帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱偏壓承載力特性研究

采用帶約束拉桿矩形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系,建立了基于纖維模型法的模擬帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱承載力-變形全過(guò)程曲線的非線性分析方法。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。對(duì)帶約束拉桿矩形鋼管混凝土偏壓短柱進(jìn)行參數(shù)分析,回歸了帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱單向和雙向偏壓曲率延性系數(shù)的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。公式的計(jì)算精度高,形式簡(jiǎn)單。

介紹15個(gè)帶約束拉桿方形鋼管混凝土短柱和8個(gè)帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱的軸壓試驗(yàn)結(jié)果,分析鋼管壁厚度、拉桿直徑、拉桿水平間距等參數(shù)對(duì)其軸壓性能的影響。試驗(yàn)研究結(jié)果表明,約束拉桿的設(shè)置有助于延遲鋼管的局部屈曲、提高方形鋼管混凝土短柱的軸壓承載力和延性,提高矩形鋼管混凝土短柱的延性。約束拉桿的作用主要表現(xiàn)為對(duì)核心混凝土的約束作用及通過(guò)改變鋼管側(cè)壁局部屈曲的邊界條件從而提高鋼管的屈曲強(qiáng)度。同時(shí),在合理考慮拉桿作用的基礎(chǔ)上,應(yīng)用等效側(cè)向壓力的概念和基于混凝土真三軸試驗(yàn)的破壞準(zhǔn)則確定核心混凝土的峰值強(qiáng)度,提出帶約束拉桿方形、矩形鋼管混凝土短柱軸壓承載力的計(jì)算方法,承載力計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。

采用帶約束拉桿矩形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系,利用纖維模型法對(duì)帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱承載力進(jìn)行了數(shù)值分析,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。利用經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證的計(jì)算程序?qū)Ъs束拉桿矩形鋼管混凝土短柱軸壓和單、雙向偏壓承載力進(jìn)行了較系統(tǒng)的參數(shù)分析,回歸出帶約束拉桿矩形鋼管混凝土軸壓和單、雙偏壓承載力簡(jiǎn)化計(jì)算公式,公式的計(jì)算精度高,形式簡(jiǎn)單,便于應(yīng)用,可供工程設(shè)計(jì)參考。

提出帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱軸壓承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。該方法考慮了軸壓下矩形鋼管長(zhǎng)邊、短邊豎向強(qiáng)度的不同,同時(shí)考慮了約束拉桿和鋼管對(duì)核心混凝土的約束作用,且表達(dá)式簡(jiǎn)單,方便應(yīng)用。應(yīng)用該方法對(duì)帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱試件的軸壓承載力進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較表明,兩者吻合良好。

在鋼板中部位置設(shè)置具有約束鋼板外凸變形作用的水平拉桿,是改善異形鋼管混凝土柱力學(xué)性能的有效方法。該文介紹了8個(gè)帶約束拉桿l形鋼管混凝土偏壓短柱試件的試驗(yàn),結(jié)果表明約束拉桿的設(shè)置延遲鋼管局部屈曲的發(fā)生,有助于l形鋼管混凝土偏壓短柱承載力的提高;偏心受壓下該柱的截面應(yīng)變符合平截面假定。采用帶約束拉桿l形鋼管的管內(nèi)核心混凝土本構(gòu)關(guān)系,利用纖維模型法對(duì)試件偏壓極限承載力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。利用該數(shù)值方法對(duì)帶約束拉桿l形鋼管混凝土偏壓短柱進(jìn)行參數(shù)研究,分析了鋼材屈服強(qiáng)度、截面含鋼率、混凝土強(qiáng)度、拉桿約束系數(shù)及荷載角對(duì)n/nu-m/mu曲線的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上提出帶約束拉桿l形鋼管混凝土偏壓短柱雙向壓彎承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。

帶約束拉桿矩形鋼管混凝土柱的偏壓性能——通過(guò)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...

通過(guò)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(guó)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.

