拉桿方形鋼管混凝土軸壓柱局部屈曲性能

應(yīng)用通用有限元程序,對(duì)方形空鋼管、方形鋼管混凝土兩種不同構(gòu)件進(jìn)行了特征值屈曲分析,研究了該兩種不同構(gòu)件的屈曲模式及臨界屈曲應(yīng)力,并與試驗(yàn)研究成果及理論分析結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果吻合良好。

通過(guò)剛性基底上沿非受載邊彈性約束、面內(nèi)均勻受壓矩形板屈曲行為的分析研究,用里茲能量變分法建立了滿足上述邊界條件的板彈性屈曲強(qiáng)度的計(jì)算公式.通過(guò)考慮內(nèi)填混凝土對(duì)組成鋼板邊界約束的增強(qiáng)作用,進(jìn)一步用于方形鋼管混凝土局部屈曲強(qiáng)度的計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與已有方鋼管混凝土柱局部屈曲試驗(yàn)結(jié)果基本吻合.圖4,表3,參10.

對(duì)方形鋼管混凝土鋼管壁局部屈曲行為進(jìn)行彈性分析,推導(dǎo)鋼管壁發(fā)生局部屈曲時(shí)的屈曲系數(shù)、屈曲半波長(zhǎng)及臨界屈曲應(yīng)力表達(dá)式,并與局部屈曲試驗(yàn)研究成果進(jìn)行比較,提出更為合理的計(jì)算公式,為后續(xù)的進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。

帶約束拉桿方形鋼管混凝土柱偏壓性能

介紹了14個(gè)帶約束拉桿方形鋼管混凝土單向偏壓柱試件的試驗(yàn)研究結(jié)果,研究試件在不同的含鋼率、約束拉桿設(shè)置參數(shù)以及偏心率下的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明約束拉桿有助提高方形鋼管混凝土偏壓短柱的承載力和延性。同時(shí),利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有規(guī)程gjb4142—2000、dbj13—51—2003以及cecs159:2004對(duì)試件承載力進(jìn)行計(jì)算,規(guī)程計(jì)算結(jié)果總體上低估了帶約束拉桿方形鋼管混凝土偏壓試件承載力試驗(yàn)結(jié)果。采用帶約束拉桿方形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系,利用條帶法對(duì)試件承載力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。利用該數(shù)值方法對(duì)帶約束拉桿方形鋼管混凝土偏壓柱進(jìn)行參數(shù)研究,分析約束拉桿約束系數(shù)、鋼材屈服強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、截面含鋼率以及長(zhǎng)細(xì)比等主要參數(shù)對(duì)n/nu-m/mu曲線的影響,在此基礎(chǔ)上提出適合帶約束拉桿方形鋼管混凝土偏壓柱承載力簡(jiǎn)化計(jì)算公式。該簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果與數(shù)值計(jì)算結(jié)果基本吻合,且總體上偏于安全。

采用帶約束拉桿方形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系,建立了基于纖維模型法的模擬帶約束拉桿方形鋼管混凝土短柱承載力-變形全過(guò)程曲線的非線性分析方法,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。利用經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的計(jì)算程序?qū)Ъs束拉桿方形鋼管混凝土短柱的單向和雙向偏壓延性進(jìn)行較系統(tǒng)的參數(shù)分析,回歸了帶約束拉桿方形鋼管混凝土單向和雙向偏壓延性簡(jiǎn)化計(jì)算公式,公式的計(jì)算精度高,形式簡(jiǎn)單。

