关于附加偏心距和P-δ效应的思考

偏心受拉、受压构件的受力性能和承载能力计算公式都有相似之处,但也存在不同。这些不同点在规范中并未给出很直接的说明。依据《混凝土结构设计规范》,对两类受力构件设计中涉及到的附加偏心距ea和P-δ效应进行了思考。     

混凝土偏拉构件临开裂受压区极限压应变研究

采用《钢筋混凝土结构设计规范》中规定的混凝土受压应力应变曲线和钢筋应力应变曲线,对混凝土强度小于C50的普通强度混凝土偏心受拉构件临开裂时的受力情况进行力学分析,得到了混凝土偏心受拉构件临开裂前受压区的极限压应变及变化规律。     

HRB600级钢筋矩形截面偏心受压柱对称配筋计算研究

通过对配置HRB600级钢筋混凝土偏心受压柱对称配筋进行研究,理论上计算了界限相对受压区高度ξb,且因HRB600级钢筋抗拉和抗压强度设计值不相等,故以现有《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)为基础,推导了对称配筋大小偏心受压的基本公式及偏心受压类型的判别公式,并给出其相应的截面设计计算方法.最后推导了HRB600级钢筋对应的N-M相关曲线计算公式,并比较分析了不同配筋率、不同强度等级钢筋的N-M相关曲线.研究结论可为后期《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)的修订提供参考,也可为600MPa级热轧带肋钢筋的推广提供理论依据.     

偏心受拉钢筋混凝土构件截面强度分析研究

根据平截面假定和《混凝土结构设计规范》(GBJ10 89)所规定的基本原则 ,考虑不同的受力情况 ,分别对钢筋混凝土偏心受拉构件正截面强度进行了分析。对按规范公式计算的结果与根据平截面假定计算的结果进行了比较 ,同时还分析了受拉区配筋率和受压区配筋率对钢筋混凝土偏心受拉构件正截面破坏形式和弯矩 -纵向拉力相关曲线的影响。结果表明 :增加受压区配筋率和受拉区配筋率均可增大m -n相关曲线所包围的面积 ,提高钢筋混凝土偏心受拉构件的承载能力。根据受压区配筋率、受拉区配筋率和纵向拉力位置的不同 ,钢筋混凝土偏心受拉构件的破坏形式也不同。对于小偏心和大偏心的适筋破坏形式 ,规范公式精度较好 ,但对超筋破坏形式 ,规范公式误差较大 ,且偏于不安全。     

FRP布环向约束矩形钢筋混凝土偏压柱的简化N_u-M_u曲线研究

建议了FRP(纤维增强塑料)布环向约束钢筋混凝土偏心受压柱的简化轴力-弯矩相关曲线(Nu-Mu曲线)的建立方法,参照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的正截面承载力计算基本假定,得到了简化Nu-Mu曲线的关键控制点,并通过相关试验结果验证了采用简化Nu-Mu曲线验算FRP布环向约束钢筋混凝土偏心受压柱承载力的合理性,并给出了利用简化Nu-Mu曲线进行FRP布环向约束加固钢筋混凝土偏心受压柱的设计流程以及设计建议。研究结果表明,通过该简化曲线可以较好地计算FRP布环向约束钢筋混凝土偏心受压柱的承载力,且计算过程简单,能够满足工程结构加固设计要求,为我国相关规范的修订提供有益参考。     

工程建设技术标准动态——偏心受拉钢筋混凝土构件截面强度分析研究

根据平截面假定和《混凝土结构设计规范》（GBJ10－89）所规定的基本原则，考虑不同的受力情况，分别对钢筋混凝土偏心受拉构件正截面强度进行了分析。对按规范公式计算的结果与根据平截面假定计算的结果进行了比较，同时还分析了受拉区配筋率和受压区配筋率对钢筋混凝土偏心受拉构件正截面破坏形式和弯矩－纵向拉力相关曲线的影响。结果表明：增加受压式配筋率和受拉区配筋率均可增大m-n相关曲线所包围的面积，提高钢筋混凝土偏心受拉构件的承载能力。根据受压区配筋率，受拉区配筋率和纵向拉力位置的不同，钢筋混凝土偏心受拉构件的破坏形式也不同。对于小偏心和大偏心的适筋破坏形式，规范公式精度较好，但对超筋破坏形式，规范公式误差较大，且偏于不安全。     

