钢管混凝土柱承载力计算

基于Drucker-Prage强度准则,推导了钢管混凝土轴心受压承载力计算公式。通过对不同含钢率的钢管混凝土试验数据的分析比较,验证了理论公式的正确性。经与文献中的试验数据对公式计算结果进行对比,二者吻合良好。该公式为钢管混凝土承载力分析计算提供了一定的理论依据。     

基于统一强度理论的矩形钢管混凝土短柱轴压承载力计算

考虑矩形钢管长边、短边对核心混凝土的不同约束作用,将其对核心混凝土所产生的侧向压力等效为圆形钢管对核心混凝土产生的均匀侧向压力,并采用双剪统一强度理论对钢管内核心混凝土的受力进行分析;提出了矩形钢管混凝土短柱简单、实用的轴压承载力计算公式,并对影响因素进行了分析;将该公式计算值与相应文献试验值、其他公式计算值进行了比较,吻合较好。结果表明:所推公式具有很好的适用性,为矩形钢管混凝土柱的研究提供了一定的理论依据。     

基于统一强度理论的哑铃型钢管混凝土柱极限承载力研究

采用双剪统一强度理论,考虑中主应力和材料拉压比的影响,全面地考虑钢管、腹板、钢管内混凝土和腹腔内混凝土对构件极限承载力的贡献,同时,考虑钢管和腹板对混凝土的约束作用,引入哑铃型截面考虑长细比、偏心率和初应力影响的折减系数,推导出哑铃型钢管混凝土柱的极限承载力公式,并对影响参数进行分析。将计算结果与试验结果及相关文献的计算结果进行对比,吻合良好,验证了公式的合理性。     

考虑初应力的钢管混凝土柱轴压承载力统一解

采用双剪统一强度理论,考虑中间主应力和材料拉压比的影响,对有初应力的钢管混凝土轴压短柱的受力性能进行理论分析,引入考虑长细比影响的折减系数,建立了考虑初应力的钢管混凝土柱轴压极限承载力的统一解。将计算结果与文献试验结果进行对比,吻合良好,验证了公式的合理性。推导出一个新的初应力影响系数,并对其各参数进行分析。该结果为研究初应力对钢管混凝土轴压构件力学性能的影响提供了理论依据,具有一定的实际参考价值。     

GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱轴压承载力研究

应用双剪统一强度理论分析轴心受压GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱的核心混凝土及钢骨的强度,通过综合考虑GFRP套管及钢筋对核心混凝土强度的增强作用,推导出了GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱轴压承载力公式,将该公式计算结果与相应文献试验结果及已有公式计算结果进行了对比,结果吻合良好。在此基础上分析了材料拉压比、配筋率、混凝土强度及套管厚度对极限承载力的影响。     

外方内圆中空夹层钢管混凝土轴压短柱的极限承载力

在厚壁圆筒统一强度理论解的基础上,根据外方内圆中空夹层钢管混凝土的特点,通过引入混凝土强度折减系数和等效约束折减系数,将外方内圆中空夹层钢管混凝土等效为外圆内圆中空夹层钢管混凝土,推导了外方内圆中空夹层钢管混凝土轴压短柱的极限承载力公式,并将该公式的计算结果与文献试验结果进行了比较。结果表明:该理论公式是正确可行的,该结果为外方内圆中空夹层钢管混凝土轴压短柱的极限承载力分析提供了理论依据,对工程设计有一定的参考价值。     

内配钢筋钢管混凝土构件轴心受拉性能研究

为研究内配钢筋钢管混凝土构件的轴拉性能,通过对9个试件进行轴拉试验,获得了试件的荷载-位移曲线,荷载-应变曲线和轴拉极限承载力等试验数据。结果表明:钢管混凝土构件在受拉荷载作用下,由于内部混凝土对外钢管环向收缩的约束作用,使其极限承载力相比空钢管提高约10%,内配钢筋在构件达到轴拉极限承载力时屈服。在试验基础上提出了用于分析轴心受拉构件的有限元模型,模型的计算结果与试验结果吻合较好。通过对比国内外相关设计规范规定的内配钢筋钢管混凝土构件的轴拉极限承载力的计算式,提出了该类型构件的轴拉承载力计算式,并将公式计算值与试验值进行了对比。对比结果表明:提出的轴拉承载力计算式与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土短肢组合剪力墙轴压整体稳定承载力设计方法研究

本文主要研究了钢管混凝土短肢组合剪力墙在轴心受压作用下的整体稳定承载力的设计方法。利用非线性有限元分析软件Abaqus建立钢管混凝土短肢组合剪力墙模型,之后将数值模拟的结果和试验结果进行对比以校核数值模型的准确性。随后采用此模型进行参数分析,分析了现有设计公式在不同钢管厚度、混凝土强度和截面高宽比情况下的适用性。分析结果表明公式计算的精度与混凝土对于承载能力贡献相关。根据以上发现对于现有公式进行修改后,得到计算结果与有限元分析吻合地更好。     

薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱承载力分析

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。     

圆钢管约束型钢混凝土短柱轴压承载力分析

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。     

钢框架—内填冷弯型钢组合墙体抗剪性能

钢框架-内填冷弯薄壁型钢组合墙体结构体系可适用于多、高层建筑结构。利用SAP2000有限元软件分析了此体系在不同高宽比和钢框架截面尺寸下的承载力、侧移刚度、剪力分配情况。结果表明,钢框架、组合墙体可协同作用;组合墙体与钢框架之间剪力分配符合刚度分配原则;框架-内填冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度近似等于纯钢框架与组合墙体抗侧刚度之和。同时给出了钢框架、组合墙体协同工作的剪力分配计算简化公式,可用于此结构体系的抗剪设计。     

散料结拱时钢板仓内动态壁面压力的计算和实例应用

考虑钢仓散料结拱和拱面矢高情况推出了仓壁的动压力理论计算公式,并将公式用于模型仓的分析中,其计算值接近试验测试结果。将此公式应用到一大型利浦钢板筒仓工程实例中,其应力和位移结果与静态Janssen公式结果进行比较,说明推导出的动态压力理论公式可用来对钢板仓失效分析,可为工程设计及钢板筒仓应力分析提供参考依据。     

小错层异形钢梁的设计探讨

钢结构小错层处常用的截面形式为异形钢梁,常用的设计软件PKPM建模中没有其截面模块,在设计时,一般采用忽略T型键的简化计算。通过比较异形梁的简化计算和按规范公式计算容许应力下的荷载值,发现简化计算针对不同的截面尺寸有时偏安全而有时偏于不安全,建议在强度计算时应考虑整道梁的抗弯刚度。     

竖向加劲钢板剪力墙门槛刚度研究

为研究设置竖向加劲肋的钢板剪力墙的弹性屈曲性能,采用有限元法对竖向加劲钢板剪力墙弹性屈曲性能进行研究,分析加劲肋的刚度、加劲数量和钢板高宽比等因素的影响。研究表明:设置竖向加劲能有效提高钢板墙剪切临界应力,钢板高宽比、加劲肋数目和加劲肋抗弯刚度均对钢板剪力墙屈曲系数有较大影响。提出加劲肋门槛刚度的判定标准和计算公式,该判定标准考虑了加劲肋扭转刚度的影响。与有限元结果的比较表明,具有较好的精度,且明显优于文献结果。     

钢管钢骨混凝土柱压弯性能试验研究

对5根钢管钢骨混凝土组合柱的压弯性能进行试验,研究不同轴压比和加载方向对组合柱承载力和变形的影响,并深入解析钢骨和钢管之间混凝土双重紧箍效应对承载力提高的工作机制,以及试件在受拉区和受压区紧箍力的分布规律。根据试验结果,采用N-M相关关系法确定钢管钢骨混凝土压弯构件的实用计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

塑性设计中钢梁临界侧向长细比的研究

在钢梁塑性设计中,当钢梁侧向长细比达到临界值时,需要设置侧向支撑以防止其平面外整体弯扭失稳,保证产生塑性铰的截面具有足够的转动能力。在实际工程中,钢梁真正需要的转动能力一般较低,而GB 50017—2003《钢结构设计规范》要求较高的转动能力标准致使计算公式获得的临界侧向长细比过小。为此,建立非线性有限元模型,对钢梁进行数值分析,计算结果与他人试验结果吻合良好。通过对钢梁端部弯矩比、腹板高厚比、翼缘宽厚比、残余应力分布和平面外边界条件5类影响参数的分析,并采用合理的转动能力标准,提出除翼缘宽厚比外涉及4类参数的临界侧向长细比简化计算公式。与GB 50017—2003的公式相比较,所提出的公式更加合理、符合实际。     

端弯矩作用下钢梁设计公式与评价

根据Salvadori公式,提出一种新的计算H型钢梁在不等端弯矩作用下的侧扭屈曲临界弯矩值的公式,通过有限元ABAQUS和ANSYS两种软件进行模拟并与提出的公式进行对比,对比结果良好,说明该公式建立的正确性。为了进一步验证公式的适用性,文中还将该公式与各国规范公式进行了对比分析,对比结果吻合良好,由此得出该公式对实际的工程有指导作用。     

钢板筒仓侧壁压力的非线性有限元分析

钢板筒仓已有超过70年的使用历史。Janssen公式的提出,使钢板筒仓的设计有了理论基础,但难以适应各种复杂的筒仓结构和形状。基于大型有限元软件MSC.MARC,通过借助MARC提供的用户自定义材料功能,开发了关联流动和非关联流动弹塑性本构模型,利用MARC自带的接触功能,对筒仓侧壁的应力进行了分析,并将结果与Janssen公式进行对比。分析结果表明,非线性有限元计算可以准确获得筒仓侧壁的压力分布且具有较好的灵活性。     

型钢高强混凝土柱抗剪性能的试验与分析

通过对20个混凝土抗压强度为65.3~84.9MPa的型钢高强混凝土柱在轴力和水平荷载共同作用下的试验,对型钢高强混凝土柱的抗剪性能进行研究。试验主要考虑剪跨比、轴压比、配箍率和混凝土强度4个参数对构件抗剪性能的影响。由试验得到水平荷载下型钢高强混凝土柱的破坏形态,对剪跨比、轴压比、配箍率和混凝土强度对构件抗剪承载能力的影响进行分析,提出型钢高强混凝土柱抗剪承载能力的计算公式,该公式与我国现行混凝土结构设计规范中的斜截面承载能力计算公式相衔接,且计算结果偏于安全,可直接用于工程设计。