内置型钢的圆钢管混凝土构件轴压承载力计算方法

为适应现代结构不断向高耸、重载、大跨等方向发展的趋势,将内置型钢钢管混凝土应用于柱结构设计中.采用ABAQUS有限元软件建立内置型钢圆钢管混凝土轴压短柱受力全过程分析的数值模型,对已有的内置型钢钢管混凝土轴压构件承载力的试验数据进行计算和验证.分析了该类构件在轴压作用下的应力-应变全过程曲线、截面应力分布及各部件之间的相互作用力;探究了材料强度、型钢含钢率、钢管含钢率及型钢截面形式等主要参数对内置型钢钢管混凝土组合柱强度指标的影响规律.研究结果表明:内置型钢对核心混凝土形成了双重约束作用,使核心混凝土的强度有所提高;型钢、混凝土和钢管之间的协同工作有效提高了柱的承载力及延性;型钢含钢率和型钢截面形式对应变变化影响较小.最后,提出了适用于内置型钢圆钢管混凝土短柱轴压承载力的简化计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好.     

型钢混凝土柱配钢形式研究现状与展望

为促进型钢混凝土在超高层建筑中的应用,在介绍巨型柱在超高层建筑应用状况的基础上,从实腹式和空腹式两种配钢形式论述了型钢混凝土柱抗震性能研究现状。分析表明,相比空腹式配钢形式,实腹式能更稳定地发挥型钢混凝土的性能。但部分研究表明,合理的截面设计能提高空腹式型钢混凝土型钢与混凝土协同工作效果。尚需研究具有普适性的型钢混凝土承载力理论计算方法和抗震构造措施,以发展具有施工便捷性和良好抗震性能的钢–混凝土组合构件。     

新型截面型钢混凝土柱抗震性能试验研究

提出配置扩大十字型钢和45°布置十字型钢两种截面形式的新型型钢混凝土柱,通过4个新型与1个普通型钢混凝土柱的低周反复荷载试验,研究新型截面型钢混凝土柱在较高轴压比下的破坏特征、滞回和骨架特性,并分析配钢形式和轴压比对柱抗震性能的影响。试验结果表明：新型截面型钢混凝土柱在压、弯、剪共同作用下均发生了弯曲破坏,在加载后期,即使纵筋外鼓屈服以及型钢翼缘局部屈曲,柱的竖向承载力仍较为稳定;新型截面型钢混凝土柱试件滞回曲线饱满,无捏缩现象,等效黏滞阻尼系数均达到0.45以上,并且截面配钢率相差不大的情况下,其变形和耗能能力明显大于普通型钢混凝土柱;新型截面型钢混凝土柱在高轴力下的承载能力和变形性能良好,其轴压比限值可比规范规定有所提高。     

T形截面SRC异形柱有限元分析

运用有限元软件ABAQUS对型钢混凝土T形截面异形柱在单调荷载作用下的受力情况进行模拟,研究了其在不同的荷载角、轴压比、配钢形式和配钢率下正截面承载力的变化情况,并对模拟结果进行理论分析。分析结果：型钢混凝土T形截面异形柱正截面承载力随轴压比的增加先增大后减小;最不利水平加载角为0°～30°;配钢形式对正截面承载力的影响较大;在合理的截面配钢率下,正截面的承载力随截面的配钢率增大而显著提高。     

核心型钢混凝土柱的滞回性能数值分析

在考虑型钢和箍筋对混凝土的约束机制基础上,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了适用于核心型钢混凝土柱的有限元分析模型。通过对比滞回性能数值分析结果与试验结果,验证了该有限元模型的合理性和准确性,并基于该有限元模型探究了轴压比、纵筋配筋率、体积配箍率、含钢率和型钢截面形式对核心型钢混凝土柱滞回性能的影响。     

圆钢管型钢再生混凝土组合柱轴压性能及承载力计算EI北大核心CSCD

为研究圆钢管型钢再生混凝土组合柱的轴压性能,对11个组合柱试件进行了轴心受压试验,主要考虑了再生粗骨料取代率、钢管径厚比、截面型钢配钢率和长细比等4个设计参数,观察了试件的受力全过程以及破坏形态,获取了试件的荷载-位移曲线及荷载-应变曲线;重点分析了设计参数对组合柱轴压性能的影响。研究结果表明：组合柱主要破坏特征为型钢屈服后钢管表面发生外鼓变形破坏,核心再生混凝土主要发生剪切破坏和压溃破坏;组合柱轴压承载力随再生粗骨料取代率的增加而降低,但试件仍表现出良好的变形能力;减小圆钢管径厚比和增大型钢配钢率均可提高试件的轴压承载力和变形能力;长细比的增大降低了组合柱的轴压承载力;此外,组合柱的横向变形系数约为1.2。在此基础上,基于极限分析法和试验数据,提出了适用于圆钢管型钢混凝土组合柱的轴压承载力计算式,计算值与试验值吻合良好。     