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進(jìn)行偏心受壓試驗(yàn)研究,主要研究偏心率、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)研究結(jié)果表明,在偏心壓力作用下,約束拉桿的設(shè)置有助于提高矩形鋼管混凝土短柱的延性,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。在相同偏心率下,試件延性隨拉桿水平間距減小而增大。

采用帶約束拉桿方形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系,利用基于纖維模型法的非線性分析程序?qū)Ъs束拉桿方形鋼管混凝土短柱承載力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。對(duì)帶約束拉桿方形鋼管混凝土偏壓短柱進(jìn)行參數(shù)分析的結(jié)果表明,隨著約束拉桿間距的減少、直徑的增大,偏壓短柱的極限承載力增大;隨著鋼管壁厚的增大,偏壓短柱的n/nu-m/mu曲線往內(nèi)收攏;隨著混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度的提高,偏壓短柱的n/nu-m/mu曲線向外凸出;雙向偏壓短柱的極限承載力在最大主慣性軸方向達(dá)到最大,在最小主慣性軸方向達(dá)到最小;各參數(shù)對(duì)單向偏壓和雙向偏壓短柱的n/nu-m/mu曲線的影響相類似。

研究了偏心受壓時(shí)矩形鋼管混凝土中受壓區(qū)鋼管對(duì)混凝土的緊箍力計(jì)算方法,根據(jù)莫爾強(qiáng)度準(zhǔn)則導(dǎo)出了受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度的計(jì)算公式,并以極限平衡理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)了偏心受壓矩形鋼管混凝土短柱承載力的計(jì)算公式;制作了10個(gè)相同含鋼率的矩形鋼管混凝土短柱,按不同的偏心率進(jìn)行加載試驗(yàn),測(cè)出其極限承載力,并將計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果吻合較好.

介紹了帶約束拉桿矩形鋼管混凝土這種新型結(jié)構(gòu)構(gòu)件的特點(diǎn)以及帶約束拉桿矩形鋼管混凝土提出的背景。綜述了約束拉桿矩形鋼管混凝土研究與應(yīng)用現(xiàn)狀。同時(shí),提出了帶約束拉桿矩形鋼管混凝土需要進(jìn)一步研究的若干關(guān)鍵問(wèn)題。最后,展望了帶約束拉桿矩形鋼管混凝土在結(jié)構(gòu)工程中的廣闊應(yīng)用前景。

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

提出帶約束拉桿預(yù)應(yīng)力矩形鋼管混凝土梁并分析其優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)9根帶約束拉桿預(yù)應(yīng)力矩形鋼管混凝土梁和3根預(yù)應(yīng)力矩形鋼管混凝土梁共12根試件,開(kāi)展單調(diào)靜力加載試驗(yàn),得到荷載-撓度曲線。同時(shí),對(duì)上述試件拓展參數(shù)范圍,通過(guò)有限元軟件進(jìn)行模擬,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,數(shù)據(jù)吻合較好。最后分析鋼板厚度、約束拉桿直徑、約束拉桿軸向間距等參數(shù)對(duì)帶約束拉桿預(yù)應(yīng)力矩形鋼管混凝土梁抗彎能力的影響。結(jié)果表明,約束拉桿對(duì)于使用薄鋼管的預(yù)應(yīng)力矩形鋼管混凝土梁抗彎能力的改善更具優(yōu)勢(shì),約束拉桿的直徑、約束拉桿間距只要滿足構(gòu)造要求的情況下對(duì)帶約束拉桿預(yù)應(yīng)力矩形鋼管混凝土梁的抗彎性能影響不大。

