多边形空心钢管混凝土轴压短柱非线性分析

介绍了离心法生产的空心钢管混凝土构件轴心受压时的工作性能.工作性能是随着套箍系数和空心率的变化而变化,呈系列化和连续性.符合统一理论的推断.进行了圆形,方形和多边形轴压短柱的试验,试验结果与计算结果吻合很好.同时导出轴心受压时的强度设计公式,该公式对各种多边形截面和方形截面都适用,使用方便,设计简单.

空心钢管混凝土综述

空心钢管混凝土综述 (2)

进行了11根圆形和正方形截面的空心钢管混凝土轴心受压长柱试验,研究了空心率、长细比和截面形式对空心钢管混凝土长柱承载力性能的影响,并对空心钢管混凝土轴压长柱的破坏形态进行了分析。分析结果表明,空心钢管混凝土长柱的破坏形态接近于空钢管长柱。同时在前人所做的轴压长柱试验数据基础上,进行了《薄壁离心钢管混凝土结构技术规程》(dl/t5030-1996)与给出的空心钢管混凝土轴压长柱承载力计算公式的对比,表明给出的公式与试验结果吻合较好,说明使用该公式计算轴压长柱承载力是可行的。

进行了55根各种截面的空心钢管混凝土轴心受压短柱试验,研究了不同截面参数情况下,空心钢管混凝土轴压短柱承载力性能变化,研究了空心率对平均应力与纵向应变性能的影响。研究结果表明:圆形截面试件的承载力高于其他类型截面的试件,试件空心率越小,试件的承载力越高,轴压曲线的弹塑性阶段越长,同时曲线的下降段越趋平缓,随着空心率的变化,短柱的轴压曲线呈系列化,上述结果体现了空心钢管混凝土结构的连续性。同时根据试验结果验证了空心钢管混凝土轴压短柱组合强度标准值的计算公式,计算值与试验值相比吻合良好,说明使用该公式计算空心钢管混凝土轴心受压短柱的承载力是可行的。

目前关于钢管混凝土轴压承载力的计算理论和方法很多,其中分别有针对实心或空心截面、圆形或方形及多边形的。按"统一理论"的思想,不论截面是实心或空心,圆形或多边形,它们的性质应该是统一且连续的,那么计算公式也应该是完全统一且连续的,而现有的计算方法多针对其中部分截面形式或有不连续的情况。基于此推论,本文在基于厚壁圆筒理论建立的圆形实空心钢管混凝土承载力统一计算公式的基础上,将其进一步扩展到多边形截面上,最终得到可以同时适用于实心和空心,圆形和多边形的轴压承载力统一计算公式。

第３１卷第２期 ２　０　１　３年２月 水　电　能　源　科　学 ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ｐｏｗｅｒ ｖｏｌ．３１ｎｏ．２ ｆｅｂ．２　０　１　３ 文章编号：１０００－７７０９（２０１３）０２－０１１６－０４ 空心钢管混凝土组合柱抗震性能研究 吴军中１，张燎军１，张晓莉２ （１．河海大学水利水电学院，江苏南京２１００９８；２．中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，陕西西安７１００６５） 摘要：为研究水电站厂房空心钢管混凝土组合柱抗震性能，以新疆某水电站钢管混凝土厂房组合柱结构构造 形式为例，应用有限元软件ａｄｉｎａ建立了矩形实心及空心钢管混凝土厂房组合柱结构三维有限元模型，探 讨了自振特性，并通过时程分析方法研究不同空心率模型在地震动输入情况下钢管和内部核心混凝土的动 应力、动位移响应。结果表明，矩形空心钢管混凝土组合柱比实

第３１卷第２期 ２　０　１　３年２月 水　电　能　源　科　学 ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ｐｏｗｅｒ ｖｏｌ．３１ｎｏ．２ ｆｅｂ．２　０　１　３ 文章编号：１０００－７７０９（２０１３）０２－０１１６－０４ 空心钢管混凝土组合柱抗震性能研究 吴军中１，张燎军１，张晓莉２ （１．河海大学水利水电学院，江苏南京２１００９８；２．中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，陕西西安７１００６５） 摘要：为研究水电站厂房空心钢管混凝土组合柱抗震性能，以新疆某水电站钢管混凝土厂房组合柱结构构造 形式为例，应用有限元软件ａｄｉｎａ建立了矩形实心及空心钢管混凝土厂房组合柱结构三维有限元模型，探 讨了自振特性，并通过时程分析方法研究不同空心率模型在地震动输入情况下钢管和内部核心混凝土的动 应力、动位移响应。结果表明，矩形空心钢管混凝土组合柱比实

结构在遭受意外荷载作用下的抗倒塌能力是目前工程师比较关心的问题,而柱子作为重要的受力构件,其安全性将直接关系到整个结构的安全,汽车撞击是一种常见的意外作用,研究柱构件在汽车撞击作用下的耐撞性具有一定的实际意义。本文首先采用有限元方法对实心和空心钢管混凝土构件在侧向落锤冲击作用下的试验进行模拟及验证。在此基础上,针对实心和空心钢管混凝土柱在汽车撞击作用下的响应做了全程的仿真计算,并对冲击力的特点及构件的破坏情况进行了分析,得出了汽车撞击荷载及构件的耐撞性随着空心率变化的规律,并给出汽车冲击力的计算方法。

