圆形钢套管加固混凝土柱偏心受压性能

介绍了6根圆形钢套管加固混凝土柱轴心受压承载力的试验概况,研究在工程中常见长细比范围的该构件的力学性能。结果表明,加固构件的承载力随着长细比的增大而降低。编制了非线性分析程序用来分析构件的力学性能,理论分析结果与试验结果的对比表明,两者吻合较好。采用参数分析结果拟合的方法提出了稳定影响系数lφ计算公式,计算公式与试验结果吻合较好,并对该稳定影响系数lφ的取值进行了讨论。

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力计算方法,进行了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在不同加固钢套管厚度下的轴心受压试验,在试验结果的基础上,考虑混凝土三向受压richard公式与蔡绍怀公式,根据叠加法与极限平衡法建立了圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱的轴压承载力公式。研究结果表明,对比国内外规程,利用叠加法且考虑蔡绍怀公式计算出的承载力与试验结果吻合度最高。

通过对24个钢管混凝土柱(cfst)施加轴向压力直到破坏的试验,以研究其性能。试验中考虑的变量包括钢管的长度、直径、强度和混凝土的强度。由于长细比较大,造成系列1中的所有组合柱发生整体弯曲屈曲而破坏。尽管系列2试验中的组合柱也经历了整体弯曲屈曲,但"短柱"的破坏是由混凝土压碎和钢管失效引起的。将试验结果与采用南非规范(sans10162-1)和欧洲规范(ec4)计算得到的荷载值进行对比表明,2种规范结果均偏保守,对系列1试验,分别达到8.4%和13.6%,对系列2试验,分别达到10.5%和20.2%。压力与竖向变形曲线显示受压柱具有很好的延性。

通过对6根粘贴钢套管加固的方形截面混凝土试件和3根未加固的对比试件的试验,研究了钢加固混凝土短柱的轴心受压性能和约束机理。6个被加固试件中,其中3个试件在加固前施加了预压荷载。试验研究发现预先受力试件的承载力和极限变形能力略小于一次受力试件,但不论是在一次受力还是预先受力状态下,钢加固都能有效的提高混凝土短柱的抗压承载力。

在传统的钢套管混凝土柱的基础上提出了一种改进的切槽式钢套管混凝土柱,研究分析结果表明,切槽式钢套管混凝土柱用于既有结构的加固或用作现浇结构的基本构件都是方便可行的,在实际工程中利用卷制钢板简单焊接形成的钢套管混凝土柱代替普通的钢管混凝土柱是合理可行的,并有很高的实用价值和经济价值。

圆形钢管混凝土柱接触热阻的理论分析——精确地分析火灾下结构构件温度场对于安全可靠的防火设计尤为重要。而目前，在计算钢一混凝土组合构件火灾下的温度场时，一般都忽略了钢与混凝土界面处接触热阻的影响。对结构钢和混凝土热物理参数进行了综合考虑，通过求...

钢管混凝土柱促进了经济且快速的建设方式。两者的组合增大了结构钢和混凝土的强度和刚度,使用钢管作为模板和核心混凝土的约束减少了工作量。钢管混凝土柱为混凝土和钢材提供了一个共生关系来缓和其不良的失效模式,激发了各种材料的最优性能(混凝土和钢材)。综合作用下,混凝土抗压强度和刚度增大,延缓和抑制了钢管的局部屈曲,并提升其延展性和抗力。矩形钢管混凝土柱与圆形钢管混凝土柱都被应用于实际建设生产中,但由于圆形钢管混凝土柱可以提供更强的混凝土约束和综合作用而拥有更好的性能。对于圆形钢管混凝土柱来说,其缺少可靠的、有延展性的连接件。对这方面的研究调查进行介绍,包括关于圆形钢管混凝土柱柱脚或钢筋混凝土地基柱的简便经济的连接件的开发设计过程,并介绍和评价了桥梁结构中的桩帽与宽桩梁。这种连接件不需要销子和内在的加固就能将钢管与基脚或桩梁相连接。试验分析研究和评估了这种连接件的非弹性抗震性能,并确立了设计标准。将1个装配这种连接件的钢管混凝土柱的抗震性能与传统的钢筋混凝土柱相比较。结果显示,此种连接件进一步增强了组合柱的承载力。这种形式在地震荷载下能提供极佳的延展性和非弹性变形能力,甚至在大侧移情况下也能减轻损害。

