外方內(nèi)圓鋼管混凝土軸壓承載力計算方法

圓鋼管混凝土軸心受壓承載力計算研究——簡要介紹了美國的aci(1999)和aisc-lrfd(1999)、日本的aij和歐洲的ec4,我國的cecs28:90(1992)和dl/t5085-1999(1999)規(guī)程在計算圓鋼管混凝土軸心受壓承載力計算方法和特點,并選用幾組常見構(gòu)件用各類方法進行計算...

根據(jù)考慮強化的彈塑性鋼材本構(gòu)關(guān)系和約束核心混凝土本構(gòu)關(guān)系,對圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件進行截面劃分,采用條帶法計算了圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件的彎矩-曲率關(guān)系曲線,分析結(jié)果表明,截面中性軸位置主要和套箍系數(shù)有關(guān),通過對不同參數(shù)試件的分析計算,擬合得出截面中性軸位置的計算方法；對極限狀態(tài)下鋼管和混凝土的應力分布進行簡化,基于截面內(nèi)力平衡理論推導出圓鋼管混凝土構(gòu)件的抗彎承載力計算公式,并與試驗結(jié)果進行對比,公式計算結(jié)果和試驗結(jié)果吻合較好,計算結(jié)果總體上偏于安全,該公式可以有效計算圓鋼管混凝土構(gòu)件的抗彎承載力.

鋼管混凝土柱承載力計算方法探討——分析了四種鋼管混凝土柱承載力計算的設計理論，即統(tǒng)一理論、擬混凝土理論、擬鋼理論以及疊加理論，并對各自的特點進行了研究。

圓鋼管(高強)混凝土壓彎構(gòu)件承載力計算方法探

鋼管-鋼骨混凝土抗彎承載力計算方法——為了促進鋼管一鋼骨混凝土組合構(gòu)件在工程實踐中的應用，對配置工字形和十字形兩種鋼骨之構(gòu)件的受彎承載力進行了研究，采用極限狀態(tài)的疊加原理推導了兩種截面的抗彎承載力計算公式，并通過與文獻的試驗結(jié)果比較，驗證了公...

為計算雙圓夾層鋼管混凝土柱軸壓承載力,該文采用極限平衡法對它進行分析,得出計算承載力的理論公式。采用數(shù)值方法對理論公式進行求解,得出承載力計算值,計算結(jié)果與國內(nèi)外文獻試驗結(jié)果吻合良好。在此分析基礎(chǔ)上,比較雙圓夾層鋼管混凝土與普通圓實心鋼管混凝土元件受力的異同,結(jié)合用極限平衡法分析圓實心鋼管混凝土柱軸壓承載力的已有成果,最終得出雙圓夾層鋼管混凝土柱軸壓承載力的簡化計算公式。該公式簡潔實用,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好。

介紹了方形、圓形鋼管混凝土極限承載力的理論計算方法,極限承載力理論計算結(jié)果與試驗實測結(jié)果對比較為吻合,為圓形、方形鋼管混凝土極限承載力的設計提供一定的理論依據(jù)。

基于已有的試驗研究與理論分析,給出了矩形鋼管混凝土中鋼管不出現(xiàn)局部屈曲時的最大寬厚比限值,同時提出大寬厚比下矩形鋼管混凝土中考慮鋼管屈曲的承載力計算方法。通過回歸分析給出了矩形鋼管混凝土軸壓短柱、軸壓中長柱的承載力簡化計算公式,簡化計算結(jié)果和大量試驗結(jié)果進行對比,用試驗結(jié)果驗證了簡化計算結(jié)果的正確性。同時,采用cecs、dbj、ec4、lfrd及aij規(guī)程計算了矩形鋼管混凝土承載力并和試驗結(jié)果進行對比,對比結(jié)果表明:歐洲ec4規(guī)程、dbj規(guī)程及簡化計算結(jié)果與試驗結(jié)果較為接近,所提出的簡化計算公式不僅適用于普通寬厚比下矩形鋼管混凝土承載力計算,且適用于大寬厚比下考慮局部屈曲時承載力計算,實現(xiàn)了普通壁厚和薄壁矩形鋼管混凝土承載力計算公式的統(tǒng)一。

