薄壁钢管混凝土短柱的轴压极限承载力研究资料

采用统一强度理论,对方钢管混凝土短柱的核心混凝土有效约束区和非有效约束区进行受力分析,通过方钢管的宽厚比对方钢管与核心混凝土间的约束效应进行控制,提出了方钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算公式,并对其影响因素进行了分析。然后将其推广到不同截面形式的钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算中,将计算值与试验值进行对比,验证了公式的合理性。该研究为钢管混凝土短柱承载力的研究提供了一定的理论依据。

针对钢管混凝土短柱轴压状态,考虑屈服时钢管竖向应力对承载力的贡献,采用厚壁圆筒理论和双剪统一强度理论,对钢管进行极限承载力分析;对混凝土采用drucker-prager屈服理论进行钢管约束下的承载力的计算分析,两者叠加得到钢管混凝土的极限承载力计算公式,并与现有试验数据进行对比,结果吻合良好,为圆钢管混凝土轴压短柱极限承载力的计算提供了一种新的方法.

运用统一强度理论,考虑中间主应力的影响,引入参数αu,βu确定薄壁钢管在极限荷载时的环向拉应力σθ、纵向压应力σz和径向压应力σr,并考虑轻骨料混凝土与普通混凝土多轴强度准则差异的影响,推导出薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱的极限承载力公式,并对影响因素进行了分析。将本文计算结果与文献试验数据进行比较,结果吻合良好,表明将统一强度理论运用于薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱承载力计算是可行的。该结果为薄壁钢管轻骨料混凝土的优化设计提供了一定的理论依据。

通过26根圆形、方形和八边形薄壁钢管混凝土短柱的轴压试验,研究了不同截面形状、宽(径)厚比、混凝土强度等级、含钢率等参数对薄壁钢管混凝土短柱轴压力学性能的影响。试验表明,由于有内填混凝土的支撑作用,钢管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高,与常规壁厚的钢管混凝土短柱的轴压破坏模式相比也有较大的变化。通过试验数据的回归分析,提出了薄壁钢管混凝土短柱极限轴心抗压承载力的实用计算公式,探讨了短柱的截面形状、宽厚比、混凝土强度等级、含钢率等因素对其受力性能的影响

薄壁钢管混凝土短柱轴压力学性能试验研究

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。

对轴向局部压力作用下的薄壁钢管混凝土(stcc)短柱进行受力性能的试验分析,共测试了46个试验构件,其中有36个stcc构件和10个素混凝土构件。主要参数有:1)截面类型:圆形和方形;2)局部受压面积比(混凝土横截面面积与局部受压面积之比):1~25;3)钢管宽度(或直径)与壁厚的比率,b(或d)/t:52.1~104.7。结果发现,复合截面的弯曲极限强度会随局部受压面积比的增加而减小;对钢管核心区混凝土的约束作用和局部加载stcc构件的极限强度会随着钢管宽度(或直径)与厚度之比值的增加而减小。分析同时发现,在局部轴压作用下,一般圆形钢管比方形管能更好地约束核心混凝土。

圆钢管混凝土是圆钢管内填充混凝土后形成的一种组合截面构件,在工程结构中已经得到了广泛的应用。本文借助有限元分析软件ansys,考虑两种材料本构关系的非线性建立了组合截面短柱在轴压作用下的非线性有限元模型。并通过数值算例采用剥离分析的方法,得到了轴压作用下处于复杂应力场的极限承载力,以及钢材和核心混凝土轴力分配与纵向应变的关系曲线,与试验结果对比相吻合。

基于双剪统一强度理论,充分考虑了中间主应力,即钢管和核心混凝土之间的相互作用力(紧箍力)的影响,推导出了钢管混凝土轴心受压短柱的承载力公式。该公式不仅考虑了紧箍力对混凝土的约束作用,而且考虑了紧箍力对钢管的环向张拉作用,并对其侧压系数和材料强度参数的取值做了分析探讨,最后将计算结果与文献资料的试验数据进行了对比。结果表明:双剪统一强度理论对钢管混凝土构件的研究有很好的适用性;考虑紧箍力对钢管承载力的影响是非常有必要的;该研究为钢管混凝土结构的优化设计提供了可靠的理论依据。

薄壁钢管混凝土轴压短柱力学性能研究——对7种不同截面形式的12根钢管混凝土短柱进行了轴压力学性能试验，观察了12根短柱的试验过程和破坏形态，获得轴压短柱的荷载一位移曲线，分析了套箍系数对轴压短柱力学性能的影响；基于试验荷载一位移曲线，给出短柱的极...