本文介绍了一种改进的钢套管加固现有柱的方法,将薄钢板焊接成一个环箍套管,以提高柱的抗剪强度,然后可选择不同类型的约束部件(加劲元件)焊接在可能产生塑性铰的部位,以增加柱的延性。所提出的设计计算方法通过了5根1/3比例的模型柱试验验证,试验加载条件为在0.3af'的固定轴力下,施加水平往复荷载。试验结果表明:局部加劲钢套管不仅可以预防脆性的剪切破坏,还可以大幅提高柱的延性,可使最大侧移率超过8%。该加固方法可使方形或矩形截面混凝土柱的强度与延性得到良好的改善。c

为形成集承重、轻质、节能于一体的多层建筑结构体系,推广全轻混凝土在结构体系中的应用,需对全轻混凝土柱偏心受压性能进行试验研究.试验共设计偏心受压柱6根,对比分析不同配筋、不同偏心距对偏心受压柱的破坏形态、变形特点和承载性能的影响.试验结果表明,全轻混凝土偏心受压柱破坏特征、挠曲模式及截面应变分布与普通混凝土柱基本一致,而且承载力高、延性好,全轻混凝土可作为结构材料替代普通混凝土.

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土柱在单调水平荷载作用下的力学性能,参考现有文献,进行了36根圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在轴压比、剪跨比、二次受力、加固模式4种参数下的有限元数值模拟。试验结果表明:圆形钢套管加固钢筋混凝土柱相比钢筋混凝土对比试件,峰值承载力显著提高,抗剪能力增强。同时,圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的延性系数均大于钢筋混凝土对比试件。最后,建立圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱抗剪承载力实用公式,并将其与其他学者的计算公式进行比较,为此类加固法的设计计算提供参考。

套管构件由内管及外管组成,外管能为内管提供侧向支撑,控制内管失稳,从而提高内管的受压承载力。套管构件是一种新型的钢压杆稳定加固形式,可应用于对受压钢构件失稳比较敏感的一类空间结构。本文首先利用典型的套管构件构造模型,阐述了轴心受压套管加固法的基本原理;然后以一网架工程为例,分析套管加固法对提高结构承载能力的效果。结果表明:套管构件能够有效改善网架结构的局部应力状况,解决了受压钢管的失稳问题,提高了网架结构的极限承载力。

1 附录f圆形钢管混凝土构件设计 f.1构件设计 f.1.1钢管混凝土单肢柱的轴向受压承载力应满足下列公式规定： 持久、短暂设计状况n≤nu(f.1.1-1) 地震设计状况n≤nu/γre(f.1.1-2) 式中：n——轴向压力设计值； nu——钢管混凝土单肢柱的轴向受压承载力设计值。 f.1.2钢管混凝土单肢柱的轴向受压承载力设计值应按下列公式计算： 0nnelu(f.1.2-1) )1(9.00ccfan（当θ≤[θ]时）(f.1.2-2) )1(9.00ccfan（当θ＞[θ]时）(f.1.2-3) cc aa fa fa (f.1.2-4) 且在任何情况下均应满足下列条件： bel(f.1.2-5) 表f.1.2系数α、[θ]取值 混凝土等级≤c50c55～

从钢管混凝土轴心受压的工作性能出发,较全面地比较了等效截面的承载力和刚度,结果是圆形比方形截面构件的承载力高25%左右,抗弯刚度高约20%.压弯构件的承载力也高不少.从截面组成、梁柱节点构造和施工的分析,可见圆钢管混凝土也优于方钢管混凝土.从构件的抗火性能比较,圆形构件也比方形的可节省防火涂料或防火保护层13%.因此,采用圆钢管混凝土是经济合理的.

