带约束拉杆方形钢管混凝土轴压短柱承载力计算

采用带约束拉杆l形钢管混凝土截面简化方法,分别以统一理论、极限平衡理论和统一强度理论为基础,并考虑截面长宽比的影响,提出了带约束拉杆l形钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式。计算值与试验值比较表明,以统一理论为基础的简化计算方法吻合较好。利用统一理论为基础的简化计算方法,对影响带约束拉杆l形钢管混凝土轴压柱受力性能的因素:拉杆纵向间距、拉杆横向间距、钢管壁厚和钢管屈服强度,进行正交分析,为工程设计及应用提供参考依据。

提出带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱轴压承载力的简化计算方法。该方法考虑了轴压下矩形钢管长边、短边竖向强度的不同,同时考虑了约束拉杆和钢管对核心混凝土的约束作用,且表达式简单,方便应用。应用该方法对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱试件的轴压承载力进行计算,计算结果与试验结果比较表明,两者吻合良好。

采用带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系,利用纤维模型法对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱承载力进行了数值分析,计算结果与试验结果吻合良好。利用经试验结果验证的计算程序对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱轴压和单、双向偏压承载力进行了较系统的参数分析,回归出带约束拉杆矩形钢管混凝土轴压和单、双偏压承载力简化计算公式,公式的计算精度高,形式简单,便于应用,可供工程设计参考。

在试验的基础上,分析了带约束拉杆l形钢管混凝土短柱的受力机理,将带约束拉杆l形钢管混凝土短柱划分成一个方形和两个带约束拉杆的矩形钢管混凝土短柱,提出了轴压下带约束拉杆l形钢管混凝土短柱的承载力计算公式,并结合试验数据确定了计算公式中的参数。用建议计算公式对有关试件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。

在钢板中部位置设置具有约束钢板外凸变形作用的水平拉杆,是改善异形钢管混凝土柱力学性能的有效方法。该文介绍了8个带约束拉杆l形钢管混凝土偏压短柱试件的试验,结果表明约束拉杆的设置延迟钢管局部屈曲的发生,有助于l形钢管混凝土偏压短柱承载力的提高;偏心受压下该柱的截面应变符合平截面假定。采用带约束拉杆l形钢管的管内核心混凝土本构关系,利用纤维模型法对试件偏压极限承载力进行数值计算,计算结果与试验结果吻合良好。利用该数值方法对带约束拉杆l形钢管混凝土偏压短柱进行参数研究,分析了钢材屈服强度、截面含钢率、混凝土强度、拉杆约束系数及荷载角对n/nu-m/mu曲线的影响规律,在此基础上提出带约束拉杆l形钢管混凝土偏压短柱双向压弯承载力的简化计算公式。

采用带约束拉杆方形钢管混凝土的本构关系,建立了基于纤维模型法的模拟带约束拉杆方形钢管混凝土短柱承载力-变形全过程曲线的非线性分析方法,计算结果与试验结果吻合良好。利用经试验验证的计算程序对带约束拉杆方形钢管混凝土短柱的单向和双向偏压延性进行较系统的参数分析,回归了带约束拉杆方形钢管混凝土单向和双向偏压延性简化计算公式,公式的计算精度高,形式简单。

为了获得带单向约束拉杆矩形钢管混凝土短柱轴压承载力实用计算公式,进行了试验和分析.根据带拉杆构件的核心混凝土约束应力分布特点,结合现有的试验结果,提出将矩形截面以约束拉杆为界线划分为几个子区域,并将拉杆视为等效钢板的方法,采用已有的钢管混凝土统一理论计算公式计算每个子区域的轴压承载力,得出带单向约束拉杆的矩形钢管混凝土构件轴压承载力计算公式,修正后的公式中考虑了约束拉杆的影响,拓宽了统一理论计算公式的适用性.采用该公式计算的带约束拉杆的矩形钢管混凝土构件轴压承载力与已有的试验结果吻合良好.

