钢管混凝土平缀管格构柱换算长细比计算方法

分析了现有钢管混凝土平缀管格构柱换算长细比计算方法的假定条件和计算式,并将各方法计算的极限承载力与试验结果进行对比;以格构柱剪切柔度理论为基础,对钢管混凝土平缀管格构柱各变形项与总剪切变形量的比值进行分析,指出现有换算长细比计算方法的不合理之处。借鉴钢管混凝土（斜缀条）格构柱换算长细比乘法算法的计算思路,在剪切系数计算式中采用考虑节点构造参数影响的剪切柔度简化计算式,拟合得到放大系数与剪切系数的关系式。结果表明:采用所提出的换算长细比计算方法及GB 50923—2013中稳定系数计算方法得到的计算结果与试验结果吻合良好,证明该方法简单、实用且具有足够的精度。     

设有通道的格构柱换算长细比

通过虚功原理,提出格构柱缀材同时采用缀条和缀板时,绕虚轴的换算长细比计算表达式,并结合实际工程给出算例。计算式综合反映了缀条和缀板对格构柱剪切变形的影响,可供工程设计人员对类似厂房柱设计、加固等借鉴引用。     

双肢缀条式格构柱换算长细比的分析

通过能量法对双肢缀条式格构柱换算长细比进行推导和分析,给出不同缀条布置形式时换算长细比的计算公式,并分析了与GB50017-2003《钢结构设计规范》给出公式中换算长细比系数之间的误差,同时给出了不同缀条布置形式及不同缀条夹角与换算长细比系数之间的关系曲线,可供工程设计人员进行参考.     

格构柱长细比计算

与目前的设计准则不同,将格构柱假定为超静定结构,可确定其长细比。解决格构楼屈曲问题一方面是利用大家就知的压杆长细比与临界荷载关系,另一方面,利用格构柱长细比与缀件刚度和缀材节点将格构柱肢件分成的节间段数的函数关系。得到的具有不同节间段数的格构柱长细比曲线相互间能区分,因此,不管节间段数为多少,修正长细比由缀件刚度唯一确定。通过相应于固定节间数的包络曲线,建立此关系。可根据格构柱的修正长细比,设计型钢格构柱。     

钢管混凝土平缀管格构柱极限承载力试验研究

进行24根缀板式钢管混凝土格构柱轴心受压和偏心受压试验。试验参数为长细比、偏心率、柱肢间距和缀管间距。对试件的受力全过程、破坏特性与极限承载力进行分析,讨论了缀管的受力特性和缀管构造对试件极限承载力的影响。试验结果表明,钢管混凝土平缀管格构柱中缀管以受弯为主、应变较大,缀条式格构柱中缀管以受轴力为主、应变较小;柱肢间距和缀管间距对试件承载能力有较大的影响;随着长细比增加,试件破坏特性从局部压屈变为整体破坏;长细比和偏心率两个参数对缀板式钢管混凝土格构柱极限承载力的影响基本上是独立的,可以采用分项系数相乘来考虑二者的共同影响;稳定系数与偏心率折减系数可以采用与缀条式格构柱相同的方法计算,但其剪切变形对极限承载力的影响要大于缀条式格构柱;给出了应用图表法的换算长细比计算方法。     

四肢钢管混凝土格构柱极限承载力试验研究

进行共计22根四肢钢管混凝土格构柱的极限承载力试验,试验参数为长细比和偏心率。介绍试验过程和试件的破坏形态,对试件的荷载-挠度曲线、极限承载力及组成构件的受力等进行了分析。试验结果表明,格构柱的柱肢以受压为主,缀管受力较小且处于弹性阶段。近载侧柱肢在试件进入非线性后紧箍效应开始发生作用且不断增大。格构柱破坏时有较明显的面内弯曲,属整体破坏。随着长细比和偏心率的增大,构件整体侧向挠度增大、极限承载力降低。长细比和偏心率对极限承载力的影响基本上是独立的,格构柱总体承载力的折减系数可采用分离的偏心率折减系数和长细比折减系数相乘来计算。研究结果表明,偏心率折减系数可采用与单圆管钢管混凝土偏压柱相似的公式计算;长细比折减系数计算中,换算长细比可应采用简化的放大系数法。     