不等肢T形截面异形柱的配钢形式对曲率延性的影响

影响型钢混凝土(SRC)异形柱截面曲率延性的因素很多,主要研究了配钢形式对不等肢T形异形柱曲率延性的重要影响.为了避免其他因素对理论计算结果的影响,在相同的截面形状、轴压比、混凝土强度等级、配箍率和剪跨比的条件下,针对9种不同的截面配钢形式,用自编程序进行了计算,分析探讨了M-φ曲线和不同方向反复荷载作用下的延性系数.得出了一些对SRC异形柱合理配钢设计方面有参考价值的结论.     

圆钢管型钢再生混凝土组合柱轴压性能及承载力计算

为研究圆钢管型钢再生混凝土组合柱的轴压性能,对11个组合柱试件进行了轴心受压试验,主要考虑了再生粗骨料取代率、钢管径厚比、截面型钢配钢率和长细比等4个设计参数,观察了试件的受力全过程以及破坏形态,获取了试件的荷载-位移曲线及荷载-应变曲线;重点分析了设计参数对组合柱轴压性能的影响。研究结果表明:组合柱主要破坏特征为型钢屈服后钢管表面发生外鼓变形破坏,核心再生混凝土主要发生剪切破坏和压溃破坏;组合柱轴压承载力随再生粗骨料取代率的增加而降低,但试件仍表现出良好的变形能力;减小圆钢管径厚比和增大型钢配钢率均可提高试件的轴压承载力和变形能力;长细比的增大降低了组合柱的轴压承载力;此外,组合柱的横向变形系数约为1.2。在此基础上,基于极限分析法和试验数据,提出了适用于圆钢管型钢混凝土组合柱的轴压承载力计算式,计算值与试验值吻合良好。     

型钢混凝土T形截面构件抗震性能试验研究

通过15个型钢混凝土T形截面构件的低周反复荷载试验,研究了型钢混凝土异形柱和型钢混凝土短肢剪力墙的抗震破损机理及其性能差异,分析了配钢形式、加载方向、剪跨比、肢截面高厚比、轴压比和配箍率等参数对其抗震性能的影响,基于经典四叶状花瓣理论,提出了型钢混凝土T形截面构件双向受剪承载力预测模型。研究结果表明:剪跨比小或配空腹型钢的构件易出现剪切型破坏,而剪跨比大或配实腹式钢构件易出现弯曲型破坏,型钢外围无钢筋笼骨架的易出现黏结破坏;配实腹式钢的T形截面柱在承载能力、刚度退化、位移延性、层间位移角以及耗能能力上均优于配空腹式钢的T形截面柱,沿45°方向加载有利于两柱肢材料力学性能的发挥;肢截面高厚比的增加有利于提高构件的承载力,但降低其位移延性和耗能能力;轴压比在提高型钢混凝土T形截面构件受剪承载力的同时降低了变形能力,而增加配箍率可同时增加型钢混凝土T形截面构件的受剪承载力和变形性能。     

STUDY ON OBLIQUE SECTION BEARING CAPACITY OF STEEL REINFORCED CONCRETE T-SHAPED COLUMNS

为研究型钢混凝土T形柱负弯矩区的抗剪性能,设计4个T形试件进行静力单调加载试验,主要考虑剪跨比、配钢形式、配箍率、截面形式4个变化参数,试验过程中捕捉到混凝土应变、型钢应变、角钢应变、跨中挠度等一系列重要数据,并绘制出剪力-挠度,荷载-应变等重要关系曲线,给出混凝土截面应变的分布情况,采用能量等值法分析试件的剪切延性,探讨设计参数对抗剪承载力的影响,给出型钢混凝土T形柱斜截面承载力的计算公式。试验研究和理论分析结果表明：型钢混凝土T形柱的破坏形态有弯剪破坏、剪切粘结破坏,混凝土平均应变沿截面高度分布符合平截面假定;基于叠加法得到的受剪承载力计算公式可以用于计算型钢混凝土T形柱的斜截面剪切强度。     

