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    钢管混凝土承载力的研究

    2019-05-07   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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     中国钢管信息港报道记者:混凝土轴压构件抗火承载力的回归计算公式,并与国内外的结果对比,吻合较好,适于应用。
      
      目前,国内外对钢管混凝土柱的抗火性能?#33322;?#34892;了较深入的研究,但大多数都集中在对它的耐火极限(时间)的研究上,而对它的抗火承载力研究得较少,而从结构工程这一学科来说,抗火承载力这一概念应用起来会更方便、更广泛。最近,英国学者提出了计算温度场、极限承载力和截面抗弯刚度的简化计算公式,在给定任意标准升?#32511;?#20214;下的升温时刻,根据公式的计算,可求出轴压稳定抗火承载力。该方法具有一定的局限性。第一,在求截面刚?#20161;保?#21482;是将钢管、混凝土高温时的抗弯刚度简单叠加在?#40644;穡?#27809;有考虑两者的组合作用;第二,求稳定承载力用到的稳定系数,是经过与,径向被划分成m+1份,其中m份为混凝土,1份为钢管。环向被划分成n份,则半个截面被划分成(m +1)n个单元,从而可求出混凝土单元的面积Ai和坐标xj钢管单元的面积As?#30333;?#26631;xs/.元的应变为将减去热膨胀引起的应变bj,即是第ij单元因受力产生的应变4,即给定t时温度场给定初挠曲v初偏心e假定4是截面单元划分示意图将4代入到钢管、核心混凝土的应力-应变关系中,即得该单元的应力、,将所有单元的应力叠加,得到整个跨中截面的内力计算钢管混凝土柱高温下的承载力可采用与常温相同的方法。
      
      钢管混凝土;双剪统一强度理论;核心混凝土钢管混凝土是将普通混凝土填入薄壁钢管内而形成的组合材料,它具有普遍混凝土无法比拟的许多优点。最显著的是它改善了核心混凝土的受力状态,提高了构件的塑性韧性和承载能力-近年来,钢管混凝土在建筑结构中应用非常广泛,建造了大量的建筑物构筑物和桥梁等工程。国内外学者在钢管混凝土方面进行了大量的研究,根据试验结果各自给出了计算公式-这些公式为工程设计提供了重要依据。但这些公式大多都是从试验拟合出的,理论性方面没有得到较好的解释,且计算公式和方法都比较冗?#20445;?#19981;便应用-本文采用了国?#26131;?#28982;科学基金资助(59779028),陕西省自然科学基金资助(2000C39)赵均海(1960-),男,陕西西安人,长安大学教授,博士,西安建筑科技大学土木工程博士后流动站在站博士后。主要从事固体力学。强度理论和结构工程等研?#22330;?/div>
      
      考虑中间主应力e的影响、拉压性能不同的适用于各种材料的复杂应力状态下的双剪统一强度理论对钢管混凝土进行理论分析,从而推导出理论性较强的承载力计算公式,并通过轴心受压试验验证了理论公式的正确性,为钢管混凝土承载力分析提出了较合理的理论解释。
      
      1钢管混凝土轴心受压承载力计算公式本文采用双剪统一强度理论对钢管混凝土轴心受压承载力进行研究。双剪统一强度理其中:e,e和e分别为3个主应力;e和e分别为材料的拉伸强度和压缩强度;t=e/e为材料拉压强度比;b为?#20174;?#20013;间主应力效应的材料参数。其值为比较表达式(1a)(1b),并用混凝土凝聚力c和内摩?#20004;莌表示则有对混凝土材料,很少去测定c和h,?#35805;?#20173;用抗拉强度ft和抗压强度/。来表示。由单轴受力可,当满足莫尔强度准则?#20445;?cosh/(1-sinh)=/,即单轴受力混凝土抗压强度。令k=对于抗压混凝土,按习惯?#35805;?#21462;压为正,拉为?#28023;?#21017;式(3)变为式(4)中的e即为核心混凝土抗压强度,即/,/c为单轴混凝土抗压强度,当试验采用圆柱体试件?#20445;?c应取圆柱体的单轴抗压强度,即/cy,因此由式(4)得核心混凝土抗压强度为,(。=钢管混凝土的承载力是由钢管的承载力和核心混凝土的承载力共同组成,即服强度;/'c为核心混凝土抗压强度,其值参见。
      
      中国钢管信息港报道记者:有关学者的计算公式及其比较试件编号钢管尺寸/含钢度/试件竖向极限每组试件承载力理论位移荷载极限荷载平计算值/mm /kN均值/kN/kN误差表1钢管混凝土柱轴心受压试验及计算结果或的部分试验结果及采用式(7)的计算结果如表2,采用本文计算公式(6)对相应试件进行计算,结果列于表2中。
      
      (11)的计算结果及用本文公式(6)的计算结果见表2由表2可知,采用本文提出的公式计算,误差在10%以内,可见本文对于钢管混凝土承载力给出的公式,形式简单,计算方便,理论基础强,与资料的结论基本一?#38534;?/div>
      
      当其它拔制条件不变?#20445;?#38543;着摩?#26009;?#25968;大,最大?#25991;?#27169;压和平均拔制应力上升。摩?#26009;?#25968;对其它效果参数影响不大4结论计算机模拟结果表明,厚壁管拔制后壁厚减小;薄壁管拔后壁厚大;空拔后钢管出口直径略小于模?#23383;?#24452;。
      
      轴向应力沿钢管壁厚呈不均匀分布状态钢管外表面?#26159;?#25289;应力,而内表面则为压应力这给出了钢管表面易产生横裂现象的力学解释;钢管的周向应力分布与轴向应力分布相似拔制后钢管外表面仍为强?#26447;?#25289;应力,内表面则为?#26447;?#21387;应力。这给出了空拔时钢管易产生纵裂现象的力学解释拔制时钢管的最大轴向应力和最大周向应力随延伸系数的加呈双峰曲线分布,因此在设计拔制工艺?#20445;?#24212;避开峰?#30331;?#23613;量选用低谷?#30331;?#20837;= 1.35~1.40),这样可以?#34892;?#38450;?#36141;?#35010;?#30333;?#35010;的发生。
      
      中国钢管信息港报道记者:为宜在钢管与?#25991;?#30340;咬入区?#30333;?#35282;过渡区,模具承受的模压较大,模具磨损较快。在相同拔制条件下,薄壁管?#25991;?#25215;受的模压更不均匀,模具局部磨损更快,钢管产生裂纹的可能性更大
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