无侧移钢筋混凝土柱荷载-变形特性及非线性二阶效应

准确计算钢筋混凝土细长柱的附加变形,是分析柱承载力和二阶效应的基础。对于无侧移钢筋混凝土柱,由于荷载作用下柱各截面的非线性发展程度不同,各截面的刚度是不同的,为此将柱划分为多个微段,视单个微段为等刚度,建立微段的变形微分方程。根据微段间的变形协调条件得到微段间变形的关系式,解该关系式构成的非线性方程组,可得到规定荷载下柱的变形曲线和附加变形。在此基础上分析了轴力偏心距、柱长细比等对柱承载力和挠曲变形的影响。分析表明：轴力偏心距和长细比越大,柱承载力越小,挠曲变形越大。对按此方法计算的柱两端偏心距相等时附加变形 长细比曲线和柱两端偏心距不等时等效均布弯矩系数 端部弯矩比值曲线进行拟合,给出计算柱附加变形和等效均布弯矩系数的简化计算式,并与已有的试验结果进行了对比。对比表明,柱两端偏心距相等时附加变形简化计算式的计算结果好于我国GB 50010-2010规范公式的计算结果,柱两端偏心距不等时等效均布弯矩系数简化计算式考虑了偏心距的影响,计算结果好于采用我国规范GB 50010-2010和美国规范ACI 318-08的计算结果。     

偏心受压砌体构件偏心距计算的探讨

探讨了偏心受压砌体构件偏心距的计算问题,提出了改用由荷载设计值计算的偏心距来计算影响系数的建议和两种相应偏心距转换方法。为正在修订的《砌体结构设计规范（ＧＢＪ３－８８）》提出协调途径和具体改进方案,以供设计和规范修订人员参考。     

圆钢管再生混凝土长柱偏心受压承载性能试验研究

以偏心距为主要变化参数,对6个圆钢管再生混凝土长柱进行了偏心受压单调加载试验。通过试验观察了试件的破坏形态,分析了荷载-轴向位移曲线、荷载-纵向应变曲线以及延性,并研究了偏心距对试件承载力的影响。结果表明：圆钢管再生混凝土长柱在偏心荷载作用下,先后经历了弹性阶段、弹塑性阶段和承载力下降阶段,具有较好的延性,其破坏主要表现为钢管壁屈曲而导致试件整体失稳破坏;试件的承载力以及纵向变形随着偏心距的增加而降低;建议采用《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936—2014)和《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)进行圆钢管再生混凝土偏压长柱的承载力计算。     

HRB500级高强钢筋偏心受压截面对称配筋设计研究

通过对新GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中增加的HRB500级高强钢筋用于偏心受压构件时的截面对称配筋进行研究,得到HRB500级高强钢筋偏心受压构件大小偏心受压的判别条件,以及对应的截面配筋计算方法;同时,对HRB500级高强钢筋对应的Nu-Mu相关曲线进行讨论。本文研究结论为高强钢筋偏心受压构件对称配筋截面设计提供了具体判别条件和计算方法。     