從鋼管混凝土柱的工作機理出發(fā),研究csft中鋼材和混凝土的本構(gòu)關(guān)系。分別采用vonmises和drucker-prager屈服準則分析鋼材和核心混凝土的強度及屈服問題,并由此推導出鋼管混凝土柱的軸壓承載力計算公式。

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(jié)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(chǔ)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(jié)果與文獻試驗結(jié)果進行比較,二者吻合較好。結(jié)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)。

圓鋼管混凝土是圓鋼管內(nèi)填充混凝土后形成的一種組合截面構(gòu)件,在工程結(jié)構(gòu)中已經(jīng)得到了廣泛的應用。本文借助有限元分析軟件ansys,考慮兩種材料本構(gòu)關(guān)系的非線性建立了組合截面短柱在軸壓作用下的非線性有限元模型。并通過數(shù)值算例采用剝離分析的方法,得到了軸壓作用下處于復雜應力場的極限承載力,以及鋼材和核心混凝土軸力分配與縱向應變的關(guān)系曲線,與試驗結(jié)果對比相吻合。

http://www.***.*** -1- 圓鋼管混凝土軸壓中長柱承載力研究1 丁發(fā)興*，余志武 (中南大學土木建筑學院，湖南長沙410075) *e-mail:dinfaxin@mail.csu.edu.cn 摘要：本文建立了圓鋼管混凝土軸壓中長柱承載力實用計算公式。首先應用模型柱法，對 鋼管混凝土軸壓中長柱荷載-變形曲線進行全過程分析，得到了鋼管混凝土軸壓中長柱承載 力的數(shù)值解法；其次，根據(jù)切線模量法推導了鋼管混凝土軸壓中長柱穩(wěn)定承載力計算公式， 與模型柱法計算結(jié)果相比，模型柱法偏于安全；再次，基于模型柱法，探討了構(gòu)件長細比、 混凝土強度等級、含鋼率和鋼材屈服強度對鋼管混凝土軸壓中長柱承載力穩(wěn)定系數(shù)的影響， 并在修正切線模量法推導的計算公式的基礎(chǔ)上，建立了鋼管混凝土軸壓中長柱承載力實用計 算公式，得到了國內(nèi)外216根鋼管混凝土軸壓中長柱承載力有

鋼管混凝土核心短軸壓承載力計算公式研究——針對鋼管混凝土核心柱承載力計算方法較多的問題，在對鋼管混凝土核心短柱軸壓承載力計算方法歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，通過與試驗結(jié)果比較和理論分析，提出了較為合理、實用和準確的軸壓承載力計算方法。

鋼管混凝土柱的應用及軸壓承載力計算——簡單介紹了鋼管混凝土柱的分類、特點、基本原理及其在工程中的應用，歸納了鋼管混凝土柱軸壓承栽力計算的各種方法，并把理論與試驗結(jié)果進行比較。

針對鋼管混凝土核心柱承載力計算方法較多的問題,在對鋼管混凝土核心短柱軸壓承載力計算方法歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,通過與試驗結(jié)果比較和理論分析,提出了較為合理、實用和準確的軸壓承載力計算方法。

依據(jù)鋼管混凝土統(tǒng)一理論,將其研究成果推廣應用于復式鋼管混凝土軸壓強度計算中,分析了復式鋼管混凝土軸壓受力機理,考慮不同內(nèi)外鋼管截面形式,提出復式鋼管混凝土等效套箍系數(shù),分別計算實復式鋼管混凝土和復式空心鋼管混凝土短柱的軸壓強度.公式計算結(jié)果分別與文獻試驗數(shù)據(jù)進行了對比,結(jié)果表明:在滿足一定的含鋼率和空心率范圍內(nèi),可以用統(tǒng)一理論計算復式鋼管混凝土的軸壓承載力,為復式鋼管混凝土承載力設計計算提供了新的理論方法.

