基于ANSYS圆钢管混凝土轴压短柱极限承载力分析

列举了国内外规范中圆钢管混凝土短柱轴压承载力的设计公式,分别从适用范围、套箍约束作用和公式的理论基础等角度,分析其差异性,并通过具体试验算例进行对比研究.研究结果表明,不同国家规范中的表达式与关键参数都有明显的差异,且通过比较可知国外规范中的计算结果相比于试验结果都偏于保守,中国的3部规范与其他国家的规范相比试验结果更加吻合.

为了研究钢管活性粉末混凝土(钢管rpc)柱轴心受压力学特性,采用全截面受压方法进行了圆钢管rpc短柱轴心受压试验,测试了其在荷载作用下的变形、应变情况.试验结果表明,在荷载达到极限承载力时,钢管prc短柱的变形主要处于弹性阶段,当承载力下降到极限承载力的80%～90%后趋于平缓,在总结相关试验资料的基础上,参照cecs104:99中钢管高强混凝土极限承载力公式,提出了钢管rpc短柱的极限承载力计算经验公式.为了便于工程应用,把公式中的混凝土强度及其对应的系数α进行了扩展,采用扩展后的系数α对试验数据重新进行了计算,计算结果与试验数据符合良好,能满足工程应用.

在统一强度理论的基础上,对圆钢管约束型钢混凝土短柱的轴心受力性能进行理论分析;采用厚壁圆筒统一强度理论计算钢管对核心型钢混凝土的约束应力,推导出圆钢管约束型钢混凝土短柱的轴压承载力公式;并对影响因素进行分析。将公式的计算结果与文献试验结果进行比较,结果吻合较好,说明统一强度理论对于圆钢管约束型钢混凝土轴压短柱的理论计算有很好的适用性,可为圆钢管约束型钢混凝土柱的分析计算提供一定的理论依据。

为了深入研究钢管高强混凝土轴压短柱破坏模式与破坏机理,提出适合钢管高强混凝土轴压短柱极限承载力计算方法,针对圆钢管高强混凝土轴压短柱大都发生剪切破坏这一典型现象,引入莫尔-库仑强度理论,从理论上分析其发生剪切破坏的原因和受力机理,并从剪切破坏的角度提出了钢管高强混凝土轴压短柱承载力计算方法。利用基于圆钢管高强混凝土轴压短柱试验研究和有限元分析回归得到的处于复杂应力场中的钢管纵向应力σv-纵向应变ε关系曲线和钢管横向应力σh-纵向应变ε关系曲线的数学表达式,得到了钢管高强混凝土轴压短柱承载力包络线的简化计算方法,简化计算曲线与试验曲线吻合良好,可用于分析钢管高强混凝土轴压短柱的受剪承载力。

基于双剪统一强度理论,充分考虑了中间主应力,即钢管和核心混凝土之间的相互作用力(紧箍力)的影响,推导出了钢管混凝土轴心受压短柱的承载力公式。该公式不仅考虑了紧箍力对混凝土的约束作用,而且考虑了紧箍力对钢管的环向张拉作用,并对其侧压系数和材料强度参数的取值做了分析探讨,最后将计算结果与文献资料的试验数据进行了对比。结果表明:双剪统一强度理论对钢管混凝土构件的研究有很好的适用性;考虑紧箍力对钢管承载力的影响是非常有必要的;该研究为钢管混凝土结构的优化设计提供了可靠的理论依据。

基于双剪统一强度理论,分析了钢管以及处于三向受压的核心混凝土的受力状态,建立了内配双圆钢管的钢骨混凝土短柱的轴压极限承载力计算公式,并对影响因素进行了分析。将公式计算结果与相应文献试验结果对比,吻合良好;同时将该公式应用于工程实例,并将其计算结果、相应文献公式计算结果与有限元模拟结果进行对比后发现该公式计算结果吻合度较好。

采用统一强度理论,对方钢管混凝土短柱的核心混凝土有效约束区和非有效约束区进行受力分析,通过方钢管的宽厚比对方钢管与核心混凝土间的约束效应进行控制,提出了方钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算公式,并对其影响因素进行了分析。然后将其推广到不同截面形式的钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算中,将计算值与试验值进行对比,验证了公式的合理性。该研究为钢管混凝土短柱承载力的研究提供了一定的理论依据。

参照普通混凝土配合比设计方法,按照再生粗骨料掺入量0、25%、50%、75%和100%制作了长径比为4.0、径厚比为20.75的共五组15个试件,进行轴心受压试验,研究不同再生粗骨料取代率对圆钢管再生混凝土短柱承载能力的影响。结果表明:钢管再生混凝土柱的轴压破坏形态与钢管普通混凝土柱相似,钢管再生混凝土柱的实测弹性极限荷载比钢管普通混凝土柱低,且随再生粗骨料取代率的增加而降低,和再生粗骨料取代率成反比关系。在掺入量合适的情况下,圆钢管再生混凝土柱应用实际是可行的。

钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料的相互作用,充分发挥两种材料的力学性能,而钢管混凝土核心柱利用外包混凝土解决了钢管裸露在外带来的种种问题。详细推导了普通箍筋约束钢管混凝土核心柱和螺旋箍筋约束钢管混凝土核心柱两种外包混凝土截面类型钢管混凝土柱的极限承载力计算公式,为该类构件的进一步研究做了一定的基础性工作,同时,还对该类构件存在的若干问题进行了初步探讨。