双管圆形钢管混凝土构件(cfdst)具有由共圆心的2个圆形钢管间填充混凝土组成的中空截面。因此,cfdst构件比一般的实心钢管混凝土(cft)构件轻。本文的目的是通过三点静力荷载试验研究cfdst深梁在弯剪作用下的力学性能。考虑了内外管径比(di/do)和外管径厚比(do/to)两个参数的影响。结果表明:失效模式由参数di/do控制。di/do小于0.47构件的试验强度与预估值能较好地吻合。另外,讨论了双管在平面应力条件下的双轴弹塑性应力历程。

圆形钢管混凝土柱在偏心受压时产生套箍效应,使得其结构承载能力大大提升,其结构也被广泛的应用。文章在前人研究成果的基础上,研究钢管及管内混凝土受力情况,并推导材料力学公式,提出了圆形钢管混凝土短柱偏压承载力简易计算公式,从而使圆形钢管混凝土短柱偏心受压承载力的计算简单方便。

方形和圆形钢管混凝土性能的连续和设计的统一——采用空间有限元方法，导出了方形钢管混凝土轴心受压时的截面应力分布和纵向平均应力与应变的全过程曲线，与实践曲线吻合很好。得到组合设计指标和承载力设计公式，与圆钢管混凝土的设计方法得到了统一。

采用空间有限元方法,导出了方形钢管混凝土轴心受压时的截面应力分布和纵向平均应力与应变的全过程曲线,与实验曲线吻合很好。得到组合设计指标和承载力设计公式,与圆钢管混凝土的设计方法得到了统一

钢套管混凝土结构是一种主要利用钢套管的横向约束作用来提高抗压承栽能力的结构形式。钢套管混凝土柱的承载性能较好，但是由于施工上的困难以及应用开发上的不足，导致其在实际工程中的应用非常有限。本文对钢套管混凝土柱在实际工程中的应用进行了探讨，分析了不同形式的钢套管混凝土柱在不同工程领域中的应用，包括在现浇工程和加固工程中的应用，扩展了钢套管混凝土结构的应用范围和应用前景，为实际应用提供了参考。

设计了不同偏心率、混凝土强度等级、套箍指标和配骨指标的6根钢骨钢管混凝土短柱试件,详细分析了试件在偏心受压下的破坏过程和破坏特征。试验表明:小偏心钢骨钢管混凝土柱的初始破坏是从近偏心受压侧的钢管受压屈服开始,最终破坏是由于混凝土膨胀引起了钢管局部的屈曲所致。钢骨钢管混凝土柱中的钢骨可以有效的阻止混凝土的剪切斜裂缝,从而提高了钢骨钢管混凝土的延性。在钢管纵向没有达到屈服前,钢骨钢管混凝土柱横截面应变分布呈线性分布,满足平截面假定。上下端铰接的小偏心钢骨钢管混凝土柱的侧向挠度曲线接近于正弦曲线,满足标准柱的假定。随混凝土强度的提高,配骨指标和套箍指标的增加,钢骨钢管混凝土柱的竖向承载力极值均有所提高;但随着偏心距的增加,试件的竖向承载力和延性会显著降低。

已有文献给出了火灾下普通圆形钢管混凝土柱设计轴向屈曲载荷的计算方法。该文将其延伸至圆形和椭圆形钢筋混凝土钢管柱领域,这对完成计划十分必要。根据欧洲规范4第1.2节第4.3.5.1条复合柱的抗火设计方法,基于新参数分析结果(包括不同外径、不同钢管壁厚、不同长细比、配筋率以及受火时间)对该方法进行完善。这些参数的研究结果与设计方法相结合,得到适当的公式,并针对不同部分生成相应表格。该方法适用于配筋率不超过5%、长细比较大的轴心受压圆形和椭圆形钢筋混凝土钢管柱,对欧洲规范4第1.2节的限制范围进行了扩展。

国内外cfrp布加固混凝土柱抗震性能研究现状——通过国内外目前对cfrp布加固混凝土柱的研究成果，总结了加固后的混凝土柱在弯矩、剪力作用下延性、极限承载力、耗能能力的改善情况，并提出了受扭柱加固的研究价值。

frp加固混凝土柱的位移延性系数研究——简要概括了frp抗震加固混凝土柱的位移延性系数的相关研究成果，包括其影响因素和计算公式，尤其是塑性铰区高度，并提出进一步的研究趋向和思路。