反对称Pratt桁架中斜腹杆受压大偏心N形圆钢管节点静力性能试验研究

对反对称Pratt桁架中的斜腹杆受压大偏心N形圆钢管节点的静力性能进行了单调加载试验研究。实施了4个负向大偏心、4个正向大偏心和1个无偏心斜腹杆受压N形圆钢管节点静力试验。介绍了节点试验方案,考察了斜腹杆受压大偏心圆钢管节点破坏现象,给出了加载点荷载-端位移曲线、腹杆轴力-管壁变形曲线以及折算应变分布曲线,并分析了偏心率对节点承载力、刚度和延性的影响。研究结果表明：该节点可以作为理想铰接节点考虑;随着节点偏心率从 -1.30增大到0,节点承载力逐渐提高,当偏心率为0时达到最大;节点转变成正偏心,偏心率增大到0.50时,随着偏心率增大,试件承载力逐渐减小;之后随着偏心率继续增大,承载力又有略微增大;虽然两种规范（GB 50017-2003《钢结构设计规范》、欧洲Eurocode 3）计算均值与试验值比较接近,且GB 50017-2003计算均值更接近试验值,但两种规范计算承载力的变化趋势均与试验结果不符。     

超高强混凝土型钢组合长柱静力性能试验研究

为解决目前规范中缺乏超高强混凝土型钢组合柱设计方法和静力受压试验研究不够深入的问题,开展了5个轴心受压和4个偏心受压的立方体抗压强度为120 MPa超高强混凝土型钢长柱的静力试验,通过考察其破坏形态、轴力-挠度曲线、轴力-竖向位移曲线和轴力-应变曲线,研究了长细比、相对偏心距和箍筋间距对其静力性能的影响.试验结果表明:...     

再生混凝土柱受压性能试验研究

通过对12根不同再生骨料取代率配置500 MPa级钢筋的混凝土柱受力性能进行试验,分析再生混凝土柱的受压构件破坏形态、构件侧向挠度曲线、混凝土应变、钢筋应变等特征。将试验结果与按规范确定的承载力进行对比。研究结果表明,再生混凝土柱的破坏过程、形态、跨中侧向挠度曲线、混凝土应变、钢筋应变与普通混凝土区别不明显,取代率对柱的承载力影响不大。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定计算的受压承载力与试验结果符合良好,500 MPa级钢筋在再生混凝土柱中与混凝土协同工作性能较好,其抗拉强度和抗压强度均能得到充分发挥。在受压承载力计算中,500 MPa级钢筋的抗拉和抗压强度的设计值按GB 50010—2010规定取值均有较大安全储备。     

腹板加劲冷弯薄壁拼合H形钢压弯构件畸变性能试验研究

为研究偏心荷载作用下拼合构件的畸变屈曲性能,并评估现行中美规范计算方法适用性,对22个腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱进行受压性能试验,得到了不同柱长、不同开孔位置及个数、不同偏心距以及绕强轴和弱轴弯曲方向的拼合构件的破坏模式和承载力。试验结果表明：所有腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱均发生了畸变屈曲或以畸变为主的相关屈曲,畸变半波的分布受孔洞和加劲的影响;绕强轴和绕弱轴偏心方向及偏心距大小对承载力有显著影响。基于现行中美规范计算方法对腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱承载力进行研究,结果表明：计算绕强轴压弯承载力时,按GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、JGJ/T 421—2018《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》以及美国NAS100-16的承载力公式计算结果均偏于安全;计算绕弱轴压弯承载力时,试验结果与按GB 50018—2002和美国NAS100-16的承载力公式计算结果的比值平均值为1.16、1.15,偏于安全且较为合理,与按JGJ/T 421—2018的计算结果的比值平均值为1.66,较为保守,建议拼合构件的双肢可靠连接时,按拼合整体截...     

Experimental investigation on distortional performance of cold-formed steel built-up channel columns with web stiffeners under eccentric compression

为研究偏心荷载作用下拼合构件的畸变屈曲性能，并评估现行中美规范计算方法适用性，对22个腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱进行受压性能试验，得到了不同柱长、不同开孔位置及个数、不同偏心距以及绕强轴和弱轴弯曲方向的拼合构件的破坏模式和承载力。试验结果表明：所有腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱均发生了畸变屈曲或以畸变为主的相关屈曲，畸变半波的分布受孔洞和加劲的影响；绕强轴和绕弱轴偏心方向及偏心距大小对承载力有显著影响。基于现行中美规范计算方法对腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱承载力进行研究，结果表明：计算绕强轴压弯承载力时，按GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、JGJ/T 421—2018《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》以及美国NAS100-16的承载力公式计算结果均偏于安全；计算绕弱轴压弯承载力时，试验结果与按GB 50018—2002和美国NAS100-16的承载力公式计算结果的比值平均值为1.16、1.15，偏于安全且较为合理，与按JGJ/T 421—2018的计算结果的比值平均值为1.66，较为保守，建议拼合构件的双肢可靠连接时，按拼合整体截面计算绕弱轴稳定承载力。     

