钢管混凝土叠合柱偏心受压承载力的计算方法

介绍了13根钢管混凝土叠合柱短柱(长细比4.67)的偏心受压试验结果,研究结果表明:钢管混凝土叠合柱偏心受压短柱正截面的破坏类型分为大偏心和小偏心受压破坏两种,以受拉区钢筋达到屈服强度,同时混凝土受压边缘达到极限压应变为界限破坏准则,同时其N-M具有抛物线的相关关系;叠合柱横截面应变符合平截面分布,不论偏心距大小,受压钢筋屈服总是先于受压区混凝土压碎。与试验结果相比,现行规程大幅度(51%~77.4%)低估了叠合柱偏心受压承载力。基于试验采用截面极限平衡理论提出了叠合柱偏心受压短柱的正截面承载力公式,公式形式简单,与我国现行的规范体系相协调,计算结果与试验结果吻合良好。     

混凝土Z形柱框架节点核心区抗剪承载力计算分析

通过6个1∶2比例的Z形截面混凝土柱框架中间层中节点的低周往复试验,得到Z形柱框架节点的破坏形态,测得框架节点核心区极限抗剪承载力试验值,并利用现行相关规范给出的公式计算节点核心区受剪承载力的验算值,把试验值与规范验算值进行比较分析,得出采用现行规范计算Z形框架柱节点核心区抗剪承载力的偏差,所得结论可为实际工程Z形截面混凝土柱设计计算提供参考。     

圆钢管混凝土轴压长柱的极限承载力

基于双剪统一强度理论,考虑钢管中间主应力(径向压力)对环向拉力和纵向压力的影响,建立了钢管的承载力公式;同时,避开混凝土破坏准则中侧压影响系数的不确定性分析,根据混凝土破坏时的统一强度准则建立其承载力公式,进而叠加建立了钢管混凝土短柱的承载力公式。在此基础上,按照弹性模量理论推导出钢管混凝土长柱的稳定影响系数,建立了其极限承载力公式。结果表明,改变加权参数值,计算得出的承载力也随之发生变化。通过与相关文献中的试验值进行比较,发现试验值与计算值吻合良好。     

不锈钢管海砂混凝土短柱轴压性能试验研究

对不锈钢管海砂混凝土轴压短柱进行了一系列的试验研究,主要试验参数包括细骨料类型(河砂、淡化海砂、海砂).研究了不锈钢管海砂混凝土轴压短柱的破坏模态、荷载与变形关系曲线、极限承载力以及其横截面强度并与不锈钢管河砂混凝土短柱进行了对比.此外,使用现行的3种钢管混凝土规程对试验试件进行了承载力计算,并与试验值进行了对比,结果表明,现行的3种规范中,DBJ 13和EC 4可以较好地计算不锈钢管海砂混凝土轴压短柱的承载力,AISC规程计算值偏于保守.总之,海砂混凝土在一般情况下用作不锈钢管混凝土短柱的核心混凝土时,其承载力与普通混凝土差异较小,表明不锈钢管海砂混凝土轴压短柱在实践中可以采用.     

圆钢管再生陶瓷粗骨料混凝土短柱轴压试验研究

为了有效利用废弃陶瓷,开展了受钢管约束的再生陶瓷粗骨料混凝土受力性能的研究,进行了18个圆钢管再生陶瓷粗骨料混凝土短柱的轴压试验,得到其破坏模态、承载力和荷载-纵向应变关系曲线等试验结果,并分析了截面含钢率、约束效应系数和再生陶瓷粗骨料取代率对短柱轴压性能的影响。试验和分析结果表明：圆钢管再生陶瓷混凝土轴压短柱的破坏模态受截面含钢率和约束效应系数影响,分为剪切破坏、腰鼓破坏和混合破坏;钢管对再生陶瓷混凝土的约束效果好于普通混凝土,取代率为100%的短柱与钢管普通混凝土短柱相比具有更高的承载力提高系数、混凝土强度提高系数和残余承载力比,以及更好的延性。将承载力实测值与各国现行规范中钢管混凝土承载力公式计算结果对比发现,现行规范对圆钢管再生陶瓷混凝土轴压短柱承载力的预测均过于安全,结合试验数据推导出适用于圆钢管再生陶瓷混凝土短柱的承载力简化计算公式,预测结果与试验结果拟合良好。     

