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。     

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.     

钢管混凝土基本构件承载力的设计计算——各国规程比较(Ⅰ)

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(以卞简称方铜管混凝土)和矩形截面钢管混凝土(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(圆钢管混凝土包括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.结果表明,上述各设计规程均能较好地计算构件的承载力,且计算结果偏于安全.其中,DL/T5085-1999和GJB(2001)的计算结果与试验结果最为吻合,CECS2829(1992)、LRFD(1994)、AIJ(1997)和EC4(1996)的计算结果整体上偏于安全.分析结果还表明,当采用我国<钢-混凝土组合结构设计规程>(DL/T5085-1999)和国家军用标准<战时军港抢修早强型组合结构技术规程>(GJB)对钢管混凝土压弯构件进行承载力设计时,构件的可靠度指标.一般均大于3.2,基本上能满足对延性破坏构件规定的可靠度指标(即β=3.2±0.25)要求.本文的研究成果可供有关钢管混凝土工程设计时参考.本期刊登该文的第一部分.     

钢管混凝土构件轴压承载力设计公式的可靠度分析

《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936—2014)~([1])是基于CECS 254:2012、CECS 28:2012和CECS 159:2004等行业技术规程制定的,包含了实心、空心、圆形及多边形截面钢管混凝土构件的承载力设计公式。在收集大量的试验数据的基础上,给出了规范中圆形及方形钢管混凝土构件轴压承载力设计公式以及CECS159:2004中方形钢管混凝土构件轴压承载力设计公式的计算模式不确定性的统计参数。并利用一次二阶矩法对这些公式进行了可靠度分析。分析了钢材种类、混凝土强度等级、活荷载类别、荷载比对构件可靠度的影响。结果表明,这些设计公式满足统一标准中对二级房屋建筑结构的可靠指标的要求。     

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。     

欧洲Eurocode 4(94)关于圆钢管混凝土构件承载力设计方法介绍

介绍了欧洲标准协会Eurocode 4 [EC4 ( 94 ) ]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     

内置型钢钢管混凝土轴压构件设计方法研究及 可靠度分析

为使内置型钢钢管混凝土构件在实际工程应用中有矩可循、有法可依,采用ABAQUS有限元软件建立了内置型钢钢管混凝土构件轴压模型,通过与已有试验结果对比验证了数值模拟的可靠性。基于内置型钢钢管混凝土力学性能及工作机理,分析了混凝土强度、钢管强度、内置型钢强度、钢管含钢率以及内置型钢含钢率等参数对构件承载力的影响; 以提出的计算方法为基础,分析了不同荷载效应比ψ对该类构件可靠度的影响。考虑实际工程参数,分别提出了内置型钢钢管混凝土轴压短柱强度承载力计算公式与内置型钢钢管混凝土长柱的稳定承载力计算公式,建议了内置型钢钢管混凝土轴压构件的设计方法。以稳定系数φ为参数,提出了内置型钢钢管混凝土轴压构件极限承载力与稳定承载力的统一计算方法。研究结果表明:基于提出的计算方法得到的内置型钢钢管混凝土轴压构件承载力可靠度指标基本符合统一标准规范要求。     

钢管混凝土柱火灾后力学性能理论分析

在介绍了钢材和混凝土两种材料受高温后的本构关系的基础上，进行数值模拟得出了高温后核心混凝土的σ-ε关系曲线，经过参数分析得出影响火灾后钢管混凝土压弯构件残余承载力的主要因素，最后得出了轴压弹性模量和轴压强度承载力的简化计算公式。     

双钢管混凝土柱受力分析及截面设计

阐述了双钢管混凝土的研究现状,比较单钢管混凝土分析了双钢管混凝土柱的受力机理,探讨双钢管混凝土在极限状态下混凝土和钢管各自的应力状态。由于双钢管混凝土柱中有两个不同的钢管嵌套,其承载力必然与它们的组合效果有关。引入体积变形系数得出截面形式的最佳组合状态,可供工程设计应用参考。     