四肢轴心受压格构柱设计优化

在双轴对称四肢缀板式格构柱的设计中,传统的方法在确定格构柱最经济的截面设计方案及其经济(最小)用钢量时,需要假定不同的长细比进行多次设计、比较,过程繁琐。文章推导了经济用钢量及其对应长细比(经济长细比)的近似计算公式,可方便快捷地计算经济长细比?,据此λ一次性确定最经济的设计方案,省去了繁琐重复的计算工作量;并结合具体实例,验证了这种方法的可行性,为格构柱的设计提供参考。     

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.     

普通螺栓连接缀条柱换算长细比探讨

通过虚功原理对螺栓连接缀条柱的换算长细比进行了分析,结果表明,现行GB 50017-2003钢结构设计规范中格构式柱换算长细比算法对于螺栓连接缀条柱不适用,同时补充了螺栓连接缀条柱换算长细比的计算方法,可供工程人员在计算螺栓连接缀条柱换算长细比时参考。     

开孔钢板连接L形截面方钢管混凝土组合异形柱换算长细比计算方法

应用GB 50017-2003《钢结构设计规范》中格构柱板条模型和缀条模型相叠加的方法,对开孔钢板连接L形方钢管混凝土组合异形柱换算长细比计算方法进行了推导。建立了与试验结果相吻合的有限元模型,并以长细比为变量,验证了换算长细比计算公式的正确性。     

双槽钢缀板柱绕虚轴的滞回性能试验研究

为研究双槽钢缀板柱绕虚轴的抗震性能,对6个双槽钢缀板柱足尺试件进行水平往复荷载试验研究,分析了单肢长细比、缀板线刚度、轴压比、加劲肋设置等因素对试件的承载力、破坏模式、耗能能力、变形能力及延性的影响。试验结果表明：按GB 50017—2017《钢结构设计标准》设计的双槽钢缀板柱在绕虚轴往复荷载作用下不能达到设计塑性受弯承载力,减小单肢长细比,可显著提高构件塑性抗弯承载力及初始刚度,当单肢长细比为20时,构件绕虚轴受弯承载力可达到规范相关要求;在满足规范要求的情况下,缀板及其连接焊缝未发生破坏,但提高缀板线刚度对构件绕虚轴的抗震性能影响较小;轴压比对构件抗震性能影响显著,随着轴压比增大,构件抗震性能降低;在构件塑性铰区设置加劲肋,可有效防止该区域板件的局部屈曲,提高构件的承载力、延性及耗能能力,缓解承载力及刚度退化,但塑性铰区转移至第二与第三块缀板间,试件破坏模式为单肢失稳。     

Investigation on slenderness ratios of built-up compression members

This study provides a direct experimental verification of the AISC slenderness ratio formulas for built-up compressive members. The comparison on various code-specified slenderness ratios or provisions, which used in the AISC-ASD, AISC-LRFD, AS-4100, and CSA S16-01, are presented. The 0.75 rule, which states that the slenderness ratio of component element of built-up member should not exceed three-fourths times the governing slenderness ratio of built-up member, seems justified according to the tests. The governing slenderness ratio of built-up member could be either the modified or the unmodified one — as specified in the AISC Specifications. The test results indicate that the built-up members with component slenderness ratio of 0.75 to 1.0 times the governing slenderness ratio (modified or unmodified) could also furnish a quite encouraging design outcome. The use of separation ratio (α) in built-up compression members results in the decrease of design strength when compared to one with no use of separation ratio.     