型钢混凝土梁正截面承载力计算方法的比较

文章对国内两本型钢混凝土结构技术规程(即《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001和《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082-97)的正截面受弯承载力计算方法进行了分析。在此基础上,提出建议,供工程设计参考。     

型钢混凝土结构(SRC)设计规程比较

首先对日本及欧美等国外有关型钢混凝土(SRC)结构的设计规程进行了介绍,并简单介绍了我国现有的关于型钢混凝土(SRC)结构的两部规程《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082-97)及《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)的编制背景和依据。对两部规程中有关型钢混凝土梁的正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力、型钢混凝土(SRC)偏心受压构件、剪力墙和梁柱节点的计算理论和计算方法进行了重点比较分析,并结合型钢混凝土(SRC)梁、型钢混凝土(SRC)偏心受压构件和梁柱节点承载能力的计算实例,对两部规程的应用方法、计算步骤和计算结果做了比较分析,为使用两部型钢混凝土结构设计规程提供参考。     

关于5部钢-混凝土组合结构设计规程中的若干计算问题

介绍了国内钢-混凝土组合结构的5部规程,重点阐述了以截面平衡法为基础的JGJ 138-2001《型钢混凝土组合结构技术规程》中存在的问题.并认为叠加法理论概念清楚、计算简单、结果安全,更适合作为实际工程设计的依据.     

筒仓结构中型钢混凝土的应用研究

介绍了型钢混凝土结构的优点和筒仓的支承形式,并以某码头筒仓的设计为例,通过对钢筋混凝土柱和型钢混凝土柱的比较,论证了型钢混凝土在筒仓中应用的可行性,阐述了其应用对筒仓结构延性和抗震性能提高具有实际意义。     

钢骨混凝土转换梁设计应用

针对工程实例,在高层建筑结构整体受力分析的基础上,分别按照《钢骨混凝土结构设计规程》和《型钢混凝土组合结构技术规程》,进行钢骨混凝土转换梁的截面设计和承载力验算。验算钢骨混凝土转换梁的挠度和裂缝宽度。运用有限元分析方法,对不同计算结果进行分析比较。为钢骨混凝土转换梁的实际工程应用提供必要的依据和设计建议。     

桁架混凝土梁的设计应用

针对工程实例,在对造粒塔整体受力分析的基础上,参照JGJ138-2001《型钢混凝土组合结构技术规程》,进行桁架混凝土梁的截面设计、承载力验算及其与型钢混凝土次梁和剪力墙的连接节点设计,为型钢混凝土梁的实际工程应用提供参考。     

型钢混凝土纯扭构件承载力研究与探讨

通过对钢筋混凝土构件及型钢构件受扭理论的研究，提出了型钢混凝土（SRC）构件抗扭承载力的计算方法并对影响其承载力的几点因素作了评述，以促进型钢混凝土结构受扭理论的研究，推广型钢混凝土结构的应用。     

CSRC柱轴压试验及数值模拟研究

进行了两个混凝土柱试件和四个核心型钢混凝土柱试件的轴压性能试验,研究了配置核心型钢和不同配箍特征对混凝土柱轴心抗压强度和轴向变形性能的影响以及核心型钢与混凝土部分的轴力分配规律,试验结果表明,配置核心型钢可以有效提高混凝土柱的承载能力及变形能力。     

钢梁与SRC柱之梁柱接头耐震试验

相对于传统SRC梁接SRC柱的梁柱接头而言,本研究采用钢梁接SRC柱之接头型式,尝试利用SRC柱在劲度与抗压强度之优点,并避开SRC梁在施工上的不便,初步进行了两组大尺寸试体之反复载重试验,以探讨此种型式接头之耐震行为。实验结果显示,由于两组试体之钢梁与钢柱之弯矩强度比并未满足强柱弱梁的规定(但SRC柱整体之抗弯强度仍大于钢梁之强度),因此其反复载重位移曲线并不如满足强柱弱梁的纯钢构接头饱满,而在非弹性阶段出现较明显劲度衰减的现象;但由于SRC柱接头区的混凝土对钢柱提供了良好的围束,使得试体极限强度仍可稳定发展,且两支试体之最大层间变位角均超过5％弧度     

《钢骨混凝土结构设计规程》讲座之二 钢骨混凝土构件正截面承载力计算

从正截面承载力理论计算方法出发,介绍了《钢骨混凝土结构设计规程》中简单叠加方法 和改进简单叠加方法,对几种方法进行了对比,并通过例题说明了有关计算方法的应用。文中还 介绍了钢骨混凝土柱偏心距增大系数和轴压力限值的计算。