薄壁鋼管混凝土短柱的軸壓極限承載力研究資料

采用統(tǒng)一強(qiáng)度理論,對(duì)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(jìn)行受力分析,通過(guò)方鋼管的寬厚比對(duì)方鋼管與核心混凝土間的約束效應(yīng)進(jìn)行控制,提出了方鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計(jì)算公式,并對(duì)其影響因素進(jìn)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(jì)算中,將計(jì)算值與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)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)。

針對(duì)鋼管混凝土短柱軸壓狀態(tài),考慮屈服時(shí)鋼管豎向應(yīng)力對(duì)承載力的貢獻(xiàn),采用厚壁圓筒理論和雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,對(duì)鋼管進(jìn)行極限承載力分析;對(duì)混凝土采用drucker-prager屈服理論進(jìn)行鋼管約束下的承載力的計(jì)算分析,兩者疊加得到鋼管混凝土的極限承載力計(jì)算公式,并與現(xiàn)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)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(jì)算提供了一種新的方法.

運(yùn)用統(tǒng)一強(qiáng)度理論,考慮中間主應(yīng)力的影響,引入?yún)?shù)αu,βu確定薄壁鋼管在極限荷載時(shí)的環(huán)向拉應(yīng)力σθ、縱向壓應(yīng)力σz和徑向壓應(yīng)力σr,并考慮輕骨料混凝土與普通混凝土多軸強(qiáng)度準(zhǔn)則差異的影響,推導(dǎo)出薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的極限承載力公式,并對(duì)影響因素進(jìn)行了分析。將本文計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果吻合良好,表明將統(tǒng)一強(qiáng)度理論運(yùn)用于薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算是可行的。該結(jié)果為薄壁鋼管輕骨料混凝土的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。

通過(guò)26根圓形、方形和八邊形薄壁鋼管混凝土短柱的軸壓試驗(yàn),研究了不同截面形狀、寬(徑)厚比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、含鋼率等參數(shù)對(duì)薄壁鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)表明,由于有內(nèi)填混凝土的支撐作用,鋼管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高,與常規(guī)壁厚的鋼管混凝土短柱的軸壓破壞模式相比也有較大的變化。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析,提出了薄壁鋼管混凝土短柱極限軸心抗壓承載力的實(shí)用計(jì)算公式,探討了短柱的截面形狀、寬厚比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、含鋼率等因素對(duì)其受力性能的影響

薄壁鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)研究

介紹現(xiàn)有的鋼管混凝土構(gòu)件承載力計(jì)算方法,分析各計(jì)算方法的特點(diǎn)和適用性。給出國(guó)內(nèi)外各主要規(guī)范中鋼管混凝土管壁臨界徑厚比或?qū)捄癖鹊挠?jì)算公式,歸納基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論的薄壁鋼管混凝土受壓柱的承載力計(jì)算方法,并簡(jiǎn)要介紹薄壁鋼管再生混凝土柱的研究進(jìn)展,最后提出薄壁鋼管混凝土柱進(jìn)一步的研究方向。

對(duì)軸向局部壓力作用下的薄壁鋼管混凝土(stcc)短柱進(jìn)行受力性能的試驗(yàn)分析,共測(cè)試了46個(gè)試驗(yàn)構(gòu)件,其中有36個(gè)stcc構(gòu)件和10個(gè)素混凝土構(gòu)件。主要參數(shù)有:1)截面類型:圓形和方形;2)局部受壓面積比(混凝土橫截面面積與局部受壓面積之比):1~25;3)鋼管寬度(或直徑)與壁厚的比率,b(或d)/t:52.1~104.7。結(jié)果發(fā)現(xiàn),復(fù)合截面的彎曲極限強(qiáng)度會(huì)隨局部受壓面積比的增加而減小;對(duì)鋼管核心區(qū)混凝土的約束作用和局部加載stcc構(gòu)件的極限強(qiáng)度會(huì)隨著鋼管寬度(或直徑)與厚度之比值的增加而減小。分析同時(shí)發(fā)現(xiàn),在局部軸壓作用下,一般圓形鋼管比方形管能更好地約束核心混凝土。

