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合于中空夹层钢管混凝土的磋商

  

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合于中空夹层钢管混凝土的磋商

  

合于中空夹层钢管混凝土的磋商

  关于中空夹层钢管混凝土的研究 颜 博 (西安科技大学710064) 【摘要】本文主要通过实验研究及结果分析,介绍了中空夹层钢管混 凝土的承栽力和静力性能的研究,以及介绍了有关中空夹层钢管混凝 土的滞回性能的研究实验夏结果。 【关键词】中空夹层钢管混凝土;承裁力;静力性能;滞回性能 三、中空夹层钢管混凝土的静力性能研究 虽然目前已有部分中空夹层钢管混凝土构件在静力荷载作用 下的实验研究,但研究工作开展得还不够充分和系统,并且成果大 部分集中在圆中空夹层钢管混凝土和方中空夹层钢管混凝土两种 截面的轴压和纯弯力学性能上,有关压弯构件的研究开展较少。 文献[4]中对短柱轴压实验进行了介绍。实验一:其内外钢管 的净厚比范围为43至169。构件在两层钢管之间灌注的混凝土为 树脂混凝土。实验结果表明:试验时构件的荷载一变形关系在加载后 期基本上都出现下降段,其轴压承载力比钢管和混凝土二者叠加的承 载力要高出7—31%,同时在承载力峰值点处的应变值达到了1%,也 要大于钢管或混凝土单独加载时各自峰值荷载所对应的应变。 在实验一研究的基础上,实验二对中空夹层钢管混凝土轴压构件 的荷载一变形关系进行了初步的分析,分析时考虑了钢管和混凝土之 间的相互作用力。由于采用的分析方法无法考虑混凝土破坏后的情 况,因而提供的方法仅能计算出构件的荷载一变形关系至峰值点处, 无法更进一步准确地模拟出构件荷载一变形关系的下降段。 四、中空夹层钢管混凝土的滞回性能 文献[5]中作者进行了12个圆中空夹层钢管混凝土和16个方 中空夹层钢管混凝土构件滞回性能的研究,此外还进行了5个空钢 管的对比试验。构件设计时所考虑的变化参数为轴压比(n----O-o. 65)和空心率(X=0--0.77)。试验结果表明,圆形和方形中空夹层钢 管混凝土试件的外观破坏形态和相应实心钢管混凝土试件基本一 致。试验实测的弯矩一曲率和荷载一位移滞回关系结果表明,无论 是圆形截面还是方形截面,所有中空夹层钢管混凝土试件的弯矩一 曲率和荷载一位移滞回关系均较为饱满,没有明显捏缩现象,试件 的耗能能力良好。通过对比分析,发现空心率不同的中空夹层钢管 混凝土试件与具有相同轴压比的实心中夹层钢管混凝土试件相比, 其荷载一位移滞回曲线的形状和变化规律基本一致。而空钢管试 件由于受局部屈曲的影响,和相同轴压比下的中空夹层钢管混凝土 及实心钢管混凝土试件有所不同,其荷载一位移滞回曲线的骨架线 具有较陡的下降段,曲线后期趋于不稳定,循环次数较少。采用纤 维模型法可对中空夹层钢管混凝土的弯矩一曲率和荷载一位移滞 回关系进行分析,计算结果表明其和实验结果二者基本吻合。根据 参数分析,结果发现和实心钢管混凝土类似,中夹层钢管混凝土的 弯矩一曲率和荷载一变形滞回模型骨架线可采用三维模型来表示。 【参考文献】 一、引 言 90年代初,国外的一些学者开始研究一种新型的钢管混凝 土——中空夹层钢管混凝土(Concrete Filled Double Sldn Steel Tubes), 简写为CFDST,即在两个同心放置的钢管之间灌注混凝土而成的构 件。和钢管混凝土上百年的研究历史相比,针对中空夹层钢管混凝 土的研究仅有十余年,基本上还处于起步的阶段.中空夹层钢管混 凝的研究目前主要集中在轴压,纯弯和压弯构件的静力性能及压弯 构件的滞回性能研究。因此,本文就主要对中空夹层钢管混凝土的 承载力,静力性能及滞回性能加以论述。若无特殊指出,本文所论 述的中空夹层钢管混凝土皆为圆中空夹层钢管混凝土。 二、中空夹层钢管混凝土(柱)承载力的研究 l、基本假定。文献[1,2],对于中空夹层钢管混凝土在本文分 析计算中,作如下假设: (1)平截面假定; (2)钢管和混凝土之间无滑移,两者之间的变形协调; (3)屈服后截面形状不变,钢管不发生局部屈曲; (4)构件的屈服由钢管和核心混凝土的纵向应力引起; (5)只考虑纵向平衡和变形协调条件,即内外力平衡条件,Ns +N’s+Nc----N;变形协调条件esl=ecl。式中:N为外荷载;Ns、N’ s、Nc分别为外钢管、内钢管和核心混凝土所承受的轴向压力;esl、 eel为钢管和混凝土的纵向应变。 2、钢管和核心混凝土的应力应变关系。核心混凝土受到外包 钢管和内钢管的约束,钢管和混凝土之间存在着相互作用,由于这 种相互作用使核心混凝土的工作性能进一步复杂化。钢管混凝土 轴心受压时核心混凝土的受力特点:侧压力是被动的,且随纵向压 力的增大而增大。钢管混凝土受荷初期,钢管和混凝土按刚度比 承受外荷载。在此阶段,如果忽略钢管和混凝土之间的粘结作用, 可以近似地认为混凝土处于单向受压状态。随着混凝土应力的不 ’断增加,其横向变形系数将不断增大,如果超过钢管的横向变形系 数,则由于变形协调,而在钢管和混凝土之间产生随外荷载大小而 变化的约束力,使核心混凝土由单向受压发展方三向受压。如果 钢管可对核心混凝土提供足够的约束力,随着变形的增加,混凝土 的应力应变关系曲线不会出现下降段;反之,如果钢管不能对其核 心混凝土提供足够的约束力,则混凝土的应力应变关系将出现下 降段,且下降段的下降趋势随约束作用的减弱而逐渐增强。 3、钢管混凝土的承栽力计算。钢管混凝土的承载力计算公式 的推导主要是根据统一强度理论。统一强度理论是在双剪强度理 论的基础上以双剪单元体为力学模型,考虑了作用于单元体上的全 部应力以及它们对材料屈服的不同贡献,而建立的一个新的强度理 论。文献E3]中对于钢管混凝土的承载力公式进行了详细的推导。 ? Et]陶忠,韩林海,黄宏.方中空夹层钢管混凝土偏心受压柱力学性能的 研究EJ].土木工程学报,2002,36(2):33—40. [2]韩邦飞,夏建国,赵建明同种双钢管混凝土轴心受压构件的承裁力 研究EJ3.石家庄铁道学院学报,1995,8(3):75~80. [3]赵均海,郭红香,魏雪英.圃中空夹层钢管混凝土柱承戢力研究EJ]. 建筑科学与工程报,2005,22(1):5l一54. [4]陶忠,韩林海.中空夹层钢管混凝土的研究进展EJ].哈尔滨工业大学 学报.2003,8. [5]韩林海等著.现代组合结构和混合结构[M3.科学出版社,2009. ?一106-—— 万方数据

  关于中空夹层钢管混凝土的研究_建筑/土木_工程科技_专业资料。关于中空夹层钢管混凝土的研究 颜 博 (西安科技大学710064) 【摘要】本文主要通过实验研究及结果分析,介绍了中空夹层钢管混 凝土的承栽力和静力性能的研究,以及介绍了有关中空夹层钢管混凝 土的

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