提出一種矩形鋼管混凝土短柱軸壓承載力計(jì)算的新方法。與已有的計(jì)算方法不同之處在于,所提出的方法考慮了矩形鋼管截面長(zhǎng)邊、短邊對(duì)核心混凝土約束作用大小不同的特點(diǎn),應(yīng)用基于混凝土真三軸受力試驗(yàn)的破壞準(zhǔn)則確定管內(nèi)核心混凝土的峰值強(qiáng)度;同時(shí),考慮矩形鋼管截面長(zhǎng)邊、短邊的豎向強(qiáng)度的差異,分別計(jì)算矩形鋼管長(zhǎng)、短邊的豎向強(qiáng)度。應(yīng)用新方法對(duì)56根矩形鋼管混凝土柱試件的軸壓承載力進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較表明,兩者吻合良好。

帶約束拉桿矩形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系——對(duì)帶約束拉桿矩形鋼管混凝土在軸壓下的受力機(jī)理進(jìn)行分析，在帶約束拉桿方形鋼管混凝土本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上，針對(duì)矩形鋼管截面長(zhǎng)邊、短邊對(duì)混凝土約束作用大小不同及約束拉桿沿長(zhǎng)邊、短邊布置數(shù)量不同等特點(diǎn)，應(yīng)用基于混凝土...

本文介紹了帶約束拉桿矩形鋼管混凝土柱的試驗(yàn),分析、解釋了試驗(yàn)現(xiàn)象,對(duì)試件的破壞過(guò)程、荷載-應(yīng)變關(guān)系、約束拉桿的作用等方面作了較為詳細(xì)的討論。

采用帶約束拉桿l形鋼管混凝土截面簡(jiǎn)化方法,分別以統(tǒng)一理論、極限平衡理論和統(tǒng)一強(qiáng)度理論為基礎(chǔ),并考慮截面長(zhǎng)寬比的影響,提出了帶約束拉桿l形鋼管混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算公式。計(jì)算值與試驗(yàn)值比較表明,以統(tǒng)一理論為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法吻合較好。利用統(tǒng)一理論為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,對(duì)影響帶約束拉桿l形鋼管混凝土軸壓柱受力性能的因素:拉桿縱向間距、拉桿橫向間距、鋼管壁厚和鋼管屈服強(qiáng)度,進(jìn)行正交分析,為工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供參考依據(jù)。

矩形鋼管混凝土內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)抗剪承載力研究——在對(duì)方鋼管混凝土框架節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，利用形狀改變比能理論和混凝土斜壓桿力學(xué)模型推導(dǎo)了內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪承載力計(jì)算的疊加公式．并與我國(guó)《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(cecs159：2004)中相關(guān)...

通過(guò)國(guó)內(nèi)外鋼管混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)有關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行了矩形鋼管混凝土抗彎承載力的計(jì)算,比較了規(guī)程之間計(jì)算結(jié)果的差異。結(jié)合典型算例,分析了在不同含鋼率、混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度等影響因素下鋼管混凝土抗彎承載力的變化趨勢(shì),得出了不同設(shè)計(jì)規(guī)程在進(jìn)行矩形鋼管混凝土構(gòu)件抗彎承載力設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的特點(diǎn),結(jié)論具有一定的參考價(jià)值。

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,通常采用間距較密的箍筋或螺旋箍筋來(lái)約束混凝土以提高柱的抗剪承載力和延性,防止因抗剪能力不足而引起的破壞。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中的核心混凝土由于受鋼管的約束不會(huì)因剪切而崩壞和剝落,導(dǎo)致削弱承載力。鋼管混凝土強(qiáng)度的提高與很多因素有關(guān),包括鋼管的強(qiáng)度、形狀、大小、混凝土的力學(xué)性能、試件的長(zhǎng)度以及約束效應(yīng)等。

在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析了帶約束拉桿l形鋼管混凝土短柱的受力機(jī)理,將帶約束拉桿l形鋼管混凝土短柱劃分成一個(gè)方形和兩個(gè)帶約束拉桿的矩形鋼管混凝土短柱,提出了軸壓下帶約束拉桿l形鋼管混凝土短柱的承載力計(jì)算公式,并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了計(jì)算公式中的參數(shù)。用建議計(jì)算公式對(duì)有關(guān)試件進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。

通過(guò)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(guò)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(zhǎng)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。