第二章 钢管混凝土的工作性能和设计指标

在获得钢材和混凝土在多轴应力状态时的本构关系的研究成果的基础上,把钢管混凝土视为一种组合的统一体.利用对其轴心受压和纯剪工作性能的研究结果,提出了确定组合抗压强度、组合抗剪强度以及组合模量等设计指标.     

异形柱框架体系设计轴压比限值研究

从异形柱大、小偏心受压界限破坏条件出发，导出了钢筋混凝土异形柱轴压比限值的计算公式，分析了等刚度矩形截面柱轴压比限值存在的问题，并对异形柱轴压比设计值提出了建议。     

预应力法加固混凝土轴心受压构件试验研究

为克服现有混凝土柱加固方法的不足 ,采用专用螺栓千斤顶对混凝土轴心受压构件进行预应力法加固试验 ,使卸载和加固同步进行 ,有效地消除了二次受力应变滞后影响。加固后组合构件整体承载力得到显著提高 ,被加固构件和加固构件共同作用效果良好     

T形多腔钢-混凝土组合构件压弯性能研究

多腔钢-混凝土组合构件通过变化截面高厚比可作为组合柱、组合短肢剪力墙和组合剪力墙,灵活地应用在具体结构中,在结构外缘采用T形多腔钢-混凝土组合构件可减少室内结构柱外露。为此,针对截面高厚比为3~8的T形多腔钢-混凝土组合构件开展压弯性能研究。以截面高厚比和试件高宽比为变化参数,对4个T形多腔钢-混凝土组合构件在偏压荷载作用下的压弯力学性能进行了试验研究,并对试件的变形发展过程、破坏模式和承载力进行了分析。在试验研究的基础上,运用有限元模型分析了偏压荷载作用下T形多腔钢-混凝土组合构件的受力全过程和多腔钢管与混凝土的相互作用,并分析了截面高厚比、混凝土强度、钢材强度和钢板厚度等参数对构件压弯力学性能的影响。研究结果表明:构件在偏压荷载作用下发生整体弯曲破坏模式;多腔钢管对核心混凝土的不均匀约束作用表现为腔体角部大于内隔板对混凝土的约束,内隔板中部大于自由边钢板中部对混凝土的约束;截面高厚比是影响构件截面压弯承载力相关曲线的关键参数。在此基础上提出了适用于不同截面高厚比的T形多腔钢-混凝土组合构件的压弯承载力计算公式。     

两跨预应力混凝土框架内力重分布试验研究及分析

基于两榀接近足尺的后张有粘结预应力混凝土框架的试验,对多跨预应力框架的内力重分布进行了研究,重点考虑了框架的连续性和轴压比的影响。研究结果表明,我国现行规范基本能满足预应力框架弯矩调幅的设计需要,但当控制截面相对受压区高度较大时,框架连续性对弯矩调幅影响较大。第一塑性铰的转动能力对结构弯矩调幅起主要作用,次弯矩越大,该截面总弯矩调幅越大。其他塑性铰截面以次弯矩调幅为主,结构往往不能实现完全内力重分布。另一方面,随轴压比增大,梁柱上弯矩分配虽略有变化,但对整榀框架的极限承载能力和总的弯矩调幅能力影响不大。     

SIMULATION OF SHEAR AND ONE-DIMENSIONAL COMPRESSION BEHAVIOR OF NATURALLY DEPOSITED CLAYS BY SUPER/SUBLOADING YIELD SURFACE CAM-CLAY MODEL

Naturally deposited clays exhibit complicated mechanical behavior that differs from that of remolded clays. For example, clay in a normally consolidated state commonly exhibits softening in undrained shear tests or “rewinding” in a heavily overconsolidated state. The Super/subloading Yield Surface Cam-clay model (Asaoka et al., 1998, 2000, 2002) was proposed in an attempt to clarify the complicated mechanical behavior in naturally deposited clays. In this constitutive model, the concepts of “structure,” overconsolidation, anisotropy, and their evolution laws, are introduced into the modified Cam-clay model. In the present study, undrained triaxial compression tests and oedometer tests were carried out on two types of naturally deposited undisturbed clay, Pleistocene clay and Holocene clay, and the behavior was then simulated using the Super/subloading Yield Surface Cam-clay model. The findings of the present study are as follows:

• 1)For the two types of undisturbed clay, the Super/subloading Yield Surface Cam-clay model can simulate undrained triaxial compression behavior ranging from the normally consolidated state to the overconsolidated state, corresponding to various isotropic pressures using a single set of material constants.
• 2)In addition, the model can simulate one-dimensional compression behavior using the same material constants as those used for the simulation of the undrained triaxial compression behavior.
• 3)Through the simulation, the mechanical behavior of Pleistocene clay and Holocene clay, which have different loading histories and have undergone different aging effects, can be described by the different evolution parameters, as well as the elasto-plastic parameters.

     

深层软土压缩模量的选择

实测沉降值与按地基规范GB5 0 0 0 7— 2 0 0 2计算所得值之间存在很大的差异。在研究了沪、浙、闽各地实测沉降数据的基础上 ,依据关于压缩模量正比于有效应力等的理论分析 ,在深层土的压缩模量中考虑了土的自重压力并进行调整 ,计算后取得了与实际工程沉降较相符的结果     

软土地基孔隙水压力降低引起的压缩分析

根据土力学基本原理,分析孔隙水压力降低引起的土体压缩方式,并对真空预压地基的分层沉降现场实测值和理论计算值进行分析;同时,定量分析真空预压地基在不同深处单位压缩量。研究结果表明:(1)若按有效应力原理水土压力分开计算、地基土体中孔隙水压力降低时,土体竖向总应力维持不变而侧向总应力减小;(2)土体中孔隙水压力在相对压强小于0的范围内降低时,将引起土体等向压缩,在相对压强大于0的范围内降低时,将引起土体单向压缩;(3)南沙港区的真空预压地基若其沉降按欠固结计算时,计算值与实测值接近,自重应力欠固结引起的沉降是抽真空期间地基总沉降主要部分;(4)真空预压的加固深度随排水体深度增加而增大,土层压密效果随地层深度增加而减弱,故降低孔隙水压力法在加固软土地基中,设计排水体深度时应考虑最佳加固深度。     

梁端砌体局部受压承载力计算

在分析砌体结构设计规范(GB50003)关于砌体局部受压承载力计算公式的基础上，指出计算公式存在的不足，提出考虑砌体偏心受压特点的应力一应变关系，并利用平截面假定和平衡关系，导出梁端底面压应力图形的完整系数，并建立了梁端砌体局部受压承载力计算公式，该式具有计算简单、概念清楚、适用范围广等优点，计算结果与试验结果吻合较好，且优于现行规范公式。     

圆钢管混凝土受压曲杆的力学性能研究

利用有限元分析软件ABAQUS对圆钢管混凝土曲杆受压时的荷载-变形全过程曲线进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上,通过计算分析,对钢管混凝土曲杆与曲线形空钢管破坏形态的差别进行比较,最后对有关钢管混凝土曲杆的力学性能进行分析。