钢管混凝土基本构件承载力的设计计算——各国规程比较(Ⅱ)

简要介绍了美国LRFD(1994)、日本AIJ(1997)、欧洲EC4(1996)和中国CECS2829(1992)、DL/T5085-1999(1999)、GJB(2001)设计规程中有关圆形截面钢管混凝土(以下简称圆钢管混凝土)、方形截面钢管混凝土(以下简称方钢管混凝土)和矩形截面铜管混凝土(以下简称矩形钢管混凝土)基本构件计算方法的特点,并将以上所述各类方法的计算结果和搜集到的试验结果(圆铜管混凝土包括256个轴压、12个纯弯及106个压弯构件,方钢管混凝土包括184个轴压、15个纯弯及147个压弯构件,矩形钢管混凝土包括75个轴压、8个纯弯及20个压弯构件)进行了对比和分析,本期刊登论文的第二部分.     

高强钢管混凝土构件承载力计算方法初探

对高强钢管混凝土构件研究成果进行总结,并利用数值计算方法对高强钢管混凝土压弯构件荷载-变形关系曲线进行计算,计算结果与试验结果吻合较好。最后对设计规程DL/T5085-1999、GJB4142-2000(2001)、AIJ(1997)、EC4(1994)、AISC-LRFD(1999)和DBJ13-51-2003(2003)在进行高强钢管混凝土构件承载力计算时的适用性进行比较。     

钢管自密实高性能混凝土压弯构件力学性能研究

进行了38个钢管自密实高性能混凝土压弯构件的试验研究,考察的项目和基本参数有:(1)截面形式,包括22个圆试件和16个方试件;(2)管内混凝土不同浇筑方式,包括自密实、手工振捣和机械振捣;(3)截面径(宽)厚比,从33变化到67;(4)荷载偏心率,从0变化到0.3。研究目的在于:考察钢管自密实混凝土与采用振捣密实的钢管混凝土压弯构件力学性能的差异,并比较规程DL/T5085—1999、GJB4142—2000、AIJ(1997)、EC4(1994)、AISC—LRFD(1999)、BS5400(1979)和DBJ13—51—2003在计算钢管自密实高性能混凝土构件极限承载力时的差异,结果是圆钢管自密实混凝土压弯构件的极限承载能力值按规范计算比试验值低5%～20%,方钢管按规范计算比试验值低4%～15%,唯按EC4(1994)计算的方钢管值略高于试验值。     

圆钢管混凝土轴心受压承载力计算研究

简要介绍了美国的ACI(1999)和AISC-LRFD(1999)、日本的AIJ和欧洲的EC4,我国的CECS 28:90(1992)和DL/T 5085-1999(1999)规程在计算圆钢管混凝土轴心受压承载力计算方法和特点,并选用几组常见构件用各类方法进行计算和比较.计算结果表明,各方法均能较好计算构件轴心受压承载力.     

各国规程关于圆钢管混凝土构件刚度计算方法的介绍与比较

详细地介绍了美国AISC LRFD( 99)规程、欧洲Eurocode 4 (EC4 - 94 )规程、日本AIJ规程以及中国JCJ0 1- 89规程、CECS2 8:90规程、DL T 5 0 85 - 1999规程中有关圆钢管混凝土构件刚度的计算方法。通过对比不同的计算公式 ,对上述各国规程中的刚度计算公式的建立思想与方法进行分析和说明     

矩形钢管混凝土轴心受压构件强度承载力的试验研究

文章进行了二十四个矩形截面钢管混凝土轴心受压短柱的试验研究,基本参数为约束效应系数,从0.5～1.3变化;截面长宽比,从1.0～1.75变化.本文研究的目的在于(1)分析约束效应系数和截面长宽比对矩形钢管混凝土力学性能和强度承载力的影响;(2)比较设计规程LRFD(1994),AU(1997),EC4(1996)和GJB(2000)在进行矩形钢管混凝土强度承载力计算时的差异.研究结果表明,约束效应系数和截面长宽比均对矩形钢管混凝土的轴压力学性能有影响.规程LRFD(1994),AU(1997),EC4(1996)和GJB(2000)计算获得的强度承载力较实验结果相比均偏于安全.其中,GJB与实验结果最为接近,更适合于矩形钢管混凝土轴压强度承载力的设计.     