高钛重矿渣钢筋混凝土柱轴压力学性能试验研究

采用试验方法对三种高钛重矿渣混凝土类型的钢筋混凝土轴压短柱的力学性能进行了研究。从破坏形态、极限承载力、荷载-应变关系、压缩量等方面与普通钢筋混凝土轴压短柱进行对比分析。研究结果表明,同条件下三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱的破坏形态与力学性能与普通钢筋混凝土轴压短柱基本相同;三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱塑性性能和极限承载力均优于普通钢筋混凝土。采用现行混凝土结构设计规范计算了本研究所有试件的轴压极限承载力,并与试验结果进行了对比,结果表明可采用现行普通混凝土结构设计规范对高钛重矿渣钢筋混凝土柱的轴压极限承载力进行计算。最后,采用有限元法对所有试件的荷载-变形过程进行了计算,有限元计算曲线与试验结果吻合良好。     

变截面圆钢管混凝土短柱轴心受压性能研究

为研究变截面圆钢管混凝土短柱的轴压性能,开展6个变截面和2个等截面圆钢管混凝土短柱的轴压试验,试验参数包括变角度和套箍指标。从短柱整体轴压性能(破坏形态、荷载-位移曲线和变形能力)和截面轴压性能(钢管应变)两个层面对比分析变截面与等截面圆钢管混凝土短柱的异同,并得到各设计参数对整体和截面轴压性能的影响。在此基础上,建立了变截面圆钢管混凝土的截面轴压承载力计算方法,并通过对比所提计算方法和规范计算公式计算得到的轴压承载力与试验实测值,验证了计算方法的准确性。结果表明：试件上部截面的钢管纵向应变和环向应变发展较下部截面更快,弹塑性阶段和下降阶段试件整体的受力性能更多取决于试件的顶部区域和顶截面;相比于等截面短柱,在相同荷载作用下变截面圆钢管混凝土短柱中间截面的钢管纵向和环向应变更大;变截面圆钢管混凝土的钢-混相互作用非常明显;提出的计算方法不仅能考虑圆钢管与混凝土的相互作用,而且能合理考虑钢-混相互作用随变角度的增大而逐渐增强这一特性,计算得到的轴压承载力与试验值吻合较好;与其他规范相比,GB 50936—2014和CECS 28:2012中公式的计算结果更加准确,考虑到其简单实用,也可用...     

火灾后型钢混凝土异形柱承载力研究

<正>青岛理工大学开展了火灾后型钢混凝土异形柱偏心受压正截面承载力简化计算方法的研究。试验试件共35根型钢混凝土异形柱,其中十字形截面柱9根,T形截面柱8根,等肢L形截面柱9根,不等肢L形截面柱9根。提出了折算截面法,计算火灾后型钢混凝土异形柱偏心受压时正截面承载力,根据试验结果确定了相应的修正系数,计算值与试验值吻合较好。     

椭圆形钢管混凝土构件性能的研究Ⅰ:轴压短柱和长柱

本文通过理论方法推导出椭圆形钢管混凝土短柱轴心受压时外钢管与核心混凝土之间相互作用力的分布规律,并采用有限元模拟,得到核心混凝土侧压力分布云图,然后根据以上两种结果提出了核心混凝土有效受压区的分布假设,基于统一理论的思想,在已有圆钢管混凝土轴压短柱承载力统一公式的基础上,分析出椭圆形截面对套箍效应的影响,最终得出适合于椭圆形钢管混凝土轴压短柱的实用强度统一计算公式。同时,进行了6根椭圆形钢管混凝土短柱轴压试验,试验结果与公式计算结果吻合良好,有效地验证了公式及理论推导、有限元模拟的正确性。并在此基础上得到轴压长柱的稳定系数。     

圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压承载力研究

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力计算方法,进行了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在不同加固钢套管厚度下的轴心受压试验,在试验结果的基础上,考虑混凝土三向受压Richard公式与蔡绍怀公式,根据叠加法与极限平衡法建立了圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱的轴压承载力公式.研究结果表明,对比国内外规程,利用叠加法且考虑蔡绍怀公式计算出的承载力与试验结果吻合度最高.     

