基于统一理论的钢管混凝土受压承载力计算

介绍了钢管混凝土的概念 ,并基于统一理论举例说明钢管混凝土受压承载力的计算方法。通过对计算结果的比较 ,表明钢管混凝土比钢筋混凝土有更好的受压性能。     

轴心受压双钢管混凝土短柱正截面受压承载力理论分析及试验研究

研究了由同心设置的内、外圆钢管构成的轴心受压双钢管混凝土短柱正截面受压承载力,分析了单钢管混凝土柱与双钢管混凝土柱的受力机理,并根据纤维模型法原理,采用适用于钢管混凝土受力特性的钢材与混凝土材料本构关系,给出了轴心受压双钢管混凝土短柱的荷载-位移全过程数值分析和正截面承载力计算公式。进行了5个双钢管混凝土短柱的轴心受压试验,验证理论分析的正确性。理论分析与试验研究表明:轴心受压双钢管混凝土短柱与单钢管混凝土柱的受力全过程都可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。双钢管混凝土短柱的破坏形态为腰鼓形,其外层混凝土的工作性能与单钢管中的混凝土大致相同,但内钢管中的内层混凝土受到的约束效应较大,且不是内、外钢管对它的约束效应的叠加,因此对内层混凝土约束效应的确定是计算承载力的关键。通过与相同含钢率的轴心受压单钢管混凝土短柱受力过程的对比得出:双钢管混凝土柱的承载力明显高于单钢管混凝土柱,且具有非常好的延性和整体     

钢管混凝土轴心受压承载力计算

钢管混凝土轴心受压承载力计算是进行钢管混凝土结构分析计算的基础,文中重点分析了蔡绍怀同钟善桐对钢管混凝土轴心受压承载力的不同计算方法,通过对比,整理了在计算钢管混凝土轴心受压承载力的两种计算思路。     

空间钢构架-方钢管混凝土组合柱小偏心受压承载力计算

当前,国内外学者对核心方钢管混凝土柱以及内埋方钢管空间钢构架混凝土柱的轴压承载力研究较为详细,但对内埋方钢管空间钢构架混凝土短柱偏心受压承载力的计算公式还很少。因此,基于试验研究和理论分析的结果对内埋方钢管空间钢构架混凝土柱采用叠加法原理计算其偏心受压承载力。     

自应力钢管混凝土极限承载力研究

针对钢管混凝土的缺陷,出现了自应力钢管混凝土,自应力对在钢管混凝土中有重大作用,将对其极限承载力产生很大影响。通过分析自应力钢管混凝土破坏机理,在普通钢管混凝土受压构件极限承载力计算公式的基础上,推导自应力钢管混凝土受压构件极限承载力计算公式,并分析自应力值大小对极限承载力的影响。     

矩形钢管混凝土短柱轴压承载力神经网络评估

人工神经网络在信息处理和计算方面优于传统方法 ,它不但具有一般的计算能力 ,还可以通过学习和记忆而获得知识进行推理 ,找出输入、输出、变量之间的关系从而得出结果。由于对矩形钢管混凝土的研究不够深入 ,故各种因素对矩形钢管混凝土短柱承载力的影响难以确定。探讨了用人工神经网络理论预测矩形钢管混凝土轴心受压构件强度承载力的可行性 ,在矩形钢管混凝土轴心受压短柱强度承载力试验的基础上 ,训练了一个三层 BP网络模型 ,并对矩形钢管混凝土轴心受压短柱强度承载力进行了预测 ,从而为承载力的评估提供了一种不同于传统思路的新方法。     

内圆外方复合钢管高强混凝土短柱受压承载力计算

采用统一强度理论对内圆外方复合钢管高强混凝土短柱的受压承载力进行了理论分析,考虑了内、外两层钢管对内层混凝土的双重约束作用以及中间主应力和偏心距的影响,分别推导得出了内圆外方复合钢管高强混凝土短柱轴心受压、偏心受压极限承载力计算公式。通过与相关文献资料试验实测数据进行对比,验证了公式的可行性和正确性,分析结果表明,内、外钢管对于其轴压极限承载力的主要贡献是对混凝土提供了约束作用,而不是自身的轴向承载贡献,研究成果可为工程实践提供参考。     

基于灰关联熵理论的CFRP-钢管混凝土构件轴压承载力影响因素分析

针对CFRP-钢管混凝土结构构件轴心受压承载力评价问题,给出了灰关联熵理论的应用步骤,并基于灰关联熵理论,分析了钢管厚度、钢管屈服强度、核心混凝土截面面积以及CFRP厚度等因子对CFRP-钢管混凝土结构构件轴心受压承载力影响的主次关系和影响程度。研究结果表明:灰关联熵理论是一种简单实用的分析方法,可以有效地应用于组合结构的承载力评价;在选取的各影响因子中,核心混凝土的截面积与构件的极限承载力的灰关联熵值最大。研究结果可以为CFRP-钢管混凝土结构构件的理论研究和实践应用提供参考。     

