拉杆预应力矩形钢管混凝土梁承载力分析

为了获得带单向约束拉杆矩形钢管混凝土短柱轴压承载力实用计算公式,进行了试验和分析.根据带拉杆构件的核心混凝土约束应力分布特点,结合现有的试验结果,提出将矩形截面以约束拉杆为界线划分为几个子区域,并将拉杆视为等效钢板的方法,采用已有的钢管混凝土统一理论计算公式计算每个子区域的轴压承载力,得出带单向约束拉杆的矩形钢管混凝土构件轴压承载力计算公式,修正后的公式中考虑了约束拉杆的影响,拓宽了统一理论计算公式的适用性.采用该公式计算的带约束拉杆的矩形钢管混凝土构件轴压承载力与已有的试验结果吻合良好.

矩形钢管混凝土桁架具有整体刚度大、抗震性能好、节点形式简单、施工方便、节点承载力大、造型优美的优点,广泛应用于我国的桥梁和空间结构等大跨、重载结构中。矩形钢管混凝土t型节点常见于vier-endeel和fink桁架中,节点的合理与否对结构的安全性与工程造价有很大影响。国内外对其研究虽然开展相对较晚,但已经引起多方面的足够重视。本文应用大型有限元软件abaqus对t型节点进行参数分析,以探究各参数影响其静力力学性能的规律。

矩形钢管混凝土梁柱节点域受剪承载力分析

矩形钢管混凝土析架节点极限承载力研究

矩形钢管混凝土内隔板式节点抗剪承载力研究——在对方钢管混凝土框架节点受力机理研究的基础上，利用形状改变比能理论和混凝土斜压杆力学模型推导了内隔板式节点核心区受剪承载力计算的叠加公式．并与我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》(cecs159：2004)中相关...

通过国内外钢管混凝土设计规程对有关试验进行了矩形钢管混凝土抗弯承载力的计算,比较了规程之间计算结果的差异。结合典型算例,分析了在不同含钢率、混凝土强度和钢材强度等影响因素下钢管混凝土抗弯承载力的变化趋势,得出了不同设计规程在进行矩形钢管混凝土构件抗弯承载力设计计算时的特点,结论具有一定的参考价值。

研究了偏心受压时矩形钢管混凝土中受压区钢管对混凝土的紧箍力计算方法,根据莫尔强度准则导出了受压区混凝土强度的计算公式,并以极限平衡理论为基础,推导了偏心受压矩形钢管混凝土短柱承载力的计算公式;制作了10个相同含钢率的矩形钢管混凝土短柱,按不同的偏心率进行加载试验,测出其极限承载力,并将计算结果和试验结果进行了比较,结果吻合较好.

提出一种矩形钢管混凝土短柱轴压承载力计算的新方法。与已有的计算方法不同之处在于,所提出的方法考虑了矩形钢管截面长边、短边对核心混凝土约束作用大小不同的特点,应用基于混凝土真三轴受力试验的破坏准则确定管内核心混凝土的峰值强度;同时,考虑矩形钢管截面长边、短边的竖向强度的差异,分别计算矩形钢管长、短边的竖向强度。应用新方法对56根矩形钢管混凝土柱试件的轴压承载力进行计算,计算结果与试验结果比较表明,两者吻合良好。

基于带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系,利用纤维模型法对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱承载力进行数值计算,通过计算结果与试验结果的比较验证纤维模型法的合理性,同时讨论各种因素对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱的单向偏压和双向偏压承载力的影响。带约束拉杆矩形钢管混凝土偏压短柱的参数分析结果表明,随着约束拉杆间距的减少和直径的增大,偏压短柱的极限承载力增大;随着钢管壁厚的增大,偏压短柱的轴力/轴压承载力-抗弯承载力/纯弯承载力(n/nu-m/mu)曲线往内收拢;随着混凝土强度和截面高宽比的提高,偏压短柱的n/nu-m/mu曲线向外凸出;钢材强度对n/nu-m/mu曲线的影响不明显;双向偏压矩形短柱的极限承载力在最大主惯性轴方向达到最大,随着截面高宽比的增大,最小极限承载力的位置从α=45°(方形截面)变化到α=90°(截面最小主惯性轴方向);各参数对单向偏压和双向偏压短柱的n/nu-m/mu曲线的影响相类似。

介绍15个带约束拉杆方形钢管混凝土短柱和8个带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱的轴压试验结果,分析钢管壁厚度、拉杆直径、拉杆水平间距等参数对其轴压性能的影响。试验研究结果表明,约束拉杆的设置有助于延迟钢管的局部屈曲、提高方形钢管混凝土短柱的轴压承载力和延性,提高矩形钢管混凝土短柱的延性。约束拉杆的作用主要表现为对核心混凝土的约束作用及通过改变钢管侧壁局部屈曲的边界条件从而提高钢管的屈曲强度。同时,在合理考虑拉杆作用的基础上,应用等效侧向压力的概念和基于混凝土真三轴试验的破坏准则确定核心混凝土的峰值强度,提出带约束拉杆方形、矩形钢管混凝土短柱轴压承载力的计算方法,承载力计算结果与试验结果吻合良好。

采用带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系,利用纤维模型法对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱承载力进行了数值分析,计算结果与试验结果吻合良好。利用经试验结果验证的计算程序对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱轴压和单、双向偏压承载力进行了较系统的参数分析,回归出带约束拉杆矩形钢管混凝土轴压和单、双偏压承载力简化计算公式,公式的计算精度高,形式简单,便于应用,可供工程设计参考。

