《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——矩形钢管混凝土柱

截面高宽比h/b大于2.0的矩形钢管混凝土柱具有较好的外观优势，能避免室内出现凸柱现象，随着实际应用日渐增多，对其的研究也越发深入。根据《隐式钢管混凝土结构技术规程》(T/CECS 951—2021)和《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS 159:2004)两本规范给出的条文对构件的计算结果及构造要求进行了对比。计算对比包括截面塑性发展能力、单向压弯荷载作用下的截面强度及单向压弯荷载作用下的平面内稳定承载力等三个方面。计算结果将再与多组实际试验结果进行对比，根据两者计算偏差判断规范公式的合理性。构造方面主要对比截面尺寸、长细比、宽厚比、轴压比及强柱弱梁验算公式和免除强柱弱梁验算的条件。结果表明，相比于CECS 159:2004,T/CECS 951—2021更接近实际试验结果，计算公式更合理，构造要求规定更全面。     

多层钢结构框架钢柱长细比设计探讨

随着社会经济的不断发展,建筑向高层化、艺术化、功能化发展。在建筑设计中,钢结构因抗震性能优良、结构承载力高及施工速度快等优势,在多层、高层与超高层建筑中获得广泛应用。然而在进行钢结构框架设计工作时,为满足设计效果,建筑设计师经常会对钢柱取尽可能小的截面,但钢柱截面较小,经常会引起钢柱长细比难以符合建筑框架设计的规范要求。在本文中,通过对多层钢结构框架钢柱长细比要求的分析,结合实际案例,对多层钢结构框架钢柱长细比设计工作进行了分析与探讨。     

钢构件容许长细比刍议

对3种情况的钢构件容许长细比进行分析,指出把容许长细比和与荷载有关的计算长细比挂钩不合理。建议不对一般钢框架柱设定长细比限值。抗震设防的框架柱的容许长细比性质和非抗震设防者不同,不能贸然删除。但单阶柱上段的计算长细比不宜作为容许长细比的衡量对象。桁架受拉弦杆承担对受压腹杆的端部提供侧向支承的任务,其长细比应满足必要的要求,设计规范中的有关规定需要加以修改。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——钢结构抗震性能化设计

结构抗震设计的目标是小震不坏、中震可修、大震不倒,中震下结构进入弹塑性阶段,弹塑性阶段结构的地震力如何求得,是亟需解决的问题。根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了精细化延性抗震设计理论,影响结构性能系数R取值的各种因素,结构延性系数与构件宽厚比的关系。介绍了采用《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)进行抗震性能化设计的流程,及性能系数最小值的确定依据。最后对我国《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)在抗震性能化设计流程、性能系数的取值、构件宽厚比限值等方面提出了建议。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——钢支撑北大核心CSCD

根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了人字支撑、交叉支撑以及框架-支撑结构在不同层间侧移角、不同支撑长细比下的抗侧力性能。介绍了我国《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)关于受压支撑剩余承载力系数、竖向不平衡力折减系数的确定依据。阐述了框架-支撑结构中框架抗侧承载力不小于25%的原因。最后介绍了《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)关于支撑系统中弱支撑强框架设计理念的实现方法,并对人字支撑系统中横梁的轴力计算公式提出了改进建议。     

FRP管-混凝土-钢管组合柱的界限长细比

基于数值分析方法对不同长度的FRP管-混凝土-钢管组合柱的正截面受压性能进行了分析.对影响该组合柱的长短柱界限长细比(简称界限长细比)的因素进行了参数分析,包括组合柱两端的偏心距比值、偏心距绝对值,截面空心率,钢管的径厚比、屈服强度,FRP管的径厚比、轴向-环向弹性模量比、环向断裂应变比,混凝土纯弯-轴压极限应变比,约束混凝土强度比,提出了可用于计算组合柱界限长细比的设计公式.与分析程序的结果相比,设计公式具有足够精度且趋于保守.     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——弯矩调幅法

《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)对钢梁采用弯矩调幅法的设计要点进行了详细规定,但弯矩调幅法的实际应用依然不多。根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了钢结构采用弯矩调幅法的应用意义、理论背景、适用条件和构造要求等。以期介绍的相关内容能够促进弯矩调幅法在钢结构设计中的应用。     

长细比对方钢管混凝土柱受力性能的影响

以基本试件(BASE)为基础设计3个不同长细比的ZG试件并进行非线性有限元分析,采用在钢管和混凝土之间加入粘接单元的方法。分析得知:柱长细比是方钢管混凝土柱设计的主要影响因素。柱长细比越大,柱承载力越低,因此长细比可适当减小。此外,在方钢管的底部和底角部存在应力集中现象,应力集中区域大约在柱高1/3范围内。对方钢管的底部应加大刚度,柱底角部应加强施焊。混凝土压碎破坏多发生在柱底部,因此在管内混凝土的施工过程中,要保证混凝土柱底浇筑密实。     