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     

方形截面钢管混凝土双向压弯构件承载力理论分析和简化计算

在合理确定钢和混凝土应力－应变关系模型基础上,采用数值方法对方形截面钢管混凝土（以下简称方钢管混凝土）双向弯曲和双向压弯构件的荷载－变形全过程关系进行了分析,理论计算结果与试验结果吻合良好,并基于大量参数分析结果,提出该类构件承载力简化计算公式,可供工程设计参考．     

方钢管混凝土轴压短柱承载力分析

采用统一强度理论,对方钢管混凝土轴压短柱进行研究,提出一种方钢管混凝土轴压短柱极限承载力的简化计算方法,与国内外大量试验数据进行比较,结果符合良好,验证了理论公式的正确性。该结果为方钢管混凝土轴压短柱的承载力计算提供了一定的理论依据,可供有关工程参考。     

FRP约束钢管混凝土轴压构件力学性能研究

进行了9个钢管混凝土轴心受压构件的试验研究,对其中的6个构件包裹了纤维增强复合材料(FRP)。试验参数为钢管截面形状、截面尺寸和包裹FRP的层数。试验结果表明,FRP约束圆钢管混凝土可以较好地发挥FRP约束混凝土和钢管混凝土的双重优点,构件在具有较高承载力的同时还具有较好的延性。最后,提供了FRP约束圆钢管混凝土轴压构件承载力的简化计算公式。     

钢管煤矸石混凝土受弯构件的受力全过程分析

对具有不同含钢率的 6根钢管煤矸石混凝土受弯构件进行了试验研究 ;利用钢管煤矸石混凝土组合材料及钢材的本构关系 ,采用数值积分方法对构件的受弯全过程进行了详细的理论分析 ;将理论分析与试验研究的结果进行了对比 ;为研究钢管煤矸石混凝土偏心受压构件的力学性能奠定了良好的基础 ;对煤矸石的再利用、节约砂石不可再生资源、保护环境具有重要意义     

圆中空夹层钢管混凝土柱力学性能研究

分别进行了十四个轴心受压构件和十二个偏心受压构件的试验研究 ,二种构件的试验参数分别为钢管径厚比和空心率 ,构件长细比和偏心率。在确定组成圆中空夹层钢管混凝土的钢材和核心混凝土应力 -应变关系模型的基础上 ,利用数值解法对圆中空夹层钢管混凝土轴压和压弯构件的荷载 -变形关系进行了全过程分析 ,分析结果与试验结果吻合良好。最后在参数分析的基础上 ,提供了圆中空夹层钢管混凝土轴压和压弯构件承载力实用验算方法。     

方钢管混凝土压弯构件力学性能及承载力的研究

利用轴压方钢管混凝土中钢和混凝土的应力－应变关系模型，采用数值分析方法对方钢管混凝土压弯构件进行分析，分析结果和试验结果吻合良好。     

方钢管混凝土轴心受压稳定承载力的研究

考虑构件具有千分之一杆长的初挠度，采用对偏压构件承载力的计算方法分析方钢管混凝土轴心受压构件的稳定承载力，理论分析结果和试验结果吻合良好。     

椭圆形钢管混凝土长柱轴压力学性能研究

利用有限元软件ABAQUS建立椭圆形钢管混凝土长柱轴压力学性能分析的三维实体有限元模型,并进行相应的试验,有限元计算与试验所得的荷载-柱中挠度全过程曲线及长柱破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力全过程中钢管及混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用,并对长细比、材料强度、钢管壁厚及截面尺寸等参数对轴压时长柱极限承载力及荷载-柱中挠度曲线的影响进行比较。结果表明:椭圆形钢管混凝土长柱在1/2柱高处发生侧向挠曲破坏,长细比等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。     

火灾作用后钢管混凝土轴压与纯弯荷载-变形关系曲线实用计算方法探讨

在数值计算结果的基础上,对火灾作用后钢管混凝土轴压强度承载力和抗弯承载力指标问题进行探讨,并给出其简化计算公式,简化计算结果与试验结果吻合较好。通过分析火灾后荷载-变形全过程关系各阶段的力学指标,提出火灾后轴压σ-ε关系和纯弯M-关系全过程曲线的实用计算方法,简化计算结果与试验结果吻合较好,为进行火灾后钢管混凝土结构体系分析提供依据。