实空心钢管混凝土柱在汽车撞击下的性能研究

将复式钢管混凝土空心柱分成混凝土、内钢管和外钢管三部分,将其作为拟平面轴对称问题进行分析,考虑混凝土和内、外钢管的径向位移、纵向应变协调,建立了复式钢管混凝土空心柱抗压刚度计算公式,并得到了复式空心钢管混凝土柱在轴力作用下的应力分配比。同时分析了核心混凝土泊松比、内钢管泊松比、外钢管泊松比、内钢管壁厚、外钢管壁厚对复式空心钢管混凝土柱的抗压钢管和应力分配比的影响,得到了复式空心钢管混凝土柱轴压应力不是按弹性模量比分配、内外层钢管壁厚和泊松比对彼此无显著影响等结论。

文章以某纯钢结构工业厂房为研究对象,根据钢管混凝土统一理论的指导,运用经作者修正后的钢管混凝土轴压承载力强度设计公式,设计采用空心钢管混凝土柱的工业厂房,在等效刚度条件下与纯钢柱厂房进行对比分析,考察结构抗震性能的重要参数,并比较经济效益.结果表明,在等效刚度条件下,空心钢管混凝土柱厂房比纯钢结构柱厂房柱顶位移更小,柱底反力更大;空心钢管混凝土柱厂房能节约6%费用.

文章以某纯钢结构工业厂房为研究对象,根据钢管混凝土统一理论的指导,运用经作者修正后的钢管混凝土轴压承载力强度设计公式,设计采用空心钢管混凝土柱的工业厂房,在等效刚度条件下与纯钢柱厂房进行对比分析,考察结构抗震性能的重要参数,并比较经济效益.结果表明,在等效刚度条件下,空心钢管混凝土柱厂房比纯钢结构柱厂房柱顶位移更小,柱底反力更大;空心钢管混凝土柱厂房能节约6%费用.

不锈钢管混凝土是一种新型组合结构,在土木工程领域有很大的应用空间。采用abaqus软件,建立3维非线性有限元模型,考虑了材料非线性、钢材的应力强化及初始几何缺陷。根据荷载-位移曲线和极限承载力结果可知,试验与有限元结果吻合较好。通过数值计算结果,对不锈钢组合柱与碳素钢组合柱进行比较。最后提出简化模型,用以计算不锈钢管混凝土方形柱的极限承载力。

介绍了空心钢管混凝土构件的承载力计算方法，通过对某工业厂房分别建立型钢和空心钢管混凝土的有限元分析模型,对比分析了不同结构的抗震性能及经济性，结果表明，空心钢管混凝土具有良好的抗震性能，且能够节约建造成本。

空心钢管混凝土结构在我国的发展_钟善桐

为研究空心钢管混凝土柱中混凝土脱落对结构受力特性的影响,以空心率和轴压比为主要变化参数,共设计了14根空心钢管混凝土侧推试件,包括轴压,偏压和侧推试件,借助摄像功能进行了空心钢管混凝土内部混凝土脱落试验研究。对比分析各试件的破坏特征和荷载-位移骨架曲线,研究了各影响参数对混凝土脱落的影响。试验结果表明:极限荷载时,试件在侧推力作用下易发生脱落,轴压和偏压情况下不考虑混凝土脱落;在侧推力作用下试件中混凝土的脱落对空心钢管混凝土柱的承载能力有影响,空心率和轴压比越大,试件内部混凝土脱落侧推承载力越低。

利用perzyna提出的三向应力状态下的弹—黏塑性本构模型,通过引入双剪统一强度理论,对空心圆钢管混凝土轴压短柱的核心混凝土进行了弹—黏塑性承载力分析,提出了空心圆钢管混凝土轴压短柱的极限承载力计算公式,与文献资料的试验结果作了比较,验证了理论公式的正确性。分析了混凝土的黏性、混凝土的拉压强度比以及中间主应力对圆钢管混凝土柱承载力的影响,该结果可为钢管混凝土柱的承载力分析计算提供了一定的理论依据。

关于实心钢管混凝土的耐火性能已有大量的实验研究,而空心钢管混凝土的耐火实验目前还非常少见。针对这一不足,对空心钢管混凝土进行了耐火实验研究,其中考虑了不同的空心率,并对中空注水对构件耐火性能的影响也进行了实验研究。实验结果表明:在相同的荷栽比下,构件的耐火时间随空心率先增大后减小。当空心率较小时,中空注水对构件耐火时间的提高作用不明显;当空心率较大时,注水对耐火时间的提高才体现出来。

基于统一强度理论,借助钢管混凝土轴压短柱极限承载力计算公式的推导,得出了极限状态时钢管和混凝土之间的侧压力,提出了界限套箍系数的概念,并给出界限套箍系数的计算公式,同时分析了不同套箍系数时钢管的三向应力和钢管混凝土短柱的轴压应力-应变曲线出现不同发展趋势的原因,且理论分析得出的结论与相关文献的试验结果一致,说明分析过程的合理性;最后对影响因素进行了分析,根据分析结果提出了实用建议,并发现相关参考文献的界限套箍系数为该研究结果的特例。

在对圆形和方形钢管混凝土柱的研究过程中,考虑了中间主应力,推导出圆空心钢管混凝土轴心受压构件承载力的计算式,并推广到方空心钢管混凝土,得到了统一的承载力公式,与文献资料的试验数据进行了对比,结果吻合良好,验证了统一强度理论对空心钢管混凝土柱的理论计算的适用性,为工程设计提供了理论依据。

基于统一强度理论的空心钢管混凝土柱承载力公式——在对圆形和方形钢管混凝土柱的研究过程中，考虑了中间主应力，推导出圆空心钢管混凝土轴心受压构件承载力的计算式，并推广到方空心钢管混凝土，得到了统一的承载力公式，与文献资料的试验数据进行了对比，结果...