FRP-混凝土-钢双壁空心管长柱轴心受压试验

为研究FRP-混凝土-钢双壁空心管长柱的轴心受压性能，完成了3根长细比分别为1618、16．9和33．7的试件试验。试件为失稳破坏。试验结果表明，长细比增大，承载能力和变形能力下降。通过分析本文和有关文献的试验结果，提出了考虑长细比影响的双壁空心管长柱轴心受压承载力计算公式，计算结果与试验结果符合较好。     

新型卷边薄壁钢板组合截面柱的非线性有限元分析

为研究新型卷边钢板组合截面柱(PEC)构件受力性能,采用ABAQUS软件,建立有限元分析模型,对6个PEC柱试验试件进行有限元模拟研究,通过位移-荷载曲线和破坏模态的分析,得出PEC柱腹板厚度、PEC柱构件长细比、PEC柱构件加密区等设计参数对PEC柱受力性能的影响规律。结果表明:翼缘与腹板的厚度决定构件的破坏模态;构件高宽比影响试件的承载能力;加密区间距和长度一定程度上影响构件的整体性。     

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。     

Calculation of slenderness ratio for laced columns with serpentine and crosswise lattices

In contrast to the technique accepted in existing design specifications, a slenderness ratio for laced columns with serpentine or crosswise lattices is determined as a result of consideration of the laced column as a statically indeterminate structure. Recent results of solving the buckling problem for laced columns, on the one hand, and the well known relationship between the slenderness ratio of the compressed bar and its elastic critical force, on the other hand, enable representation of the slenderness ratio of the laced column as a function of the special lattice rigidity parameter and the number panels into which the lattice joints divide the column chords. The obtained curves of the slenderness ratio for columns with a different number of panels are slightly distinguished one from another. As a consequence the single dependence between the modified slenderness ratio of the column and the lattice rigidity parameter can be accepted for columns regardless of the number of panels. This dependence is constructed by enveloping at the top the curves corresponding to fixed numbers of panels. The obtained plots of the modified slenderness ratio for columns with serpentine and crosswise lattices can be applied in designing steel-laced columns.     

方中空夹层钢管混凝土偏心受压柱力学性能的研究

以长细比和偏心率为变化参数 ,共进行了十二个方中空夹层钢管混凝土偏心受压构件的试验研究。在确定组成方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 ,利用数值解法对方中空夹层钢管混凝土压弯构件的荷载 变形全过程关系进行了分析 ,理论分析结果与试验结果吻合较好。最后 ,提出了方中空夹层钢管混凝土压弯构件承载能力实用验算方法     

竹皮轴压箱形构件整体稳定性能试验研究

基于114个竹皮箱形截面柱进行了轴心受压试验,研究了0.35 mm与0.5 mm两种厚度规格竹皮制作的等边箱形截面柱在不同宽厚比下的整体稳定性能。基于试验结果,分析了竹皮箱形截面柱的失稳破坏形态和整体稳定系数。试验结果表明,箱形截面构件在受荷时同时存在局部失稳与整体弯曲失稳,其中,长细比小于临界长细比的构件在受压时以局部失稳为主,长细比大于临界长细比的构件以整体失稳为主。通过对试验数据分析拟合,计算了两种规格竹皮各3种宽厚比箱形截面构件的临界长细比值,提出了竹皮轴压箱形构件柱子曲线与承载力设计方法,为学生在结构设计竞赛中进行构件截面设计提供科学的理论依据和计算公式。     

焊接组合方钢管柱的结构性能

焊接方钢管由4块L型的薄钢板电弧焊而成。当被用于CFST柱的时候,在混凝土中心位置和钢管内设置加劲肋防止局部屈曲。由于钢管约束混凝土,提高了结构承载力。介绍了如何制作焊接组合方钢管柱,并计算焊接组合方钢管和CFST柱的结构承载力。制作了15个采用不同钢管形式(焊接组合方钢管和一般钢管)、不同宽厚比(B/t=50,58,67)和不同混凝土强度(Fck=10,40MPa)的足尺试件用于试验,以确定焊接组合方钢管柱的拼接效能和结构优越性。