條帶式FRP約束混凝土方柱軸壓承載力分析

傳統(tǒng)鋼管混凝土是將混凝土直接灌入鋼管,然后全截面承壓,使得混凝土處于三向受力狀態(tài);但這種結(jié)構(gòu)形式及加載方式就決定其并沒有最大發(fā)揮鋼管的高抗拉性能及混凝土的高抗壓特性。對此,筆者提出一種鋼管約束混凝土受力體系,理論分析證明該體系較傳統(tǒng)構(gòu)件有著更大的承載力。

已有研究表明,鋼管混凝土柱和frp約束混凝土柱承載力的計算方法不適用于frp約束鋼管混凝土柱承載力的計算。為研究frp約束鋼管混凝土長柱的承載力,本文以鋼管約束效應(yīng)系數(shù)ξs和frp約束效應(yīng)系數(shù)ξf為主要參數(shù),考慮混凝土強度等級對frp約束鋼管混凝土柱承載力提高效果的調(diào)整系數(shù),建立了frp約束鋼管混凝土短柱承載力的計算模型。在此基礎(chǔ)上,分別引入鋼管混凝土穩(wěn)定系數(shù)φs和frp約束混凝土柱穩(wěn)定系數(shù)φf,建立frp約束鋼管混凝土長柱的承載力計算模型。并將模型的計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進行比較。

cfrp加固軸心受壓混凝土方柱的承載力計算——為探討cfrp加固軸心受壓混凝土方柱的承栽力計算方法，將其受力截面分為強約束區(qū)和弱約束區(qū)，承栽力計算簡化為2個階段，并提出了計算公式及其適用條件與試驗結(jié)果對比，吻合較好．證明使用該方法對cfrp加固混凝土方柱...

應(yīng)用第四強度理論和三向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土破壞準(zhǔn)則推導(dǎo)出了約束鋼管混凝土柱軸心受壓的極限承載力計算公式,并分析了工作機理。算例表明,在鋼管混凝土柱的外圍設(shè)置橫向約束件可以提高鋼管混凝土柱的承載力。推導(dǎo)出的計算公式為約束鋼管混凝土柱的設(shè)計提供了理論依據(jù)。

cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 笫23卷第1期vo1.23no.1 2006年1月jan.2006 工程 eng眥ering 力學(xué) mechanics149 文章編號:1000.4750(2006)01.0149.05 cfrp一鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 顧威,趙穎華,尚東偉2 (1.大連海事大學(xué)交通工程與物流學(xué)院,大連116026:2.沈陽市建筑研究院,沈陽 110016) 摘要:對cfrp.鋼管混凝土軸壓短柱這種新型構(gòu)件的受力性能進行了理論分析,提 出了此類構(gòu)件承載力計算的 基本假定;采用極限平衡法,推導(dǎo)出鋼管屈服時構(gòu)件承載力和碳纖維片拉斷時構(gòu)件 極限承載力的解析計算式;對 8根cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱和4根鋼管混凝土柱的極限承載力進行試驗研究, 并將解析分析結(jié)果與實驗數(shù)據(jù) 比較,證明了提出的解析計算式的正確性

采用帶約束拉桿l形鋼管混凝土截面簡化方法,分別以統(tǒng)一理論、極限平衡理論和統(tǒng)一強度理論為基礎(chǔ),并考慮截面長寬比的影響,提出了帶約束拉桿l形鋼管混凝土軸壓短柱承載力計算公式。計算值與試驗值比較表明,以統(tǒng)一理論為基礎(chǔ)的簡化計算方法吻合較好。利用統(tǒng)一理論為基礎(chǔ)的簡化計算方法,對影響帶約束拉桿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度,進行正交分析,為工程設(shè)計及應(yīng)用提供參考依據(jù)。

在統(tǒng)一強度理論的基礎(chǔ)上,對圓鋼管約束型鋼混凝土短柱的軸心受力性能進行理論分析;采用厚壁圓筒統(tǒng)一強度理論計算鋼管對核心型鋼混凝土的約束應(yīng)力,推導(dǎo)出圓鋼管約束型鋼混凝土短柱的軸壓承載力公式;并對影響因素進行分析。將公式的計算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗結(jié)果進行比較,結(jié)果吻合較好,說明統(tǒng)一強度理論對于圓鋼管約束型鋼混凝土軸壓短柱的理論計算有很好的適用性,可為圓鋼管約束型鋼混凝土柱的分析計算提供一定的理論依據(jù)。

雙鋼骨混凝土軸壓短柱承載力研究——本文在基本假定的基礎(chǔ)上，根據(jù)統(tǒng)一強度理論，對軸心受壓雙鋼骨混凝土短柱的核心混凝土、鋼管在三向應(yīng)力狀態(tài)下的軸向極限承載力進行了理論分析，推導(dǎo)了雙鋼骨混凝土軸壓短柱的極限承載力公式。將本文的計算結(jié)果與文獻(xiàn)中的試驗...