钢管自密实混凝土短柱的有限元分析

钢管自密实混凝土在工程结构中得到了广泛的应用.通过理论分析,建立了轴心受压钢管自密实混凝土短柱的承载力计算公式.并借助有限元分析软件ANSYS,考虑了钢管与混凝土两种材料本构关系的非线性,对轴心受压钢管自密实混凝土短柱进行了大量的非线性有限元分析,建立了钢管自密实混凝土短柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算模型.通过数值模拟,对提出的轴心受压钢管自密实混凝土短柱的承载力计算公式得出的结果进行了验证,发现计算结果与有限元分析结果吻合良好.     

CFRP和角钢复合加固钢管混凝土叠合柱轴心受压承载力分析

采用统一强度理论,对碳纤维布(CFRP)和角钢复合加固钢管混凝土叠合柱的轴心受压机理和约束模型进行分析,考虑CFRP和角钢材料的特点及其对混凝土的约束作用,提出了复合加固钢管混凝土叠合柱的轴心受压承载力计算公式,并进行有限元数值模拟,将公式计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了该计算公式的正确性,并得出CFRP厚度、角钢套箍指标以及统一强度理论参数b等因素对承载力的影响规律。该结果为此类复合加固钢管混凝土叠合柱轴心受压承载力的计算提供了一定的理论依据。     

钢管高性能混凝土压弯构件的静力性能(Ⅱ):机理分析及承载力

为配合辽宁省地方标准《钢管混凝土结构技术规程》的编制,对钢管高性能混凝土压弯构件中钢管和混凝土应力、应变等的分布规律展开研究。对钢管与混凝土相互作用力的研究表明,圆试件受压区的约束力较大,方试件钢管角部区域的相互作用力最大。所有试件中截面受压区的相互作用力最大。黏结强度和加载路径对钢管高性能混凝土压弯构件的静力性能影响都不大。普通钢管混凝土压弯构件的承载力计算式同样适用于钢管高性能混凝土压弯构件的承载力计算。钢管高性能混凝土压弯构件与普通钢管混凝土压弯构件在静力性能方面并无本质区别。     

高强方钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力计算方法研究

为研究高强方钢管超高性能混凝土(UHPC)短柱轴压承载性能,进行了40根高强方钢管UHPC短柱轴压荷载试验。结果表明：套箍系数是影响方钢管UHPC短柱轴压破坏过程和形态的主要因素,极限荷载随套箍系数增大而增大,核心UHPC强度提高幅度均值为15%。比较分析了多部现行规范、规程的承载力计算方法的差异,相关规范与规程中不考虑钢管约束效应时,其承载力计算值的均值低于试验极限荷载值,考虑约束效应的参数适用性受限。并基于叠加原理采用线性回归分析和考虑等效约束作用分别建立了高强方钢管UHPC短柱轴压承载力的实用计算式和理论分析式。     

内置钢骨组合L形截面钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为提高异形截面钢管混凝土柱的轴压承载力,提出内置钢骨组合异形截面钢管混凝土柱。考虑套箍指标、配骨率等参数的影响,设计制作12个内置钢骨组合L形截面钢管混凝土短柱及3个未配置钢骨的组合L形截面钢管混凝土短柱两类试件;通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-纵向应变曲线和承载力,分析各参数对试件力学性能的影响,并对比两类组合柱轴压性能的差异。在试验研究基础上,参考国内外相关规范,提出内置钢骨组合L形截面钢管混凝土短柱轴心受压承载力计算式。研究表明,内置钢骨组合L形截面钢管混凝土短柱轴压承载力高,增大套箍指标和配骨率可以明显提高试件承载力,所提出的承载力计算式可供工程设计参考。     

方钢管再生混凝土短柱轴压承载力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行非线性分析,建立了适用于有限元分析的钢管和再生混凝土本构关系模型;利用极限平衡法推导方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式函数类型;利用计算结果拟合出方钢管再生混凝土短柱轴压承载力的计算公式。研究结果表明:所提出的材料本构关系模型可以较好地满足对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行模拟分析的要求,通过模拟获得的计算结果与相关试验结果差异较小,所建立的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式能够较准确地计算构件极限承载力。     

钢管高性能混凝土短柱受力性能研究

通过进行28根钢管高性能混凝土短柱的试验研究,探讨了影响钢管高性能混凝土短柱极限承载力的主要因素,提出了钢管高性能混凝土组合材料应力-应变关系曲线计算公式和极限强度、峰值应变、平台强度等级验计算公式,在分析国内46个试件试验结果和已有理论研究成果的基础上,建议了钢管高性能混凝土短柱极限承载力统一计算公式和相应的适用范围:D/t=20～100235/f樤s或=0.25～1.5。     