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(yīng)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(guò)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(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)的極限承載力,以及鋼材和核心混凝土軸力分配與縱向應(yīng)變的關(guān)系曲線,與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比相吻合。

基于雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,充分考慮了中間主應(yīng)力,即鋼管和核心混凝土之間的相互作用力(緊箍力)的影響,推導(dǎo)出了鋼管混凝土軸心受壓短柱的承載力公式。該公式不僅考慮了緊箍力對(duì)混凝土的約束作用,而且考慮了緊箍力對(duì)鋼管的環(huán)向張拉作用,并對(duì)其側(cè)壓系數(shù)和材料強(qiáng)度參數(shù)的取值做了分析探討,最后將計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)資料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論對(duì)鋼管混凝土構(gòu)件的研究有很好的適用性;考慮緊箍力對(duì)鋼管承載力的影響是非常有必要的;該研究為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了可靠的理論依據(jù)。

薄壁鋼管混凝土軸壓短柱力學(xué)性能研究——對(duì)7種不同截面形式的12根鋼管混凝土短柱進(jìn)行了軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)，觀察了12根短柱的試驗(yàn)過(guò)程和破壞形態(tài)，獲得軸壓短柱的荷載一位移曲線，分析了套箍系數(shù)對(duì)軸壓短柱力學(xué)性能的影響；基于試驗(yàn)荷載一位移曲線，給出短柱的極...

對(duì)7種不同截面形式的12根鋼管混凝土短柱進(jìn)行了軸壓力學(xué)性能試驗(yàn),觀察了12根短柱的試驗(yàn)過(guò)程和破壞形態(tài),獲得軸壓短柱的荷載-位移曲線,分析了套箍系數(shù)ξ對(duì)軸壓短柱力學(xué)性能的影響;基于試驗(yàn)荷載-位移曲線,給出短柱的極限承載力,為不同截面形式的鋼管混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算公式的建立提供依據(jù)。

針對(duì)帶肋薄壁方鋼管混凝土軸壓短柱,通過(guò)引入混凝土強(qiáng)度折減系數(shù)和修正后的等效約束折減系數(shù),將方鋼管混凝土等效為圓鋼管混凝土,采用統(tǒng)一強(qiáng)度理論推導(dǎo)出極限承載力的計(jì)算公式,并對(duì)影響因素進(jìn)行了分析。將采用本研究公式計(jì)算所得的理論值與相關(guān)文獻(xiàn)中的試驗(yàn)值進(jìn)行比較,吻合良好,驗(yàn)證了公式的合理性,可為帶肋方鋼管混凝土柱軸壓極限承載力的研究提供理論依據(jù)。

采用雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,綜合考慮方形薄壁鋼管的局部屈曲效應(yīng)以及輕骨料混凝土與普通混凝土多軸強(qiáng)度準(zhǔn)則差異的影響,推導(dǎo)出了方形薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的極限承載力計(jì)算公式,同時(shí)分析了拉壓比、材料強(qiáng)度參數(shù)、寬厚比和混凝土強(qiáng)度對(duì)極限承載力的影響。結(jié)果表明:該計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了公式的合理性;該結(jié)果為方形薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的承載力分析計(jì)算提供了理論依據(jù),具有工程參考價(jià)值。

研究薄壁鋼管混凝土力學(xué)性能,本文對(duì)薄壁鋼管混凝土試件進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明薄壁鋼管混凝土具有良好承載能力和抗變形能力;加勁肋設(shè)置有效改善薄壁方鋼管混凝土性能.薄壁鋼管混凝土在工程中具有可行性。

為改善方形薄壁鋼管混凝土矩柱的力學(xué)性能。本文提出了設(shè)置縱向勁肋的截面形式,進(jìn)行了3種截面形式共有9個(gè)短柱試件的軸壓試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)各種截面形式短柱的試驗(yàn)現(xiàn)象、荷載-位移曲線及極限承載力等的研究,證明縱向加勁肋可有效提高薄壁鋼管混凝土短柱的靜力性能。