假定方形钢管混凝土构件的钢管板件在非载荷边受到弹性约束,应用能量法对钢管局部屈曲强度计算公式进行了推导;并利用已有试验结果对计算公式的正确性进行了验证。在此基础上利用该公式对约束拉杆方形钢管混凝土构件在轴压下的屈曲性能进行分析,分析表明约束拉杆能有效提高构件钢管屈曲系数,从而提高钢管壁抵抗局部屈曲的能力。最后,给出了约束拉杆纵向间距的合理设置值以及带约束拉杆方形钢管混凝土轴压构件的钢管宽厚比限值。

介绍15个带约束拉杆方形钢管混凝土短柱和8个带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱的轴压试验结果,分析钢管壁厚度、拉杆直径、拉杆水平间距等参数对其轴压性能的影响。试验研究结果表明,约束拉杆的设置有助于延迟钢管的局部屈曲、提高方形钢管混凝土短柱的轴压承载力和延性,提高矩形钢管混凝土短柱的延性。约束拉杆的作用主要表现为对核心混凝土的约束作用及通过改变钢管侧壁局部屈曲的边界条件从而提高钢管的屈曲强度。同时,在合理考虑拉杆作用的基础上,应用等效侧向压力的概念和基于混凝土真三轴试验的破坏准则确定核心混凝土的峰值强度,提出带约束拉杆方形、矩形钢管混凝土短柱轴压承载力的计算方法,承载力计算结果与试验结果吻合良好。

为了改善方形钢管混凝土柱的受力性能,提出了带约束拉杆方形钢管混凝土柱这一新颖结构构件形式,经试验研究及对其力学性能进行分析研究,设置水平约束拉杆可以改善方形钢管混凝土柱的受力性能。这种新型结构具有较强的承载能力和抗变形能力,具有广阔的发展前景。

带约束拉杆方形钢管混凝土柱偏压性能

介绍了14个带约束拉杆方形钢管混凝土单向偏压柱试件的试验研究结果,研究试件在不同的含钢率、约束拉杆设置参数以及偏心率下的力学性能。研究结果表明约束拉杆有助提高方形钢管混凝土偏压短柱的承载力和延性。同时,利用国内现有规程gjb4142—2000、dbj13—51—2003以及cecs159:2004对试件承载力进行计算,规程计算结果总体上低估了带约束拉杆方形钢管混凝土偏压试件承载力试验结果。采用带约束拉杆方形钢管混凝土的本构关系,利用条带法对试件承载力进行数值计算,计算结果与试验结果吻合良好。利用该数值方法对带约束拉杆方形钢管混凝土偏压柱进行参数研究,分析约束拉杆约束系数、钢材屈服强度、混凝土强度、截面含钢率以及长细比等主要参数对n/nu-m/mu曲线的影响,在此基础上提出适合带约束拉杆方形钢管混凝土偏压柱承载力简化计算公式。该简化公式计算结果与数值计算结果基本吻合,且总体上偏于安全。

带约束拉杆方形钢管混凝土的本构关系——对带约束拉杆方形钢管混凝土轴压构件的力学机理进行分析，借鉴约束混凝土本构模型，基于等效侧向压应力的概念，提出适合带约束拉杆方形钢管混凝土柱数值计算的核心混凝土本构关系，并结合有关试验结果对本构关系中的参数...

对带约束拉杆方形钢管混凝土轴压构件的力学机理进行分析,借鉴约束混凝土本构模型,基于等效侧向压应力的概念,提出适合带约束拉杆方形钢管混凝土柱数值计算的核心混凝土本构关系,并结合有关试验结果对本构关系中的参数进行确定。应用该本构关系对有关试件进行荷载-应变关系全过程计算,计算结果与试验结果比较,两者吻合良好。

内置cfrp圆管的方钢管高强混凝土轴压短柱承载力计算初探 作者：李帼昌，麻丽，杨景利，黄乐营，官延，liguochang，mali，yangjingli， huangleying，guanyan 作者单位：李帼昌,麻丽,liguochang,mali(沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁,沈阳,110168)，杨景 利,yangjingli(沈阳鸿发展房地产开发有限公司,辽宁,沈阳,110013)，黄乐营,huang leying(盘锦辽河油田天茂建安工程有限公司,辽宁,盘锦,124000)，官延,guanyan(辽河油 田设计院,辽宁,盘锦,124010) 刊名：沈阳建筑大学学报（自然科学版） 英文刊名：journalofshenyangjianzhuuniversitynaturalscience 年，卷(期)：