型钢混凝土柱设计方法与施工工艺研究

为探索型钢混凝土柱的设计方法与施工工艺,分别对轴心受压、偏心受压的正截面承载力和斜截面承载力进行分析,给出了建议的承载力计算公式,并绘制了实用的简化型钢混凝土柱表供设计使用;对型钢混凝土柱的保护层厚度、最小配箍率、轴压比进行了研究,从构造要求上对型钢混凝土柱的抗震性能进行控制;同时,总结了型钢混凝土柱的关键施工工艺,并对施工中可能遇到的钢筋冲突问题给出了建议。     

配有钢纤维RPC免拆柱模的钢筋混凝土短柱轴压力学性能

为研究配有钢纤维活性粉末混凝土（RPC）免拆柱模的钢筋混凝土短柱的轴压力学性能与钢纤维RPC免拆柱模对核心钢筋混凝土短柱轴压承载力的提高效果,对2根配有不同壁厚钢纤维RPC免拆柱模的钢筋混凝土方形短柱和用于对比的1根普通钢筋混凝土方形短柱进行了轴压试验研究;采用有限元模型对试验结果进行了验证,根据试验结果及有限元分析结果,探讨了配有钢纤维RPC免拆柱模的钢筋混凝土短柱轴压承载力计算方法。结果表明:钢纤维RPC免拆柱模显著提高了钢筋混凝土短柱的极限承载力,且延缓了纵筋的屈服;随免拆柱模壁厚的增加,钢筋混凝土短柱轴向变形随之减小,极限承载力随之提高,延性也相对提高;免拆柱模不但限制了钢筋混凝土短柱在轴向压力作用下的侧向变形,而且间接减小了轴向变形;有限元计算结果与试验结果吻合良好,该计算方法可为工程实践提供参考。     

钢筋混凝土柱正截面承载力尺寸效应研究

通过对6根截面边长分别为300、500和700 mm的钢筋混凝土柱开展正截面承载力尺寸效应试验研究,分析正截面承载力、钢筋应变、混凝土压应变、中和轴高度和强度系数随截面尺寸的变化规律。结果表明:试件受压区混凝土的极限变形能力随截面边长的增大而减小;对于大尺寸试件,对混凝土的极限压应变的取值偏大;正截面承载力随截面尺寸的增大而减小,且随水平位移的增加,正截面承载力尺寸效应越明显。在试验的基础上,利用混凝土材料尺寸效应得到修正的正截面承载力计算结果,使大小尺寸试件的安全储备系数趋于一致。     

钢管高强再生混凝土柱轴压性能试验研究

为研究钢管高强再生混凝土柱与钢管高强普通混凝土柱轴心受压性能的差异,进行了圆形和方形两种截面形状、高强普通和再生两种混凝土、方钢管内配置与不配置钢筋两种构造的5个钢管混凝土足尺试件轴压性能对比试验。通过试验,分析了混凝土种类、截面形状和配置钢筋对试件承载力、耗能及延性的影响。试验结果表明：钢管再生混凝土柱的损伤发展过程和破坏形态与钢管普通混凝土柱相似;在截面积、含钢率、材料强度相同的条件下,圆形截面试件较方形截面试件具有更高的承载能力和较好的变形能力;混凝土种类对方形截面试件轴心受力性能影响不大;方钢管内配置钢筋可加强对核心混凝土的约束作用,提高试件的承载力和变形性能。根据国内外相关规程对试件的轴压承载力进行了计算,引入尺寸效应影响系数,提出了方钢管混凝土柱承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

四面受火钢筋混凝土柱正截面承载力的简化计算

在已有四面受火钢筋混凝土柱正截面极限承载能力计算方法的基础上,结合我国现行的GB50010-2002<混凝土结构设计规范> ,提出了一种适合工程技术人员使用的自然冷却条件下的简化计算方法,同时给出了喷水冷却条件下的受火钢筋混凝土柱正截面极限承载力的简化计算方法,为工程实际应用提供了参考.     