偏心受拉钢筋混凝土剪力墙受剪性能试验研究

对4个偏心受拉钢筋混凝土剪力墙试件进行了静力试验研究,研究发现：对于小剪跨比试件,轴拉力可以改善试件延性,同时降低剪力墙的受剪承载力和侧向刚度;提高剪力墙中的竖向分布钢筋配筋率可提高偏心受拉剪力墙的斜截面受剪承载力。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算公式可满足工程设计安全要求,但是该公式中未考虑竖向分布钢筋的贡献,对于竖向分布钢筋配筋率较高的剪力墙计算结果偏保守。提出了考虑竖向分布钢筋贡献的偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算式,同时,提出了偏心受拉剪力墙的设计建议,以期为实际工程设计提供参考。     

钢骨-方钢管高强混凝土组合柱小偏心受压力学性能

为研究钢骨-方钢管高强混凝土组合柱小偏心受压力学性能,采用有限元软件ABAQUS对钢骨-方钢管高强混凝土组合柱小偏心受压试件进行非线性有限元分析,研究了长细比、偏心率、配骨指标和加载方向这些参数对组合柱小偏心受压力学性能的影响。通过回归分析提出小偏心受压承载力简化计算公式,并将简化公式计算结果与试验结果及有限元（FEM）计算结果进行对比。结果表明:长细比、偏心率对组合柱小偏心受压承载力影响较显著;配骨指标的增大能提高组合柱的延性;加载方向对承载力影响很小;简化公式计算结果与试验结果及有限元计算结果吻合良好。     

空间分析程序中钢筋砼柱构件的合理配筋方法

针对目前结构设计计算机程序中钢筋砼柱的对称配筋计算问题,结合典型算例,对现行规范给出的轴压,单向偏压和双向偏压计算公式的不统一问题进行了分析。在现行规范计算理论的基础上提出了一种钢筋砼矩形截面柱对称配筋计算的合理方法。     

K形管板节点板稳定承载力研究

《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)附录F中介绍了桁架节点板在斜腹杆压力作用下的稳定计算,假定受压区节点板分成三个区同时受压,把各个区当成轴心受压构件分别计算其稳定性,但只考虑了腹杆轴力的影响,没有考虑腹杆弯矩的影响。实际上,腹杆弯矩的存在会导致三个区中边上的两个区分别承受压应力和拉应力。因此,在对平面K形管板节点的节点板稳定承载力进行分析时,考虑了腹杆轴力与弯矩的共同作用,并假定受压区节点板分成三个区同时承受外力,把受压区当成轴心受压构件计算其稳定性,提出了平面K形管板节点在斜腹杆压力作用下节点板的稳定承载力计算公式。最后,与按照小挠度理论推导的稳定承载力计算公式进行了对比,得到《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)中节点板稳定承载力的结果偏于安全的结论。     

钢筋混凝土矩形柱外包CFRP的轴压比限值分析

钢筋混凝土矩形柱外包碳纤维后,其强度和延性均得到提高,但随着偏心距的增大,强度提高幅度逐渐降低,而延性仍较高。本文基于混凝土偏心受压外包CFRP后的受力特性,给出柱截面受压区对应的应力-应变关系,推导出钢筋混凝土矩形柱外包CFRP后的轴压比限值计算公式,文中还给出了工程算例。该方法可以作为轴压比不满足现行规范要求的混凝土柱外包CFRP加固设计参考。