采用大型通用有限元软件ansys对钢管混凝土短柱的轴压全过程进行了数值模拟,得到构件轴向受压的荷载—应变关系,并与已有文献中的试验结果进行了比较,结果表明,ansys的计算结果与试验结果基本吻合,指出利用有限元软件分析钢管混凝土构件的可行性和可信性。

cfrp-钢管混凝土轴压短柱承载力分析 笫23卷第1期vo1.23no.1 2006年1月jan.2006 工程 eng眦ering 力学 mechanics149 文章编号:1000.4750(2006)01.0149.05 cfrp一钢管混凝土轴压短柱承载力分析 顾威,赵颖华,尚东伟2 (1.大连海事大学交通工程与物流学院,大连116026:2.沈阳市建筑研究院,沈阳 110016) 摘要:对cfrp.钢管混凝土轴压短柱这种新型构件的受力性能进行了理论分析,提 出了此类构件承载力计算的 基本假定;采用极限平衡法,推导出钢管屈服时构件承载力和碳纤维片拉断时构件 极限承载力的解析计算式;对 8根cfrp-钢管混凝土轴压短柱和4根钢管混凝土柱的极限承载力进行试验研究, 并将解析分析结果与实验数据 比较,证明了提出的解析计算式的正确性

http://www.***.*** -1- 圆钢管混凝土轴压中长柱承载力研究1 丁发兴*，余志武 (中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075) *e-mail:dinfaxin@mail.csu.edu.cn 摘要：本文建立了圆钢管混凝土轴压中长柱承载力实用计算公式。首先应用模型柱法，对 钢管混凝土轴压中长柱荷载-变形曲线进行全过程分析，得到了钢管混凝土轴压中长柱承载 力的数值解法；其次，根据切线模量法推导了钢管混凝土轴压中长柱稳定承载力计算公式， 与模型柱法计算结果相比，模型柱法偏于安全；再次，基于模型柱法，探讨了构件长细比、 混凝土强度等级、含钢率和钢材屈服强度对钢管混凝土轴压中长柱承载力稳定系数的影响， 并在修正切线模量法推导的计算公式的基础上，建立了钢管混凝土轴压中长柱承载力实用计 算公式，得到了国内外216根钢管混凝土轴压中长柱承载力有

以电力构架中常用的圆钢管杆件为研究对象,采用有限元计算和试验数据建立的回归模型方法,研究一般受损条件下杆件轴压极限承载力的变化情况。分析了凹陷深度、初弯曲、长细比和截面径厚比等参数对杆件极限承载力的影响,讨论了上述参数对荷载-轴向缩短关系的单独影响和综合影响。了解了多杆件极限承载力的特点,引入了受损杆件的折算刚度系数。所得结论为变电构架的可靠性分析和维修加固提供了依据。

目的对钢管混凝土之间采用v型钢管连接的格构柱进行试验研究,探讨v型缀管钢管混凝土格构柱承载能力及其实用算法.方法采用柱轴压和偏压试验研究,对不同长细比和偏心率的格构柱进行承载力试验,建立经过验证的有限元模型,确定格构柱承载力的双参数计算方法.结果斜缀管为压弯受力或拉弯受力且受力较大;柱肢之间受力有一定差别;随着长细比的增加,试件由分肢屈曲向整体失稳转变.长细比较小的试件其承载力应进行单肢承载力验算.结论v型缀管格构柱存在相关屈曲的问题,得到了v型缀管钢管混凝土格构柱考虑偏心率折减系数和稳定系数的极限承载力计算方法.

钢管混凝土哑铃形偏压长柱极限承载力研究——以长细比和偏心率为参数，进行了共16根钢管混凝土哑铃形偏压柱的试验。介绍了试验过程和试件的破坏形态，对试件的荷载．变形曲线、极限承载力等进行了分析。试验结果表明：钢管混凝土哑铃形偏压长柱属整体破坏，其极...

轴压圆钢管混凝土柱的极限分析——本文利用侧限混凝土的本枸关系．舛钢管混凝土圆柱在单调轴压荷载作用下进行极限状态分析，并提出了极限承载力和极限变形的计方法。

中空夹层钢管混凝土柱极限承载力研究

介绍了计算圆钢管混凝土短柱轴压承载力的8种国内外规程,依据各规程计算公式,对21根圆钢管混凝土短柱试件的轴压承载力进行理论计算,并将理论计算结果与试验结果进行对比分析。结果表明:虽然各规程在计算公式的表达上各不相同,但所考虑的因素基本一致,其计算结果大多偏于保守。并对基于统一理论的我国规程和基于叠加理论的国外规程的计算值与试验值进行了对比,《钢管混凝土结构技术规程》(dbj13-51—2003)偏差程度最小,计算结果相对较为准确。

为了进一步探讨方钢管钢骨混凝土轴心受压短柱极限承载力计算方法,在修正的方钢管钢骨混凝土混凝土本构模型基础上,采用有限元法建立了轴压短柱的计算模型,通过模型计算了载荷-轴向变形关系曲线,并与相关文献的试验曲线进行了对比,计算曲线与相关试验曲线吻合较好。通过对计算结果的回归分析,得出了实用的轴压承载力计算公式,利用该公式可进行方钢管钢骨混凝土轴压短柱的极限承载力进行预测。

针对钢管混凝土的缺陷,出现了自应力钢管混凝土,自应力对在钢管混凝土中有重大作用,将对其极限承载力产生很大影响。通过分析自应力钢管混凝土破坏机理,在普通钢管混凝土受压构件极限承载力计算公式的基础上,推导自应力钢管混凝土受压构件极限承载力计算公式,并分析自应力值大小对极限承载力的影响。

型钢_钢管混凝土短柱轴压承载力可靠度分析

传统钢管混凝土是将混凝土直接灌入钢管,然后全截面承压,使得混凝土处于三向受力状态;但这种结构形式及加载方式就决定其并没有最大发挥钢管的高抗拉性能及混凝土的高抗压特性。对此,笔者提出一种钢管约束混凝土受力体系,理论分析证明该体系较传统构件有着更大的承载力。