鋼管混凝土的抗壓性以及韌性相對較高,且可塑性良好,經(jīng)濟效益顯著和施工快捷等優(yōu)點,在我國工程建設中發(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理的不同認識,并在此基礎(chǔ)上對比分析各理論的優(yōu)缺點,最后對鋼管混凝土的不足之處和有待發(fā)展的方向進行了探討。

為研究l形鋼管混凝土柱在軸心受壓荷載作用下的力學性能和承載力計算方法,建立l形鋼管混凝土柱軸壓下的有限元模型,并將有限元分析結(jié)果與文獻中的試驗結(jié)果進行了對比,二者吻合較好。通過對其短柱進行有限元模擬,分析了短柱的工作機理以及材料強度、含鋼率、柱肢長寬比等參數(shù)對其軸壓承載力的影響。研究表明:當柱肢的長寬比為2.5左右時,鋼管對混凝土的約束作用最好。基于統(tǒng)一理論,以約束效應系數(shù)為參數(shù),提出了l形鋼管混凝土柱軸壓強度承載力計算方法。在有限元模擬的基礎(chǔ)上,分析了長柱的失穩(wěn)方向問題及影響穩(wěn)定系數(shù)的主要因素,提出l形鋼管混凝土柱軸壓穩(wěn)定承載力計算方法,建議的承載力計算方法與有限元分析結(jié)果符合較好。

目的評估高溫作用后鋼管混凝土雙向壓彎構(gòu)件的殘余承載力.方法對高溫作用后方鋼管混凝土雙向偏壓構(gòu)件進行了數(shù)值計算、試驗研究和理論分析.結(jié)合16個方鋼管混凝土柱高溫后雙向偏壓承載力的試驗研究,對數(shù)值計算程序進行了驗證,在試驗數(shù)據(jù)和數(shù)值計算基礎(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表達式,將kr與常溫下計算公式相結(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算方法.將簡化計算值與試驗結(jié)果、數(shù)值計算進行比較發(fā)現(xiàn)三者吻合較好.結(jié)論筆者提出的簡化計算方法是有效的,可為災后鋼管混凝土的損傷評估及修復加固提供技術(shù)支持.

采用統(tǒng)一強度理論對內(nèi)圓外方復合鋼管高強混凝土短柱的受壓承載力進行了理論分析,考慮了內(nèi)、外兩層鋼管對內(nèi)層混凝土的雙重約束作用以及中間主應力和偏心距的影響,分別推導得出了內(nèi)圓外方復合鋼管高強混凝土短柱軸心受壓、偏心受壓極限承載力計算公式。通過與相關(guān)文獻資料試驗實測數(shù)據(jù)進行對比,驗證了公式的可行性和正確性,分析結(jié)果表明,內(nèi)、外鋼管對于其軸壓極限承載力的主要貢獻是對混凝土提供了約束作用,而不是自身的軸向承載貢獻,研究成果可為工程實踐提供參考。

在統(tǒng)一強度理論的基礎(chǔ)上,對圓鋼管約束型鋼混凝土短柱的軸心受力性能進行理論分析;采用厚壁圓筒統(tǒng)一強度理論計算鋼管對核心型鋼混凝土的約束應力,推導出圓鋼管約束型鋼混凝土短柱的軸壓承載力公式;并對影響因素進行分析。將公式的計算結(jié)果與文獻試驗結(jié)果進行比較,結(jié)果吻合較好,說明統(tǒng)一強度理論對于圓鋼管約束型鋼混凝土軸壓短柱的理論計算有很好的適用性,可為圓鋼管約束型鋼混凝土柱的分析計算提供一定的理論依據(jù)。