在4種無(wú)初應(yīng)力的啞鈴型鋼管混凝土柱極限承載力計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,引入考慮初應(yīng)力影響的折減系數(shù),得到了考慮初應(yīng)力影響的啞鈴型鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計(jì)算公式;通過(guò)合理地考慮中間主應(yīng)力和材料拉壓比對(duì)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(qiáng)度理論的計(jì)算方法。將各種計(jì)算方法的計(jì)算值與試驗(yàn)值進(jìn)行比較,驗(yàn)證了本文計(jì)算公式的合理性,并分析了各種方法的基本特點(diǎn),可供工程應(yīng)用參考。

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(guò)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(biāo)、鋼管縱向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力的關(guān)系。通過(guò)對(duì)124根軸心受壓鋼管混凝土短柱試驗(yàn)結(jié)果的分析,建立了λ與套箍指標(biāo)和鋼管屈服強(qiáng)度的關(guān)系式,提出了引入λ的鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力計(jì)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(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果符合良好。

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(xué) mechanics149 文章編號(hào):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(xué)交通工程與物流學(xué)院,大連116026:2.沈陽(yáng)市建筑研究院,沈陽(yáng) 110016) 摘要:對(duì)cfrp.鋼管混凝土軸壓短柱這種新型構(gòu)件的受力性能進(jìn)行了理論分析,提 出了此類構(gòu)件承載力計(jì)算的 基本假定;采用極限平衡法,推導(dǎo)出鋼管屈服時(shí)構(gòu)件承載力和碳纖維片拉斷時(shí)構(gòu)件 極限承載力的解析計(jì)算式;對(duì) 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(jìn)行試驗(yàn)研究, 并將解析分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 比較,證明了提出的解析計(jì)算式的正確性

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(jié)構(gòu)形式及加載方式就決定其并沒(méi)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(duì)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(gòu)件有著更大的承載力。

針對(duì)鋼管混凝土的缺陷,出現(xiàn)了自應(yīng)力鋼管混凝土,自應(yīng)力對(duì)在鋼管混凝土中有重大作用,將對(duì)其極限承載力產(chǎn)生很大影響。通過(guò)分析自應(yīng)力鋼管混凝土破壞機(jī)理,在普通鋼管混凝土受壓構(gòu)件極限承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)自應(yīng)力鋼管混凝土受壓構(gòu)件極限承載力計(jì)算公式,并分析自應(yīng)力值大小對(duì)極限承載力的影響。

圓形薄壁鋼管混凝土柱軸壓性能的試驗(yàn)研究——制作了8根薄壁圓形鋼管混凝土柱試件，進(jìn)行了薄壁圓形鋼管混凝土柱的軸心受壓試驗(yàn)，考察徑厚比、長(zhǎng)徑比和環(huán)箍等因素對(duì)其受壓性能的影響。對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞形態(tài)進(jìn)行了描述，量測(cè)并分析了試件的極限承載力、鋼管壁的縱...

制作了8根薄壁圓形鋼管混凝土柱試件,進(jìn)行了薄壁圓形鋼管混凝土柱的軸心受壓試驗(yàn),考察徑厚比、長(zhǎng)徑比和環(huán)箍等因素對(duì)其受壓性能的影響。對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞形態(tài)進(jìn)行了描述,量測(cè)并分析了試件的極限承載力、鋼管壁的縱向與橫向應(yīng)變。研究結(jié)果表明,圓形薄壁鋼管對(duì)核心混凝土有著較好的約束作用,但徑厚比對(duì)約束程度的影響并不明顯,圓形薄壁鋼管柱的承載力較名義承載力有顯著提高;長(zhǎng)徑比越大,圓形薄壁鋼管越容易發(fā)生屈曲;環(huán)箍能對(duì)薄壁鋼管提供較好約束,延緩鋼管的局部屈曲,提高柱的承載力。