高強(qiáng)混凝土更有效;在可變彎矩作用下,如果想獲得更好的韌性,則采用鋼管混凝土更有效。因?yàn)殡m然相比于高強(qiáng)混凝土,普通混凝土的軸向極限承載力要低,但其有更好的峰后軟化性能。

鋼管混凝土經(jīng)歷火災(zāi)后，力學(xué)性能會(huì)受到不同程度的損傷，但仍具有較好的整體性和可修復(fù)加固性。筆者介紹了災(zāi)后鋼管混凝土的力學(xué)性能損傷情況和現(xiàn)有的矩形鋼管混凝土殘余承載力的評(píng)估方法，在此基礎(chǔ)上，提出了運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)高溫后鋼管混凝土柱的殘余力學(xué)性能評(píng)估的新方法，并與實(shí)驗(yàn)和原有方法作了對(duì)比，結(jié)果表明該方法也能較好的反映矩形鋼管混凝土力學(xué)性能的損傷情況。最后，對(duì)今后進(jìn)一步開展的研究工作進(jìn)行了展望。

介紹了《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(cecs159:2004)中承重構(gòu)件設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容,闡述了矩形鋼管混凝土軸心受力構(gòu)件承載力計(jì)算公式和實(shí)用設(shè)計(jì)方法,并與一些試驗(yàn)研究的結(jié)果進(jìn)行了比較,表明該設(shè)計(jì)方法是合理有效、簡(jiǎn)便實(shí)用的

通過改變端彎矩比、荷載偏心率等參數(shù),對(duì)矩形鋼管混凝土不等端彎矩偏壓柱的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并在此基礎(chǔ)上對(duì)其受力全過程進(jìn)行了有限元模擬計(jì)算。結(jié)果表明,由于構(gòu)件細(xì)長比較小,其最終破壞形態(tài)為端部鼓曲破壞;剛度和極限荷載隨構(gòu)件荷載偏心率增大而減小,延展性增加;有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合。

針對(duì)在矩形鋼管混凝土柱樓層節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼管內(nèi)設(shè)置分配梁和內(nèi)環(huán)肋這種節(jié)點(diǎn)新形式,研究分析該設(shè)置傳力構(gòu)件的矩形鋼管混凝土柱軸壓荷載作用下的受力機(jī)理,揭示其能有效協(xié)調(diào)鋼管壁與內(nèi)部混凝土的變形與受力,迫使鋼管壁與內(nèi)部混凝土共同承受外荷載的功效.試驗(yàn)驗(yàn)證表明,節(jié)點(diǎn)設(shè)置傳力構(gòu)件改善了矩形鋼管混凝土柱的受力性能,在此基礎(chǔ)上提出了傳力構(gòu)件分配梁的設(shè)計(jì)方法.