偏压钢管混凝土柱承载力计算方法探讨

介绍了国内3个设计规程对偏心受压钢管混凝土构件的设计公式以及理论依据,借助已有的试验参数,采用3个规程分别计算了不同偏心距和长细比下的偏心受压构件承载力,并且与试验结果进行对比。结果表明,对于极限承载力,《钢-混凝土组合结构设计规程》(DL/T 5085-1999)相对偏于安全;但从规范计算值和试验结果的比较结果看,《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28∶90)的计算值与试验值吻合相对较好。     

日本AIJ关于圆钢管混凝土构件承载力设计方法介绍

介绍了日本建筑学会AIJ规程关于圆钢管混凝土构件承载力的设计方法 ,对规程中关于圆钢管混凝土构件基本参数的规定、轴心受压构件承载力的设计方法、压弯构件承载力设计方法及纯弯构件承载力设计方法进行详细的介绍 ,同时对设计公式的建立方法与特点进行分析和说明     

美国AISC-LRFD(99)关于圆钢管混凝土构件承载力设计方法介绍

介绍了美国钢结构协会LRFD规程关于圆钢管混凝土构件承载力的设计方法 ,对规程中关于圆钢管混凝土构件基本参数的规定、轴心受压构件承载力设计方法、压弯构件承载力设计方法及纯弯构件承载力设计方法进行详细的介绍 ,同时对设计公式的建立方法与特点进行分析和说明。     

矩形钢管混凝土偏心受力构件的设计方法

介绍了《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS1 5 9:2 0 0 4)中承重构件设计的部分内容 ,阐述了矩形钢管混凝土纯弯、压弯和拉弯构件承载力计算公式和实用设计方法 ,并与一些试验研究的结果进行了比较 ,表明该设计方法是合理有效、简便实用的     

《钢管混凝土结构技术规程》(DBJ 13-51-2003)设计方法及可靠度分析

简要介绍了福建省工程建设地方标准《钢管混凝土结构技术规程》(DBJ 13-51-2003)中钢管混凝土构件承载力计算公式,并将该规程的计算结果与收集到的试验结果进行了比较,结果表明,计算结果和试验结果总体吻合较好。基于《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068-2001),应用结构可靠度分析的一次二阶矩法,对福建省工程建设地方标准中有关圆钢管混凝土和方、矩形钢管混凝土轴压、纯弯及压弯构件的承载力设计公式进行了可靠度分析,分析结果表明,规程中设计公式基本满足统一标准对塑性材料可靠度指标的要求。     

钢管混凝土构件设计计算及可靠度分析

基于《建筑结构设计统一标准》(GBJ6 8- 84) ,应用结构可靠度分析的一次二阶矩法 ,分别对《钢 -混凝土组合结构设计规程》(DL - 5 0 85 /T - 1 999)和《战时军港抢修早强型钢 -混凝土组合结构设计规程》(GBJ- 2 0 0 0 )中有关圆钢管混凝土和方钢管混凝土轴压、纯弯及压弯构件的承载力设计公式进行了可靠度分析 ,分析结果表明 ,规程中设计公式基本满足统一标准对塑性材料可靠度指标的要求。     

Experimental research on CFST member with different sections under combined compression and bending

以轴压比为变化参数,进行了4根圆形和4根哑铃形钢管混凝土柱的压弯试验,对两种截面钢管混凝土柱在压弯荷载作用下的变形模式、荷载-变形曲线和压弯相关曲线进行了对比分析。结果表明：两种截面钢管混凝土构件随着轴压比的增大,构件的延性呈降低的趋势,由于哑铃形截面面内刚度较大,相同轴压比下哑铃形钢管混凝土抵抗弯矩和变形的能力要强于圆形钢管混凝土。通过对圆钢管混凝土和哑铃形钢管混凝土压弯曲线的分析,发现直接采用圆钢管混凝土的压弯相关曲线方程计算哑铃形钢管混凝土,结果偏于保守,还需进一步的有限元分析才能提出适用于哑铃形钢管混凝土的压弯相关曲线。     

L形方钢管混凝土组合异形柱单向压弯稳定性研究

在对构件单向压弯受力特点分析的基础上,设计了L形方钢管混凝土组合异形柱单向压弯试件。通过压弯试验,得到了构件的破坏形式、荷载-竖向位移曲线、单肢挠度曲线和荷载-应变曲线。通过对我国现行的四本规程中的压弯稳定计算公式的计算结果进行比较发现,在计算开孔连接板连接的L形方钢管混凝土组合异形柱的压弯承载力时,作为缀件的连接板对构件压弯承载力的贡献不应被忽略,应采用整体式计算模型进行计算。CECS159∶2004规程和GJB 4142—2000规程的计算结果与试验结果吻合良好。     

钢管约束钢筋混凝土压弯构件滞回性能试验研究与分析

进行了4个圆钢管约束钢筋混凝土(CTRC)和4个方钢管约束钢筋混凝土(STRC)压弯构件滞回性能的试验研究,并进行了两个钢筋混凝土(RC)对比试件的试验研究。试验中的主要参数为轴压比(0.34、0.65和0.80)和混凝土强度等级(C30和C60)。试验结果表明,由于钢管对核心混凝土的有效约束,核心高强混凝土柱的承载力、延性和耗能能力得到了显著提高。随轴压比和混凝土强度的提高,CTRC压弯构件的受弯承载力提高;但轴压比和混凝土强度对试件的延性无明显影响。随轴压比和混凝土强度的提高,STRC压弯构件的受弯承载力提高,但延性下降。相同轴压比条件下,CTRC压弯构件的受弯承载力和延性明显优于STRC构件。根据试验结果,建议了钢管约束钢筋混凝土柱截面受弯承载力的计算方法。建立了钢管约束钢筋混凝土压弯构件的纤维模型数值计算方法,计算中采用随荷载的增加而不断增大钢管对核心混凝土的约束效应的方法,数值计算结果与试验结果吻合良好。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——矩形钢管混凝土柱