為了獲得帶單向約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱軸壓承載力實用計算公式,進行了試驗和分析.根據(jù)帶拉桿構(gòu)件的核心混凝土約束應(yīng)力分布特點,結(jié)合現(xiàn)有的試驗結(jié)果,提出將矩形截面以約束拉桿為界線劃分為幾個子區(qū)域,并將拉桿視為等效鋼板的方法,采用已有的鋼管混凝土統(tǒng)一理論計算公式計算每個子區(qū)域的軸壓承載力,得出帶單向約束拉桿的矩形鋼管混凝土構(gòu)件軸壓承載力計算公式,修正后的公式中考慮了約束拉桿的影響,拓寬了統(tǒng)一理論計算公式的適用性.采用該公式計算的帶約束拉桿的矩形鋼管混凝土構(gòu)件軸壓承載力與已有的試驗結(jié)果吻合良好.

對6根玻璃纖維布加固混凝土柱和1根對比試驗柱作受壓試驗.分析玻璃纖維布的受壓加固機理及影響玻璃纖維布受壓加固效果的因素,證明玻璃纖維布加固有助于鋼筋混凝土柱受壓承載力的提高.引入玻璃纖維布非有效約束區(qū)、有效約束區(qū)面積an、ae,纖維布體積加固率μfx、μfy等參數(shù)來考慮加固參數(shù)對加固柱加固效果的影響,提出玻璃纖維布加固鋼筋混凝土方柱在軸心受壓作用下的計算模型,給出gfrp約束混凝土極限抗壓強度fcc的確定方法和玻璃纖維布加固鋼筋混凝土方柱的承載力計算公式.公式計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好.

采用統(tǒng)一強度理論,對方鋼管混凝土軸壓短柱進行研究,提出一種方鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力的簡化計算方法,與國內(nèi)外大量試驗數(shù)據(jù)進行比較,結(jié)果符合良好,驗證了理論公式的正確性。該結(jié)果為方鋼管混凝土軸壓短柱的承載力計算提供了一定的理論依據(jù),可供有關(guān)工程參考。

以纖維增強復(fù)材（frp）-混凝土-鋼管組合實心方形短柱為研究對象,根據(jù)夾層混凝土受到約束作用的不同,將其劃分為有效約束區(qū)和非有效約束區(qū);同時考慮夾層混凝土受到的雙重約束,將方形纖維增強復(fù)材布轉(zhuǎn)化為圓形frp布?；诮y(tǒng)一強度理論,考慮中間主應(yīng)力、材料拉壓比以及倒角半徑的影響,推導(dǎo)得到frp-混凝土-鋼管組合實心方形短柱的軸壓承載力計算式。將理論計算結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)試驗結(jié)果對比,吻合良好,證明了算式的正確性和合理性。對影響因素的分析表明：軸壓承載力隨中間主應(yīng)力系數(shù)、側(cè)壓系數(shù)的增加而變大,隨著倒角半徑的增大先增大后減小,隨著鋼管徑厚比的增大而減小。

方鋼管混凝土軸壓短柱承載力影響因素分析——在確定鋼材的本構(gòu)關(guān)系和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用大型通用有限元分析程序abaqus建立了軸壓荷載下方鋼管混凝土柱的三維非線性有限元分析模型，分析了構(gòu)件的荷載一變形關(guān)系；通過算例分析了鋼材強度、混凝土...

為了進一步研究方鋼管-鋼骨高強混凝土軸心受壓短柱的特性,綜合考慮鋼骨存在對混凝土的影響,修正了方鋼管混凝土核心約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變模型;采用纖維模型法編制了非線性分析程序,計算了荷載-縱向應(yīng)變關(guān)系曲線,并與有關(guān)文獻(xiàn)的試驗曲線進行了對比,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合得很好.最后,通過對大量計算結(jié)果的回歸分析,得出了實用的軸壓短柱承載力計算公式.

鋼骨-方鋼管混凝土柱是一種組合柱設(shè)計模式,采用切線模量理論對該組合柱軸向受壓穩(wěn)定承載力進行分析.以核芯混凝土、方鋼管和鋼骨的應(yīng)力-應(yīng)變模型為基礎(chǔ),通過縱向變形協(xié)調(diào)和內(nèi)外力平衡條件建立組合柱切線模量臨界載荷的計算方法.由于核芯混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變模型包含了方鋼管的約束作用,因此該方法體現(xiàn)了組合柱中鋼與混凝土之間的相互影響.7組軸心受壓鋼骨-方鋼管混凝土長柱和41組方鋼管混凝土長柱的試驗結(jié)果表明,該方法可對軸壓組合柱的穩(wěn)定承載力給出良好預(yù)測.