提出带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱轴压承载力的简化计算方法。该方法考虑了轴压下矩形钢管长边、短边竖向强度的不同,同时考虑了约束拉杆和钢管对核心混凝土的约束作用,且表达式简单,方便应用。应用该方法对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱试件的轴压承载力进行计算,计算结果与试验结果比较表明,两者吻合良好。

根据钢管混凝土构件统一理论的弯矩-曲率关系,对构件弹塑性状态下截面的弯矩-转角关系进行推导,提出构件m铰和pmm铰特性值的计算方法。利用midas/civil软件静力弹塑性分析功能,输入计算确定的塑性铰特性值,对3个矩形钢管混凝土桁梁进行分析,并与试验结果进行对比。研究表明:钢管混凝土构件塑性铰特性值的确定方法是合理的,对矩形钢管混凝土桁梁承载力的分析结果是可信的,为大型钢混组合桁架梁桥的分析提供了有效手段;3个桁梁的承载力均受到节点控制,弦杆填充混凝土能够有效提高桁梁节点的强度和刚度,从而提高桁梁的承载能力,减小桁梁的整体变形;弦杆填充混凝土对杆件轴力和轴向应力影响较大,对整体变形影响不大。

本文研究了钢纤维在矩形钢管混凝土梁中的应用。给出了钢纤维矩形钢管混凝土梁抗弯极限承载力的数值计算方法,并进行了钢纤维矩形钢管混凝土梁试验,通过掺入不同参数钢纤维梁和末掺入钢纤维梁的理论计算与试验分析,得出掺入钢纤维来提高梁的抗弯极限承载力是可行的。

基于纤维模型法非线性分析程序,利用带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系,模拟带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱承载力-变形全过程,计算与实验结果吻合.研究表明,约束拉杆间距越小,直径越大,钢管壁厚越大,钢材强度越小,偏压短柱的延性指标越大;混凝土强度和截面宽厚比越大,偏压短柱的延性指标越小;双向偏压短柱的延性指标在0°和90°方向达最小,在截面角区方向达最大;各参数对双向偏压短柱截面延性系数-荷载角曲线的影响类似.

纤维模型法在矩形钢管混凝土梁中的应用——通过深入分析目前的钢管混凝土的计算理论以及纤维模型法在矩形钢管混凝土纯弯构件中的应用，利用fortan语言程序，得到矩形钢管混凝土纯弯构件截面曲线的简化计算模型，该计算模型的承载力计算结果与数值计算的结果吻合...

带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系——对带约束拉杆矩形钢管混凝土在轴压下的受力机理进行分析，在带约束拉杆方形钢管混凝土本构关系的基础上，针对矩形钢管截面长边、短边对混凝土约束作用大小不同及约束拉杆沿长边、短边布置数量不同等特点，应用基于混凝土...

带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的偏压性能——通过对7个带约束拉杆和2个不设约束拉杆矩形钢管混凝土短柱的单向偏心受压试验，研究了偏心率、约束拉杆水平间距对矩形钢管混凝土短柱偏压性能的影响．试验结果表明：约束拉杆的设置有助于提高矩形钢管混凝土偏压短柱的...

通过对7个带约束拉杆和2个不设约束拉杆矩形钢管混凝土短柱的单向偏心受压试验,研究了偏心率、约束拉杆水平间距对矩形钢管混凝土短柱偏压性能的影响.试验结果表明:约束拉杆的设置有助于提高矩形钢管混凝土偏压短柱的延性,延迟钢管的局部屈曲;带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的偏压承载力随偏心率的增大而减小;在偏心率相同的条件下,试件延性随拉杆水平间距的减小而增大.试件承载力的数值计算结果与试验结果吻合良好,而国内现有规程的计算结果总体上低估了带约束拉杆矩形钢管混凝土偏压试件的承载力.

通过揭示钢管管壁宽厚比对矩形钢管混凝土柱承载力的影响,找出管壁宽厚比与轴压承载力提高系数β之间的关系,以期对轴压承载力提高系数β的约束作用进行评价;采用三维非线性有限元分析软件对3组选定的矩形钢管混凝土轴心受压短柱进行模拟分析得出:管壁宽厚比对矩形钢管混凝土短柱轴压承载力提高系数β的影响总体上随宽厚比的增大而减小,在10-40和85-120两个区段内轴压承载力提高系数β均趋于稳定,在40-80之间呈线性递减。

为了探讨橡胶粉取代率和橡胶粉粒径对矩形钢管橡胶混凝土力学性能的影响,进行了8个矩形钢管橡胶混凝土轴心受压短柱的试验研究,比较了设计规程(如美国aci(2005)和aisc(2005)、日本aij(2008)、英国bs5400(2005)、欧洲ec4(2004)及中国cecs(2004))对矩形钢管橡胶混凝土强度承载力的适用性.结果表明:橡胶粉取代率和橡胶粉粒径均对矩形钢管橡胶混凝土力学性能影响显著,上述各设计规程计算获得的强度承载力与试验结果相比均偏于安全,可为实际工程提供参考.

在钢筋混凝土结构中,通常采用间距较密的箍筋或螺旋箍筋来约束混凝土以提高柱的抗剪承载力和延性,防止因抗剪能力不足而引起的破坏。钢管混凝土结构中的核心混凝土由于受钢管的约束不会因剪切而崩坏和剥落,导致削弱承载力。钢管混凝土强度的提高与很多因素有关,包括钢管的强度、形状、大小、混凝土的力学性能、试件的长度以及约束效应等。