对7种不同截面形式的12根钢管混凝土短柱进行了轴压力学性能试验,观察了12根短柱的试验过程和破坏形态,获得轴压短柱的荷载-位移曲线,分析了套箍系数ξ对轴压短柱力学性能的影响;基于试验荷载-位移曲线,给出短柱的极限承载力,为不同截面形式的钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式的建立提供依据。

针对带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱,通过引入混凝土强度折减系数和修正后的等效约束折减系数,将方钢管混凝土等效为圆钢管混凝土,采用统一强度理论推导出极限承载力的计算公式,并对影响因素进行了分析。将采用本研究公式计算所得的理论值与相关文献中的试验值进行比较,吻合良好,验证了公式的合理性,可为带肋方钢管混凝土柱轴压极限承载力的研究提供理论依据。

采用双剪统一强度理论,综合考虑方形薄壁钢管的局部屈曲效应以及轻骨料混凝土与普通混凝土多轴强度准则差异的影响,推导出了方形薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱的极限承载力计算公式,同时分析了拉压比、材料强度参数、宽厚比和混凝土强度对极限承载力的影响。结果表明:该计算结果与文献试验结果吻合良好,验证了公式的合理性;该结果为方形薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱的承载力分析计算提供了理论依据,具有工程参考价值。

研究薄壁钢管混凝土力学性能,本文对薄壁钢管混凝土试件进行试验,结果表明薄壁钢管混凝土具有良好承载能力和抗变形能力;加劲肋设置有效改善薄壁方钢管混凝土性能.薄壁钢管混凝土在工程中具有可行性。

为改善方形薄壁钢管混凝土矩柱的力学性能。本文提出了设置纵向劲肋的截面形式,进行了3种截面形式共有9个短柱试件的轴压试验。通过对各种截面形式短柱的试验现象、荷载-位移曲线及极限承载力等的研究,证明纵向加劲肋可有效提高薄壁钢管混凝土短柱的静力性能。

在4种无初应力的哑铃型钢管混凝土柱极限承载力计算方法的基础上,引入考虑初应力影响的折减系数,得到了考虑初应力影响的哑铃型钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算公式;通过合理地考虑中间主应力和材料拉压比对哑铃型钢管混凝土短柱轴压极限承载力的影响,提出了一种新的基于双剪统一强度理论的计算方法。将各种计算方法的计算值与试验值进行比较,验证了本文计算公式的合理性,并分析了各种方法的基本特点,可供工程应用参考。

为研究钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管的作用,通过理论分析,建立了钢管约束承载力提高系数λ与套箍指标、钢管纵向应力和环向应力的关系。通过对124根轴心受压钢管混凝土短柱试验结果的分析,建立了λ与套箍指标和钢管屈服强度的关系式,提出了引入λ的钢管混凝土短柱轴心受压承载力计算公式。公式反映了钢管的直接承载作用和约束作用的大小,计算结果与试验结果符合良好。

异形钢管混凝土短柱轴压承载力的计算分析

用试验与数值计算方法研究了普通方钢管混凝土柱的轴压承载能力。设计了2种复合截面方钢管混凝土短柱,与普通方钢管混凝土短柱做了对比轴压试验。试验结果表明,在受压柱变形的过程中,加劲肋有效地抵抗了管壁的屈曲,加肋复合方钢管混凝土柱的轴压承载力有明显提高。用数值方法对加肋复合方钢管混凝土柱的轴力应变全过程进行了计算。计算结果和试验结果吻合较好。提出了轴压承载力的简化计算方法。加劲肋是提高方钢管混凝土柱承载力的有效途径。

列举了国内外规范中圆钢管混凝土短柱轴压承载力的设计公式,分别从适用范围、套箍约束作用和公式的理论基础等角度,分析其差异性,并通过具体试验算例进行对比研究.研究结果表明,不同国家规范中的表达式与关键参数都有明显的差异,且通过比较可知国外规范中的计算结果相比于试验结果都偏于保守,中国的3部规范与其他国家的规范相比试验结果更加吻合.

cfrp-钢管混凝土轴压短柱承载力分析 笫23卷第1期vo1.23no.1 2006年1月jan.2006 工程 eng眦ering 力学 mechanics149 文章编号:1000.4750(2006)01.0149.05 cfrp一钢管混凝土轴压短柱承载力分析 顾威,赵颖华,尚东伟2 (1.大连海事大学交通工程与物流学院,大连116026:2.沈阳市建筑研究院,沈阳 110016) 摘要:对cfrp.钢管混凝土轴压短柱这种新型构件的受力性能进行了理论分析,提 出了此类构件承载力计算的 基本假定;采用极限平衡法,推导出钢管屈服时构件承载力和碳纤维片拉断时构件 极限承载力的解析计算式;对 8根cfrp-钢管混凝土轴压短柱和4根钢管混凝土柱的极限承载力进行试验研究, 并将解析分析结果与实验数据 比较,证明了提出的解析计算式的正确性

由于异形钢管混凝土特殊的优点(经济美观,施工方便,承载力强、延性与韧性好)和应用的广泛(高层建筑和桥梁等一些承重结构),但是目前主要是对异形钢管混凝土柱工作机理和力学性能方面的研究,以及约束拉杆、隔板、劲肋等对异形钢管混凝土柱承载力及稳定性的影响,对t形钢管混凝土的轴压承载力计算方法还是研究的比较少的.本文主要是对t形钢管混凝土短柱轴压承载力计算方法的归纳总结,通过试验数据来分析文献中提出的异形钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式的准确性.