关于钢结构抗震设计中轴心受压支撑长细比问题的讨论

在简要阐述钢结构稳定理论的基础上,结合有关规范和试验资料,讨论钢结构抗震设计时轴心受压支撑构件的长细比限值及抗震承载力验算时不同钢种的长细比修正问题,指出在弹性屈曲范围的长细比不应进行钢号修正。     

大长细比钢管混凝土轴心受压柱承载力的试验研究

进行了12个钢管混凝土和4个空铜管轴心受压构件的试验研究．研究结果表明,由于填充了混凝土,可以有效地延缓钢管的局部屈曲,从而使钢管混凝土长柱具有较高的承载力．通过试验结果表明,对于长细比为130～155的钢管混凝土柱,《钢-混凝土组合结构设计规程》（DL5058／T）中有关承载力计算公式的计算结果与实测结果相比偏于保守,浇灌混凝土以后,钢管混凝土构件的承载力较空钢管可提高30％左右．     

L形截面方钢管组合异形柱的长细比计算

方钢管组合异形柱是一种新型的异形柱形式。针对L形截面的方钢管组合异形柱,对其长细比计算公式进行了推导,并采用通用有限元程序ANSYS验证了长细比计算公式的正确性。     

支撑长细比对人字形中心支撑钢框架结构影响系数的影响

为考察支撑长细比对中心支撑钢框架结构影响系数的影响,设计支撑长细比不同的4个人字形中心支撑钢框架并通过增量动力分析计算其结构影响系数。结果表明,对于按照我国规范设计的普通中心支撑钢框架,随着支撑长细比的增加,结构影响系数R逐渐减小;而对于欧美规范中的特殊中心支撑钢框架则并非如此。     

高耸长细型钢结构安装柔度及垂直度控制

柔度控制及垂直度控制一直是钢结构安装的主要难题,对于独立柱形式的高耸长细型钢结构来说,其精度控制难度更大,本文通过工程实例介绍其成功的施工经验,供同行参考。     

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。     

大长细比钢筋混凝土细长柱承载力试验研究

通过对8根长细比为20~25的钢筋混凝土细长柱极限承载能力试验,研究了在大长细比区域柱子的长细比、配筋率、混凝土强度等对钢筋混凝土细长柱的极限承载能力及破坏形态的影响。试验结果表明,在大长细比区域,长细比的增加对构件的极限承载力降低效应更加显著;当长细比达到25后,宜采用模型柱法进行设计,偏心距增大系数法设计所增加的纵筋配筋率对提高构件极限承载力的作用不大;但混凝土的强度等级仍然对试件的承载力及破坏形态有较大影响,当混凝土强度接近或大于C60时,即使是长细比为25的构件也可能发生失稳破坏。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——钢柱脚

根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了钢柱脚的轴力传力机制以及外包式钢柱脚的弯矩传力机制。对于外包式钢柱脚,指出规范关于外包混凝土最小高度要求的实质,提出了钢柱传递至外包混凝土的轴力、界面抗剪、外包混凝土的抗冲切等计算公式,并对《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—2015)关于外包式钢柱脚极限受剪承载力的计算公式提出了改进建议。现行规范关于钢柱下混凝土的局部受压计算,偏不安全,提出了基于壁板以及钢柱整体的混凝土局部受压计算方法。     

钢网壳结构杆件计算长度及容许长细比的确定

对杆件稳定计算中的两个重要因素——杆件计算长度和容许长细比进行分析研究,提出杆件计算长度的近似计算方法,并给出网壳结构杆件在壳体曲面内及曲面法线方向的计算长度系数的取值和容许长细比数值,供设计人员采用.     

钢管混凝土柱临界长细比的比较分析

根据目前有代表性的三种钢管混凝土结构设计规范，计算分析了三种规范中关于短柱破坏与长柱破坏之间临界．长细比的大小，并做了进一步的比较分析，给出了一些对工程有意义的结论。     

不等截面三肢格构式钢管混凝土柱的换算长细比计算

根据弹性稳定理论,同时考虑弯矩和剪力对结构临界荷载的影响,推导了不等截面三肢格构式钢管混凝土柱的换算长细比,并进行了适当的简化,可供工程设计人员参考。     

冷弯箱形组合截面长细比的计算

根据AISIS100-2007规范D1.2对由2种截面组成的受压构件(其屈曲模式与连接处剪力大小有关)的有关规定,其抗压承载力必然降低,应用修正长细比(KL/r)m替代原长细比KL/r。修正长细比考虑了连接焊缝间距及组件最小回转半径的影响。基于D1.2截面规定,必须确定焊接箱形组合构件承载力的降低程度。进行了48组试验,研究不同焊缝间距下(100～900mm),刚性及柔性端约束时,由2个C形截面组成的箱形截面受压构件的性能。试件长度为900mm,截面尺寸为100mm×100mm。其中24个试件厚度为1.5mm,其余试件厚度均为2.0mm。试验表明:除焊缝间距为900mm及柔性端约束条件下,极限抗压承载力总体上都没有降低,AISIS100-2007中考虑的极限承载力降低不适用于这些杆件。