条带式FRP约束混凝土方柱轴压承载力分析

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。

已有研究表明,钢管混凝土柱和frp约束混凝土柱承载力的计算方法不适用于frp约束钢管混凝土柱承载力的计算。为研究frp约束钢管混凝土长柱的承载力,本文以钢管约束效应系数ξs和frp约束效应系数ξf为主要参数,考虑混凝土强度等级对frp约束钢管混凝土柱承载力提高效果的调整系数,建立了frp约束钢管混凝土短柱承载力的计算模型。在此基础上,分别引入钢管混凝土稳定系数φs和frp约束混凝土柱稳定系数φf,建立frp约束钢管混凝土长柱的承载力计算模型。并将模型的计算结果与试验数据进行比较。

cfrp加固轴心受压混凝土方柱的承载力计算——为探讨cfrp加固轴心受压混凝土方柱的承栽力计算方法，将其受力截面分为强约束区和弱约束区，承栽力计算简化为2个阶段，并提出了计算公式及其适用条件与试验结果对比，吻合较好．证明使用该方法对cfrp加固混凝土方柱...

应用第四强度理论和三向应力状态下的混凝土破坏准则推导出了约束钢管混凝土柱轴心受压的极限承载力计算公式,并分析了工作机理。算例表明,在钢管混凝土柱的外围设置横向约束件可以提高钢管混凝土柱的承载力。推导出的计算公式为约束钢管混凝土柱的设计提供了理论依据。

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

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。

在统一强度理论的基础上,对圆钢管约束型钢混凝土短柱的轴心受力性能进行理论分析;采用厚壁圆筒统一强度理论计算钢管对核心型钢混凝土的约束应力,推导出圆钢管约束型钢混凝土短柱的轴压承载力公式;并对影响因素进行分析。将公式的计算结果与文献试验结果进行比较,结果吻合较好,说明统一强度理论对于圆钢管约束型钢混凝土轴压短柱的理论计算有很好的适用性,可为圆钢管约束型钢混凝土柱的分析计算提供一定的理论依据。

双钢骨混凝土轴压短柱承载力研究——本文在基本假定的基础上，根据统一强度理论，对轴心受压双钢骨混凝土短柱的核心混凝土、钢管在三向应力状态下的轴向极限承载力进行了理论分析，推导了双钢骨混凝土轴压短柱的极限承载力公式。将本文的计算结果与文献中的试验...

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.

对6根玻璃纤维布加固混凝土柱和1根对比试验柱作受压试验.分析玻璃纤维布的受压加固机理及影响玻璃纤维布受压加固效果的因素,证明玻璃纤维布加固有助于钢筋混凝土柱受压承载力的提高.引入玻璃纤维布非有效约束区、有效约束区面积an、ae,纤维布体积加固率μfx、μfy等参数来考虑加固参数对加固柱加固效果的影响,提出玻璃纤维布加固钢筋混凝土方柱在轴心受压作用下的计算模型,给出gfrp约束混凝土极限抗压强度fcc的确定方法和玻璃纤维布加固钢筋混凝土方柱的承载力计算公式.公式计算结果与试验结果吻合较好.

采用统一强度理论,对方钢管混凝土轴压短柱进行研究,提出一种方钢管混凝土轴压短柱极限承载力的简化计算方法,与国内外大量试验数据进行比较,结果符合良好,验证了理论公式的正确性。该结果为方钢管混凝土轴压短柱的承载力计算提供了一定的理论依据,可供有关工程参考。

以纤维增强复材（frp）-混凝土-钢管组合实心方形短柱为研究对象,根据夹层混凝土受到约束作用的不同,将其划分为有效约束区和非有效约束区;同时考虑夹层混凝土受到的双重约束,将方形纤维增强复材布转化为圆形frp布。基于统一强度理论,考虑中间主应力、材料拉压比以及倒角半径的影响,推导得到frp-混凝土-钢管组合实心方形短柱的轴压承载力计算式。将理论计算结果与相关文献试验结果对比,吻合良好,证明了算式的正确性和合理性。对影响因素的分析表明：轴压承载力随中间主应力系数、侧压系数的增加而变大,随着倒角半径的增大先增大后减小,随着钢管径厚比的增大而减小。

方钢管混凝土轴压短柱承载力影响因素分析——在确定钢材的本构关系和核心混凝土的本构关系的基础上，采用大型通用有限元分析程序abaqus建立了轴压荷载下方钢管混凝土柱的三维非线性有限元分析模型，分析了构件的荷载一变形关系；通过算例分析了钢材强度、混凝土...