基于带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系,利用纤维模型法对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱承载力进行数值计算,通过计算结果与试验结果的比较验证纤维模型法的合理性,同时讨论各种因素对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱的单向偏压和双向偏压承载力的影响。带约束拉杆矩形钢管混凝土偏压短柱的参数分析结果表明,随着约束拉杆间距的减少和直径的增大,偏压短柱的极限承载力增大;随着钢管壁厚的增大,偏压短柱的轴力/轴压承载力-抗弯承载力/纯弯承载力(n/nu-m/mu)曲线往内收拢;随着混凝土强度和截面高宽比的提高,偏压短柱的n/nu-m/mu曲线向外凸出;钢材强度对n/nu-m/mu曲线的影响不明显;双向偏压矩形短柱的极限承载力在最大主惯性轴方向达到最大,随着截面高宽比的增大,最小极限承载力的位置从α=45°(方形截面)变化到α=90°(截面最小主惯性轴方向);各参数对单向偏压和双向偏压短柱的n/nu-m/mu曲线的影响相类似。

采用带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系,建立了基于纤维模型法的模拟带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱承载力-变形全过程曲线的非线性分析方法。计算结果与试验结果吻合良好。对带约束拉杆矩形钢管混凝土偏压短柱进行参数分析,回归了带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱单向和双向偏压曲率延性系数的简化计算公式。公式的计算精度高,形式简单。

钢管混凝土核心短柱承载力目前仍无统一计算方法,针对此问题,文章基于钢管混凝土核心柱轴压承载力计算方法与外围普通钢筋混凝土体积配箍率有着密切关系的认识,分体积配箍率小于和等于大于临界配筋率两种情况建立了该柱轴压承载力计算公式;当外围混凝土的配箍率小于临界配箍率时,组合柱的破坏是由外围混凝土控制,根据协同工作原理,通过对钢管混凝土核心柱各组成部分荷载-变形曲线分析,建立了该柱轴压承载力计算公式;当外围混凝土的配箍率等于或大于临界配箍率时,核心柱破坏时钢管内外混凝土都能达到极限状态,采用极限平衡法推导该柱轴压承载力计算公式。理论分析与实验结果相吻合,表明了本文方法的正确性。

本文依据方形钢管砼柱在轴压下的工作机理，结合试验数据，找出方钢管约束下，以σｒ／ｆｃｋ为参数省内砼的提高系数ｋ的表达式，以及以长细比λ（＝ｌ／α）为参数的纵向弯曲系数的表达式．依此，对国内外４１个试件进行了核算，结果与试验吻合较好．

为研究l形钢管混凝土柱在轴心受压荷载作用下的力学性能和承载力计算方法,建立l形钢管混凝土柱轴压下的有限元模型,并将有限元分析结果与文献中的试验结果进行了对比,二者吻合较好。通过对其短柱进行有限元模拟,分析了短柱的工作机理以及材料强度、含钢率、柱肢长宽比等参数对其轴压承载力的影响。研究表明:当柱肢的长宽比为2.5左右时,钢管对混凝土的约束作用最好。基于统一理论,以约束效应系数为参数,提出了l形钢管混凝土柱轴压强度承载力计算方法。在有限元模拟的基础上,分析了长柱的失稳方向问题及影响稳定系数的主要因素,提出l形钢管混凝土柱轴压稳定承载力计算方法,建议的承载力计算方法与有限元分析结果符合较好。

介绍现有的钢管混凝土构件承载力计算方法,分析各计算方法的特点和适用性。给出国内外各主要规范中钢管混凝土管壁临界径厚比或宽厚比的计算公式,归纳基于统一强度理论的薄壁钢管混凝土受压柱的承载力计算方法,并简要介绍薄壁钢管再生混凝土柱的研究进展,最后提出薄壁钢管混凝土柱进一步的研究方向。

传统钢管混凝土是将混凝土直接灌入钢管,然后全截面承压,使得混凝土处于三向受力状态;但这种结构形式及加载方式就决定其并没有最大发挥钢管的高抗拉性能及混凝土的高抗压特性。对此,笔者提出一种钢管约束混凝土受力体系,理论分析证明该体系较传统构件有着更大的承载力。