薄壁方钢管再生混合短柱轴压性能试验研究

通过16个薄壁方钢管再生混合短柱的轴压试验,研究废弃混凝土取代率、新旧混凝土强度差、钢管壁厚等因素对试件轴压性能的影响;基于新、旧混凝土的组合强度,对比分析国内外相关公式预测试件轴压承载力的有效性。研究结果表明：与全现浇薄壁方钢管混凝土短柱相比,薄壁方钢管再生混合短柱的钢管屈服较早,废弃混凝土取代率越大钢管屈服越早;薄壁方钢管再生混合短柱的轴压承载力总体呈现出随废弃混凝土取代率增加逐渐降低的趋势,降低幅度大于薄壁圆钢管再生混合短柱;当新、旧混凝土抗压强度相近时,取代率在20%~33%范围内变化对薄壁方钢管再生混合短柱的轴压承载力影响有限;为使再生混合短柱具有与全现浇短柱相近的安全性,建议对根据现行设计标准计算得到的薄壁方钢管再生混合短柱的轴压承载力乘以调整系数0.9。     

锈蚀圆钢管再生混凝土轴压短柱受力性能研究

以名义锈蚀水平(0%、10%和20%)为变化参数,设计了6根圆钢管混凝土短柱进行轴压试验,观察了锈蚀圆钢管混凝土短柱的受力全过程和破坏形态,得到了构件的应力-应变关系曲线,重点分析了锈蚀对构件轴压性能的影响,得出锈蚀圆钢管混凝土短柱刚度退化规律以及损伤演变规律。研究结果表明：随着锈蚀水平的提高,钢管混凝土柱的承载力均下降,组合弹性模量不同程度降低,刚度损伤增大;核心混凝土的类型对锈蚀构件承载力影响不大。采用钢管壁厚折减法结合ABAQUS有限元软件对构件在轴压荷载作用下荷载-变形关系进行模拟,同时根据GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》公式进行计算,试验结果与模拟结果以及计算结果基本一致。采用钢管壁厚折减法能够有效计算锈蚀圆钢管再生混凝土的承载力。     

钢管超高强混凝土长柱及偏压柱的性能与极限承载能力的研究

本文报导了钢管超高强混凝土长柱和偏压柱的试验研究工作。长柱试验研究结果表明,钢管超高强混凝土长柱的承载能力和极限纵向变形率随长细比Ｌｅ／ Ｄ的增大而下降,在所研究的 Ｌｅ／ Ｄ范围内,所有的钢管超高强混凝土长柱都有一定的延性,但延性随Ｌｅ／Ｄ的增大而降低。普通钢管混凝土长柱的承载能力考虑长细比影响的折减系数计算公式也适用于钢管超高强混凝土长柱。偏压柱试验研究结果表明,在偏心率为０．２２～０．６５范围内,加载后所有偏压柱试件横向无明显的外形变化。在相同的长细比下,随着偏心率的增加,试件的承载能力降低,极限纵向变形率降低,但总体来说,偏压短柱的纵向变形率比轴压短柱的极限应变要大一些。在相同的偏心率下,长细比越大,试件的承载能力和纵向变形率也越低。钢管超高强混凝土耐偏压能力等于或优于普通钢管混凝土偏压柱。经过适当修正的普通钢管混凝土偏心率折减系数可以用于钢管超高强混凝土偏压柱承载能力计算。     

一种新型预制管混凝土柱的轴压性能研究

对一种新型的预制管混凝土柱结构与钢筋混凝土现浇柱,以体积配箍率和预制管的混凝土轴心抗压强度为参数,进行对比试验。用二轴强度理论计算预制管混凝土柱的开裂荷载,并在本次试验和以往理论研究的基础上,给出预制管混凝土柱轴心受压承载力计算公式。     

波纹侧板-方钢管混凝土柱轴压性能研究

为研究波纹侧板-方钢管混凝土柱轴压性能,进行了1个1/2缩尺试件轴压试验,对其受力机理、破坏模式进行分析,发现该类柱具有较好的延性及较高的承载能力。同时对波纹侧板-方钢管混凝土柱进行了有限元分析,分析结果表明：由于波纹板具有较高的侧向刚度,使核心混凝土能够得到较好的约束,但是波纹板基本不承担轴向荷载;破坏形式为钢管局部屈曲、波纹板向外鼓曲、钢管内混凝土及核心混凝土被压碎;随着波纹板厚度增加,承载力、延性提高;随着波纹板强度提高,延性略有提高,对承载力影响不大;承载力随混凝土强度提高而提高,但是延性变差。提出了波纹侧板-方钢管混凝土柱轴压承载力实用计算式,计算值与有限元分析值、试验值吻合较好。