SRPE套管约束混凝土短柱轴压性能试验

针对西部盐渍土地区钢筋混凝土桥梁墩柱的腐蚀问题,提出一种新型组合结构“钢骨架聚乙烯塑料复合材料(SRPE)套管约束混凝土柱”,该新型组合结构能够彻底隔离墩柱与各种腐蚀性离子的接触。为研究其轴心受压力学性能,对12个SRPE套管约束混凝土短柱试件及3个素混凝土短柱试件进行了轴心受压试验,分析了混凝土强度等级、SRPE套管环向约束应力和膨胀剂对试件的破坏形态、荷载-位移曲线、延性和初始压缩刚度的影响规律。根据SRPE套管环向约束应力计算方法和约束混凝土短柱抗压强度计算公式,建立了SRPE套管约束混凝土短柱轴心抗压强度计算方法。结果表明:SRPE套管约束混凝土短柱的最终破坏形态均为核心混凝土发生斜剪破坏,且随着SRPE套管环向约束应力的增高,试件的剪斜变形角逐渐减小; 试件混凝土强度等级越高,其荷载-位移曲线的峰值荷载越大,下降段更陡峭,试件的脆性越大; SRPE套管能够明显提高试件的承载力、峰值变形及延性,且随着SRPE套管环向约束应力的增大,试件各项力学性能均呈逐渐上升趋势; 提高混凝土强度等级,试件的承载力提高,但峰值变形和延性有所降低; 掺入膨胀剂(质量分数10%)使试件的承载力降低,而峰值变形、初始压缩刚度及延性则稍有提高; 所建立的轴心抗压承载力计算方法可为工程实践提供参考。     

HTRCS加固RC偏压柱承载力计算方法研究

超强高韧性树脂钢丝网混凝土(HTRCS)是一种新型复合材料,由内嵌增强钢丝网和高性能树脂混凝土组成。为了获得HTRCS加固钢筋混凝土(RC)偏压柱正截面承载力的计算式,进行了材料性能试验研究,得出了加固材料的本构关系,结合已完成的HTRCS侧面加固RC偏压柱试验,对偏压柱的承载力进行了理论分析。根据试件破坏特征,不考虑钢丝网的抗压作用及树脂混凝土的抗拉作用,通过平截面假定,采用普通混凝土等效矩形应力图和树脂混凝土等效梯形应力图简化计算,提出了远轴侧加固和近轴侧加固偏压柱的两种正截面承载力计算公式,计算结果与试验值吻合较好,可为后续研究及工程应用提供理论依据。     

钢管混凝土箱形叠合柱抗震性能试验研究

为研究钢管混凝土箱形叠合柱(简称CFST箱形叠合柱)的抗震性能,以面内柱肢间距和轴压比为参数,进行了5个CFST箱形叠合柱试件和1个CFST格构柱试件的拟静力试验.研究结果表明:水平低周反复荷载作用下,CFST箱形叠合柱的荷载-位移滞回曲线呈捏拢状,主要破坏形式表现为面外方向外包混凝土的水平裂缝、面内方向腹板的斜向裂缝...     

CFRP加固钢筋混凝土十形柱压弯承载力试验研究

研究碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土十形柱的受力和变形性能,分析碳纤维粘贴量和配筋率对其抗压弯承载力的影响,并且探讨构件截面几何参数、材料强度、材料用量等与十形截面柱抗压弯承载力之间的定量关系。通过相同截面不同配筋量和碳纤维布粘贴量的试件进行单调一次短期加载对比试验,分析各因素对构件承载力和延性等的影响;运用力的平衡和材料的本构关系建立了构件承载力计算的力学模型。得到具有对比性的荷载-柱中挠度、材料应变-荷载的关系曲线并进行分析;得出碳纤维布加固钢筋混凝土十形截面柱正截面抗压弯承载力计算公式。采用碳纤维布加固钢筋混凝土十形截面柱以提高其正截面抗压弯承载力是可行的,十形截面柱加固的承载力计算公式对类似的工程设计问题具有借鉴作用。     

高轴压比下加芯混凝土框架柱延性与承载力试验研究

通过高轴压比下8个加芯混凝土框架柱和1个普通混凝土框架柱低周往复加载的模型试验,阐述了主要试验现象及破坏形态,对各试件的P-Δ滞回曲线、位移延性系数、极限位移转角、屈服荷载和极限荷载等试验结果进行了研究,分析了加芯混凝土框架柱延性和承载力的影响因素。结果表明:通过对芯柱进行合理设置,加芯混凝土框架柱具有良好的滞回延性和较高的抗震承载力,可明显改善普通混凝土框架柱在高轴压比下的抗震性能,弹塑性变形能力能够满足抗震要求;芯柱的纵筋配筋率、截面面积和体积配箍率是影响加芯混凝土框架柱延性和承载力的主要因素。结合以往的研究成果,本文提出了加芯混凝土框架柱轴压比限值的建议值、正截面承载力计算公式以及相关设计建议。