在確定鋼材的本構(gòu)關(guān)系和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上,采用大型通用有限元分析程序abaqus建立了軸壓荷載下方鋼管混凝土柱的三維非線性有限元分析模型,分析了構(gòu)件的荷載-變形關(guān)系;通過算例分析了鋼材強度、混凝土強度、寬厚比和套箍系數(shù)對方鋼管混凝土軸壓短柱荷載-變形關(guān)系曲線的影響。分析結(jié)果表明:混凝土強度等級對構(gòu)件的荷載-變形曲線的形狀影響不大,但隨著混凝土強度的提高,構(gòu)件的承載力有所提高;隨著鋼材強度的提高,構(gòu)件承載力也提高。但承載力提高的百分率隨著鋼材強度的提高而降低。隨著寬厚比的減小,構(gòu)件的承載力提高;套箍系數(shù)對構(gòu)件的承載力有著較大的影響,改變套箍系數(shù)會影響構(gòu)件的荷載-變形關(guān)系曲線的形狀。

收稿日期:2007-11-20 基金項目:遼寧省重點實驗室基金資助項目(jg-200601);遼寧省科技攻關(guān)項目(20060708)· 作者簡介:趙同峰(1979-),男,遼寧遼陽人,東北大學(xué)博士研究生;王連廣(1964-),男,遼寧沈陽人,東北大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師· 第29卷第10期 2008年10月 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) journalofnortheasternuniversity(naturalscience) vol.29,no.10 oct.2008 方鋼管-鋼骨高強混凝土 軸壓短柱承載力分析 趙同峰 1 ,王連廣 1 ,趙爽 2 (1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院,遼寧

frp加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的承載力研究——針對目前frp加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的研究情況，通過對影響frp加固效果主要因素的探討，引入了應(yīng)變滯后因子和雙參數(shù)含纖維特征值與約束比，建立了新的frp加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的承載力計算公式，并提出了該公...

圓鋼管混凝土是圓鋼管內(nèi)填充混凝土后形成的一種組合截面構(gòu)件,在工程結(jié)構(gòu)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。本文借助有限元分析軟件ansys,考慮兩種材料本構(gòu)關(guān)系的非線性建立了組合截面短柱在軸壓作用下的非線性有限元模型。并通過數(shù)值算例采用剝離分析的方法,得到了軸壓作用下處于復(fù)雜應(yīng)力場的極限承載力,以及鋼材和核心混凝土軸力分配與縱向應(yīng)變的關(guān)系曲線,與試驗結(jié)果對比相吻合。

對9根方鋼管珊瑚混凝土短柱進行了軸壓試驗研究,以試件高度、方鋼管壁厚及截面邊長為變量,探究了含鋼率、長細(xì)比對極限承載力的影響。通過引入核心珊瑚混凝土強度提高系數(shù),分析了套箍增強作用。將核心珊瑚混凝土分為有效約束區(qū)和非有效約束區(qū),并分別進行了受力分析,提出了承載力計算公式,并比較了計算結(jié)果與試驗結(jié)果,以驗證其合理性。

鋼管混凝土核心短柱承載力目前仍無統(tǒng)一計算方法,針對此問題,文章基于鋼管混凝土核心柱軸壓承載力計算方法與外圍普通鋼筋混凝土體積配箍率有著密切關(guān)系的認(rèn)識,分體積配箍率小于和等于大于臨界配筋率兩種情況建立了該柱軸壓承載力計算公式;當(dāng)外圍混凝土的配箍率小于臨界配箍率時,組合柱的破壞是由外圍混凝土控制,根據(jù)協(xié)同工作原理,通過對鋼管混凝土核心柱各組成部分荷載-變形曲線分析,建立了該柱軸壓承載力計算公式;當(dāng)外圍混凝土的配箍率等于或大于臨界配箍率時,核心柱破壞時鋼管內(nèi)外混凝土都能達(dá)到極限狀態(tài),采用極限平衡法推導(dǎo)該柱軸壓承載力計算公式。理論分析與實驗結(jié)果相吻合,表明了本文方法的正確性。

采用統(tǒng)一強度理論,對方鋼管混凝土短柱的核心混凝土有效約束區(qū)和非有效約束區(qū)進行受力分析,通過方鋼管的寬厚比對方鋼管與核心混凝土間的約束效應(yīng)進行控制,提出了方鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計算公式,并對其影響因素進行了分析。然后將其推廣到不同截面形式的鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計算中,將計算值與試驗值進行對比,驗證了公式的合理性。該研究為鋼管混凝土短柱承載力的研究提供了一定的理論依據(jù)。