采用帶約束拉桿方形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系,利用基于纖維模型法的非線性分析程序?qū)Ъs束拉桿方形鋼管混凝土短柱承載力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。對(duì)帶約束拉桿方形鋼管混凝土偏壓短柱進(jìn)行參數(shù)分析的結(jié)果表明,隨著約束拉桿間距的減少、直徑的增大,偏壓短柱的極限承載力增大;隨著鋼管壁厚的增大,偏壓短柱的n/nu-m/mu曲線往內(nèi)收攏;隨著混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度的提高,偏壓短柱的n/nu-m/mu曲線向外凸出;雙向偏壓短柱的極限承載力在最大主慣性軸方向達(dá)到最大,在最小主慣性軸方向達(dá)到最小;各參數(shù)對(duì)單向偏壓和雙向偏壓短柱的n/nu-m/mu曲線的影響相類似。

為了改善方形鋼管混凝土柱的受力性能,提出了帶約束拉桿方形鋼管混凝土柱這一新穎結(jié)構(gòu)構(gòu)件形式,經(jīng)試驗(yàn)研究及對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行分析研究,設(shè)置水平約束拉桿可以改善方形鋼管混凝土柱的受力性能。這種新型結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的承載能力和抗變形能力,具有廣闊的發(fā)展前景。

假設(shè)核心混凝土為剛性,矩形鋼管混凝土柱的鋼管板件在非加載邊受到彈性約束而確定出鋼管壁板的局部屈曲模型。為了推導(dǎo)出方鋼管混凝土柱在軸壓下鋼管管壁的局部屈曲臨界應(yīng)力,我們采用了能量法。通過(guò)計(jì)算能夠充分表明,核心混凝土能夠有效的提高鋼管管壁抵抗局部屈曲的能力。

帶約束拉桿方形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系——對(duì)帶約束拉桿方形鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行分析，借鑒約束混凝土本構(gòu)模型，基于等效側(cè)向壓應(yīng)力的概念，提出適合帶約束拉桿方形鋼管混凝土柱數(shù)值計(jì)算的核心混凝土本構(gòu)關(guān)系，并結(jié)合有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)本構(gòu)關(guān)系中的參數(shù)...

對(duì)帶約束拉桿方形鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行分析,借鑒約束混凝土本構(gòu)模型,基于等效側(cè)向壓應(yīng)力的概念,提出適合帶約束拉桿方形鋼管混凝土柱數(shù)值計(jì)算的核心混凝土本構(gòu)關(guān)系,并結(jié)合有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)本構(gòu)關(guān)系中的參數(shù)進(jìn)行確定。應(yīng)用該本構(gòu)關(guān)系對(duì)有關(guān)試件進(jìn)行荷載-應(yīng)變關(guān)系全過(guò)程計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較,兩者吻合良好。

帶約束拉桿方形鋼管混凝土軸壓短柱的承載力計(jì)算(精)

在現(xiàn)有一般方形鋼管混凝土軸壓短柱承載力的主要計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,利用前期對(duì)在帶約束拉桿方形鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系的研究基礎(chǔ)上推導(dǎo)出的帶約束拉桿方形鋼管混凝土軸壓短柱的承載力計(jì)算公式,結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用的需要進(jìn)行簡(jiǎn)化。分別應(yīng)用該公式、ec4(1996)規(guī)范及我國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)gjb(2000)的相關(guān)公式對(duì)帶約束拉桿和不帶約束拉桿的方形鋼管混凝土軸壓短柱試件極限承載力進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算值與試驗(yàn)值對(duì)比表明:對(duì)一般方形鋼管混凝土軸壓短柱試件,三者計(jì)算結(jié)果比較接近,均能較好反映試件的真實(shí)承載力;對(duì)設(shè)置了約束拉桿的試件,該公式由于考慮了拉桿的約束作用,給出的計(jì)算結(jié)果更為合理,ec4(1996)及gjb(2000)給出結(jié)果的均值與試驗(yàn)值接近,但離散性偏大。

矩形鋼管混凝土柱局部屈曲分析——在矩形鋼管混凝土柱中采用薄壁鋼板將引起局部屈曲，局部屈曲會(huì)降低鋼管混凝土柱的強(qiáng)度、延性和抗彎剛度。主要分析在偏心荷載作用下，矩形鋼管混凝土柱局部i臨界屈曲應(yīng)力的變化情況。因此，通過(guò)引入應(yīng)力梯度系數(shù)來(lái)描述偏心距...