截面高宽比h/b大于2.0的矩形钢管混凝土柱具有较好的外观优势，能避免室内出现凸柱现象，随着实际应用日渐增多，对其的研究也越发深入。根据《隐式钢管混凝土结构技术规程》(T/CECS 951—2021)和《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS 159:2004)两本规范给出的条文对构件的计算结果及构造要求进行了对比。计算对比包括截面塑性发展能力、单向压弯荷载作用下的截面强度及单向压弯荷载作用下的平面内稳定承载力等三个方面。计算结果将再与多组实际试验结果进行对比，根据两者计算偏差判断规范公式的合理性。构造方面主要对比截面尺寸、长细比、宽厚比、轴压比及强柱弱梁验算公式和免除强柱弱梁验算的条件。结果表明，相比于CECS 159:2004,T/CECS 951—2021更接近实际试验结果，计算公式更合理，构造要求规定更全面。     

《空心钢管混凝土结构技术规程》CECS 254∶2009简介

本文简要介绍了空心钢管混凝土结构设计规程的编制背景、空心钢管混凝土的特点和现有国内已有的设计规程。目前工程中采用的空心钢管混凝土构件的截面形式,已由圆形发展到多边形、正方形和矩形。因而现有《薄壁离心钢管混凝土结构技术规程》(DL/T 5030-1996)已不能满足要求,需制订新规程。介绍了《空心钢管混凝土结构技术规程》(CECS 254∶2009)的主要内容。采用了"钢管混凝土统一理论"提出的统一设计公式,以满足新规程需设计各种对称截面的要求。简要介绍了空心钢管混凝土构件轴压、抗拉、抗剪、抗扭、抗弯和复杂应力状态下的计算,以及常用的节点设计与构件的加工制作。最后,附一些设计算例,供参考。     

圆钢管橡胶混凝土短柱试验

对8个圆钢管橡胶混凝土轴心受压短柱进行试验研究,探讨橡胶粉取代率和橡胶粉粒径对圆钢管橡胶混凝土承载力的影响。采用有关设计规程包括：美国ACI（2005）和AISC（2005）、日本AIJ（2008）、英国BS5400（2005）、欧洲EC4（2004）及中国DL/T 5085—1999（1999）、DB21/T 174...     

钢管混凝土格构柱极限承载力计算方法研究

提出钢管混凝土格构柱有限元分析方法,应用ANSYS通用程序对试件的分析结果与试验结果吻合良好.对钢管混凝土格构柱极限承载力,进行偏心率、长细比和构造参数的影响分析.对国内CECS 28:90、JCJ 01-89和DL/T 5085--1999 3个钢管混凝土设计规程计算结果与有限元数值计算结果进行比较分析.分析结果表明CECS 28:90规程的偏心率折减系数计算公式较合理.柱肢的钢材种类和混凝土强度对稳定系数的影响较大,通过算例数值分析,提出换算长细比的材料修正系数γ的计算方法.斜缀条交角等构造参数对钢管混凝土格构柱整体承载力的影响均很小,验证了换算长细比的放大系数简化算法的合理性,并对国内3个规程中换算长细比的计算方法提出修正建议.最后,给出四肢钢管混凝土格构柱极限承载力的合理实用的计算方法.     

压弯作用下设传力构件的矩形钢管混凝土柱力学性能研究

为研究设置传力构件的矩形钢管混凝土柱在偏压作用下的力学性能,采用有限元软件ABAQUS建立一个矩形钢管混凝土柱3层模型,不考虑钢管壁与核心混凝土之间的黏结作用,只设置传力构件,分析在大小偏压作用下模型的变形能力。结果表明,在偏压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱钢管壁和核心混凝土很好地实现了共同工作,且变形基本符合平截面假定。为进一步研究在偏压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的承载能力,建立了一个简化的设置传力构件的矩形钢管混凝土框架30层模型,选择不同的轴压比,计算求得设置传力构件的矩形钢管混凝土柱承载力骨架曲线。根据CECS 159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》,得到设置传力构件的矩形钢管混凝土柱偏压承载力的计算方法,并针对规程中关于大偏压承载力的计算方法提出可进一步完善的建议。基于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》,给出CECS 159∶2004规程中大偏心受压阶段矩形钢管混凝土柱正截面受压承载力调整计算式。