为了进一步研究方钢管-钢骨高强混凝土轴心受压短柱的特性,综合考虑钢骨存在对混凝土的影响,修正了方钢管混凝土核心约束混凝土应力-应变模型;采用纤维模型法编制了非线性分析程序,计算了荷载-纵向应变关系曲线,并与有关文献的试验曲线进行了对比,计算结果与试验结果吻合得很好.最后,通过对大量计算结果的回归分析,得出了实用的轴压短柱承载力计算公式.

钢骨-方钢管混凝土柱是一种组合柱设计模式,采用切线模量理论对该组合柱轴向受压稳定承载力进行分析.以核芯混凝土、方钢管和钢骨的应力-应变模型为基础,通过纵向变形协调和内外力平衡条件建立组合柱切线模量临界载荷的计算方法.由于核芯混凝土的应力-应变模型包含了方钢管的约束作用,因此该方法体现了组合柱中钢与混凝土之间的相互影响.7组轴心受压钢骨-方钢管混凝土长柱和41组方钢管混凝土长柱的试验结果表明,该方法可对轴压组合柱的稳定承载力给出良好预测.

在确定钢材的本构关系和核心混凝土的本构关系的基础上,采用大型通用有限元分析程序abaqus建立了轴压荷载下方钢管混凝土柱的三维非线性有限元分析模型,分析了构件的荷载-变形关系;通过算例分析了钢材强度、混凝土强度、宽厚比和套箍系数对方钢管混凝土轴压短柱荷载-变形关系曲线的影响。分析结果表明:混凝土强度等级对构件的荷载-变形曲线的形状影响不大,但随着混凝土强度的提高,构件的承载力有所提高;随着钢材强度的提高,构件承载力也提高。但承载力提高的百分率随着钢材强度的提高而降低。随着宽厚比的减小,构件的承载力提高;套箍系数对构件的承载力有着较大的影响,改变套箍系数会影响构件的荷载-变形关系曲线的形状。

收稿日期:2007-11-20 基金项目:辽宁省重点实验室基金资助项目(jg-200601);辽宁省科技攻关项目(20060708)· 作者简介:赵同峰(1979-),男,辽宁辽阳人,东北大学博士研究生;王连广(1964-),男,辽宁沈阳人,东北大学教授,博士生导师· 第29卷第10期 2008年10月 东北大学学报(自然科学版) journalofnortheasternuniversity(naturalscience) vol.29,no.10 oct.2008 方钢管-钢骨高强混凝土 轴压短柱承载力分析 赵同峰 1 ,王连广 1 ,赵爽 2 (1.东北大学资源与土木工程学院,辽宁

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。

frp加固钢筋混凝土轴心受压柱的承载力研究——针对目前frp加固钢筋混凝土轴心受压柱的研究情况，通过对影响frp加固效果主要因素的探讨，引入了应变滞后因子和双参数含纤维特征值与约束比，建立了新的frp加固钢筋混凝土轴心受压柱的承载力计算公式，并提出了该公...

基于假定的合理的钢管混凝土核心短柱各部分材料本构模型,依据力的平衡和变形协调两个条件,建立了组合柱轴压承载力分析力学模型;据此分析了位置系数、钢管含钢率、配箍特征值及混凝土强度等参数对其柱轴压承载力提高百分率的影响,并建议了较为经济的组合柱参数范围,其结论可为工程应用提供依据。

为了深入研究钢管高强混凝土轴压短柱破坏模式与破坏机理,提出适合钢管高强混凝土轴压短柱极限承载力计算方法,针对圆钢管高强混凝土轴压短柱大都发生剪切破坏这一典型现象,引入莫尔-库仑强度理论,从理论上分析其发生剪切破坏的原因和受力机理,并从剪切破坏的角度提出了钢管高强混凝土轴压短柱承载力计算方法。利用基于圆钢管高强混凝土轴压短柱试验研究和有限元分析回归得到的处于复杂应力场中的钢管纵向应力σv-纵向应变ε关系曲线和钢管横向应力σh-纵向应变ε关系曲线的数学表达式,得到了钢管高强混凝土轴压短柱承载力包络线的简化计算方法,简化计算曲线与试验曲线吻合良好,可用于分析钢管高强混凝土轴压短柱的受剪承载力。

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.