在矩形鋼管混凝土柱中采用薄壁鋼板將引起局部屈曲,局部屈曲會(huì)降低鋼管混凝土柱的強(qiáng)度、延性和抗彎剛度。主要分析在偏心荷載作用下,矩形鋼管混凝土柱局部臨界屈曲應(yīng)力σcr的變化情況。因此,通過(guò)引入應(yīng)力梯度系數(shù)φ來(lái)描述偏心距,并應(yīng)用伽遼金法推導(dǎo)出了矩形鋼管混凝土柱局部屈曲的臨界應(yīng)力公式。從公式可知,隨著應(yīng)力梯度系數(shù)φ的增加,矩形鋼管混凝土柱中外包鋼板的局部屈曲應(yīng)力會(huì)減小。另外,完全的軸心壓力對(duì)矩形鋼管混凝土柱的局部屈曲是不利的。

本文簡(jiǎn)要介紹了廈門希爾頓酒店結(jié)構(gòu)體系中方形鋼管混凝土柱的設(shè)計(jì)。

采用帶約束拉桿l形鋼管混凝土截面簡(jiǎn)化方法,分別以統(tǒng)一理論、極限平衡理論和統(tǒng)一強(qiáng)度理論為基礎(chǔ),并考慮截面長(zhǎng)寬比的影響,提出了帶約束拉桿l形鋼管混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算公式。計(jì)算值與試驗(yàn)值比較表明,以統(tǒng)一理論為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法吻合較好。利用統(tǒng)一理論為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,對(duì)影響帶約束拉桿l形鋼管混凝土軸壓柱受力性能的因素:拉桿縱向間距、拉桿橫向間距、鋼管壁厚和鋼管屈服強(qiáng)度,進(jìn)行正交分析,為工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供參考依據(jù)。

對(duì)一種新型的薄壁波紋鋼管混凝土柱進(jìn)行了低周反復(fù)荷載作用下滯回性能試驗(yàn)研究,然后利用abaqus進(jìn)行模擬分析,分析了鋼板截面寬厚比、長(zhǎng)細(xì)比、鋼板強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度等4個(gè)因素對(duì)薄壁波紋鋼管混凝土柱局部屈曲的影響規(guī)律.試驗(yàn)結(jié)果表明:薄壁波紋鋼管混凝土柱寬厚比、長(zhǎng)細(xì)比基本與屈曲荷載成反比,鋼板強(qiáng)度與屈曲荷載成正比,混凝土強(qiáng)度基本與屈曲荷載無(wú)關(guān).

鋼管混凝土軸壓中長(zhǎng)柱的非彈性屈曲荷載——基于“鋼管混凝土統(tǒng)一理論”,應(yīng)用切線模量理論推導(dǎo)出了鋼管混凝土軸壓中長(zhǎng)柱的非彈性屈曲荷載的計(jì)算公式,并將理論計(jì)算結(jié)果和文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,理論計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果符合良好。

帶約束拉桿方形鋼管混凝土柱的設(shè)計(jì)方法與施工要求

基于對(duì)帶約束拉桿方形鋼管混凝土柱的試驗(yàn)和理論研究成果,提出帶約束拉桿方形鋼管混凝土柱的設(shè)計(jì)方法以及施工要求,供工程設(shè)計(jì)和施工人員參考。

方鋼管混凝土柱局部屈曲有限元分析——主要分析了在偏心荷載作用下，方形鋼管混凝土柱局部臨界失穩(wěn)應(yīng)力ocr的變化情況，并采用ansys有限元軟件對(duì)其進(jìn)行了模擬分析，得出有限元分析結(jié)果與計(jì)算結(jié)果有一定偏差，但隨著應(yīng)力梯度系數(shù)妒的增加，局部臨界屈曲應(yīng)力都呈...