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    钢管混凝土承载力的研究

    2019-05-07   来源ㄩ   点击数ㄩ0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ㄩ混凝土轴压构件抗火承载力的回归计算公式ㄛ并与国内外的结果对比ㄛ吻合较好ㄛ适于应用﹝
    ﹛﹛
    ﹛﹛目前ㄛ国内外对钢管混凝土柱的抗火性能?#33322;?#34892;了较深入的研究ㄛ但大多数都集中在对它的耐火极限ㄗ时间ㄘ的研究上ㄛ而对它的抗火承载力研究得较少ㄛ而从结构工程这一学科来说ㄛ抗火承载力这一概念应用起来会更方便﹜更广泛﹝最近ㄛ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ㄛ在给定任意标准升?#32511;?#20214;下的升温时刻ㄛ根据公式的计算ㄛ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ㄛ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;暈?#27809;有考虑两者的组合作用˙第二ㄛ求稳定承载力用到的稳定系数ㄛ是经过与ㄛ径向被划分成m+1份ㄛ其中m份为混凝土ㄛ1份为钢管﹝环向被划分成n份ㄛ则半个截面被划分成ㄗm +1ㄘn个单元ㄛ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bjㄛ即是第ij单元因受力产生的应变4ㄛ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ㄛ即得该单元的应力﹜ㄛ将所有单元的应力叠加ㄛ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﹝
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    ﹛﹛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ㄛ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ㄛ提高了构件的塑性韧性和承载能力-近年来ㄛ钢管混凝土在建筑结构中应用非常广泛ㄛ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ㄛ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ㄛ理论性方面没有得到较好的解释ㄛ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ㄗ59779028ㄘㄛ陕西省自然科学基金资助ㄗ2000C39ㄘ赵均海ㄗ1960-ㄘㄛ男ㄛ陕西西安人ㄛ长安大学教授ㄛ博士ㄛ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>
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    ﹛﹛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ㄛ从而推导出理论性较强的承载力计算公式ㄛ并通过轴心受压试验验证了理论公式的正确性ㄛ为钢管混凝土承载力分析提出了较合理的理论解释﹝
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    ﹛﹛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ㄩeㄛe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ㄗ1aㄘㄗ1bㄘㄛ并用混凝土凝聚力c和内摩?#20004;バ表示则有对混凝土材料ㄛ很少去测定c和hㄛ?#35805;?#20173;用抗拉强度ft和抗压强度/﹝来表示﹝由单轴受力可ㄛ当满足莫尔强度准则?#20445;?cosh/ㄗ1-sinhㄘ=/ㄛ即单轴受力混凝土抗压强度﹝令k=对于抗压混凝土ㄛ按习惯?#35805;?#21462;压为正ㄛ拉为?#28023;?#21017;式ㄗ3ㄘ变为式ㄗ4ㄘ中的e即为核心混凝土抗压强度ㄛ即/ㄛ/c为单轴混凝土抗压强度ㄛ当试验采用圆柱体试件?#20445;?c应取圆柱体的单轴抗压强度ㄛ即/cyㄛ因此由式ㄗ4ㄘ得核心混凝土抗压强度为ㄛㄗ﹝=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ㄛ即服强度˙/'c为核心混凝土抗压强度ㄛ其值参见﹝
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    ﹛﹛中国钢管信息港报道记者ㄩ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ㄗ7ㄘ的计算结果如表2ㄛ采用本文计算公式ㄗ6ㄘ对相应试件进行计算ㄛ结果列于表2中﹝
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    ﹛﹛ㄗ11ㄘ的计算结果及用本文公式ㄗ6ㄘ的计算结果见表2由表2可知ㄛ采用本文提出的公式计算ㄛ误差在10%以内ㄛ可见本文对于钢管混凝土承载力给出的公式ㄛ形式简单ㄛ计算方便ㄛ理论基础强ㄛ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ㄛ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ㄛ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;﹝
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    ﹛﹛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ㄛ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ㄛ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ㄛ因此在设计拔制工艺?#20445;?#24212;避开峰?#30331;齮?#23613;量选用低谷?#30331;齮?#20837;= 1.35~1.40ㄘㄛ这样可以?#34892;?#38450;?#36141;?#35010;?#30333;?#35010;的发生﹝
    ﹛﹛
    ﹛﹛中国钢管信息港报道记者ㄩ为宜在钢管与?#25991;?#30340;咬入区?#30333;?#35282;过渡区ㄛ模具承受的模压较大ㄛ模具磨损较快﹝在相同拔制条件下ㄛ薄壁管?#25991;?#25215;受的模压更不均匀ㄛ模具局部磨损更快ㄛ钢管产生裂纹的可能性更大
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