钢管混凝土增强高强混凝土柱的正截面强度计算_陈周熠
梁板柱混泥土强度计算公式
梁板柱混泥土强度计算公式梁板柱混泥土结构是建筑工程中常见的一种结构形式，其强度计算是结构设计中的重要环节。
在混凝土结构设计中，混凝土的强度是一个关键参数，它直接影响着结构的承载能力和安全性。
因此，准确计算梁板柱混凝土的强度是至关重要的。
梁板柱混泥土强度计算公式是计算混凝土结构强度的基础，它是根据混凝土的材料特性和结构受力情况推导出来的。
在计算混凝土结构的强度时，通常会采用强度设计方法，即根据混凝土的抗压强度和受力情况计算出结构的承载能力。
下面将介绍梁板柱混泥土强度计算公式的推导和应用。
首先，我们来看一下混凝土的强度设计方法。
在强度设计方法中，混凝土的抗压强度是一个重要参数。
混凝土的抗压强度是指混凝土在受压作用下的抵抗能力，通常用标准立方体试件的抗压强度来表示。
混凝土的抗压强度与混凝土的配合比、材料性能和养护条件等因素有关，通常通过实验来确定。
在梁板柱混凝土结构中，混凝土的受力情况通常包括受压和受拉两种情况。
梁和板通常受弯矩作用，而柱通常受轴压作用。
因此，梁板柱混凝土结构的强度计算需要考虑混凝土在受压和受拉状态下的承载能力。
对于梁板柱混凝土结构的强度计算，通常会采用极限状态设计方法。
在极限状态设计方法中，混凝土的抗压强度和受力情况会被考虑在内，通过公式计算出结构的承载能力。
下面将介绍梁板柱混泥土强度计算公式的推导和应用。
对于梁板柱混凝土结构的强度计算，通常会采用以下公式：1. 梁的强度计算公式：梁的强度计算公式通常包括混凝土受压区和受拉区的计算。
混凝土受压区的承载能力可以通过以下公式计算：Nc = αcc β1 λ fcd Ac。
其中，Nc为混凝土受压区的承载能力；αcc为混凝土的抗压强度系数；β1为受压区高度和宽度的调整系数；λ为受压区的长细比系数；fcd为混凝土的设计抗压强度；Ac为受压区的截面面积。
混凝土受拉区的承载能力可以通过以下公式计算：Nt = αct β2 λ fctd At。
其中，Nt为混凝土受拉区的承载能力；αct为混凝土的抗拉强度系数；β2为受拉区高度和宽度的调整系数；fctd为混凝土的设计抗拉强度；At为受拉区的截面面积。
异形截面钢筋混凝土柱正截面承载力简化计算
差。这时， 我们可以 采 用 两 抛 物 线 加 两 直 线 的 形 式 来拟合： 上部分的抛物线方程为
#& $ ! #& ’ ( )%
#& ’ ( ) % #& 1 ! ! ! #* （ ） #*’ ( ) # 下部分的抛物线方程为
（ ） $
图 . " 形截面 （! ／ ） 极限弯矩拟合曲线与精确曲线对比 "#! / .
正截面承载力计算。 将拟合曲线与精确的数值积分法得到的极限弯 矩曲线画在一起 （图 ! ） ， 可以看出两者相当吻合。 前面用到的 ! ，#& ， ’ ， *均 随 轴 #& ’ ( )" ’ + , #* ( ) #& 压比变 化。 为 使 简 化 方 法 的 计 算 结 果 适 应 这 种 变 化， 我们将这四个值随轴压比的变化也进行拟合， 其 中! ， #& ， ’ 用二次多项式拟 #& ’ ( ) " ’ + , #* ( ) 合， 用三次多项 式 拟 合。这 些 多 项 式 中 #& * 各幂次 的 系 数 随 具 体 截 面 尺 寸、 混凝土强 度及配筋情 况 而 变。对 图 ! 的 截 面 拟 合 多 项式如下：
"< ( " "< ? : 2*
（ ） $
式中： ， ? 的修 ? + ( "< : 2 !， " 是根据拟合精度要求对 "< 正系数， 它们是轴压比 + 的函数
!(
｛
（+ " " ） H F E （ ） " H I*" H F D)+） （+ # " H F E D
钢管柱承载力计算所有
考虑偏心影响的承载力折减系数 ψ e 钢管混凝土柱的承载力设计值 Nu KN
20325.37
钢管柱承载力计算
钢管柱直径 钢管壁厚 柱两端弯矩设计值中较大者 M2 轴向压力设计值 N 钢管的内半径 γ c 钢管的横截面面积 Aa 钢管内混凝土的横截面面积 Ac 钢管的抗拉、抗压强度设计值 fa 混凝土的抗压强度设计值 fc 钢管混凝土的套箍指标 θ =faAa/fcAc 钢管混凝土轴心受压短柱的承载力设计值 N0 柱的等效长度系数 K 柱的计算长度 L0 柱的等效计算长度 Le Le/d 考虑长细比影响的承载力折减系数 Ψ l 偏心矩 e0 e0/γ
mm mm KN.m KN mm mm2 mm2 KN/mm KN/mm KN mm mm
2 2
824 12 0 18411 400 30611.68 502654.8 0.21 0.0191 0.669581 23885.22 0.9 5200 4680 5.679612 0.85096 0 0 1
高层超高层建筑中钢管混凝土柱截面选择初探
５ ８
哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报
第３ ５卷
层高又都在３ ５ － ．ｍ之间， ４ 因而柱子长细比的限
管直径由８０ ０ｍ ｍ至 １ ｍ ； ８０ 钢板厚度由 １ ０ ｍ ０
ｆｌｄ ｅ ｌ ｅ ｉｅ ｓ ｅ ｔｂ ｓ ｌ ｔ ｕ
钢管混凝土已为越来越多的人所认识， 并在 高层和超高层建筑中逐渐得到广泛应用， 从中获 得了显著的综合经济效益． 房地产商在考虑是否 采用钢管混凝土结构之初， 存有“ 三怕” 的心理： 一怕造价过高， 赢利减少； 二怕施工困难， 影响工 期、 影响投资的回笼； 三怕技术上还不过关， 对钢 管混凝土仍存有戒心． 因而在对待这一新材料、 新 技术时， 抱着“ 尽量少用， 不得已时才用”的心
理〔． 年 末、 ８八十 代 九十年代初在福建、 〕 广东等高
层建筑中只在底层局部楼层采用钢管混凝土柱便 是典型的实例． 随着科学研究的深人和工程实践 的检验， 钢管混凝土结构在越来越多的房地产商 眼里已 不再是“ 不得已时才用”而是首先把它同 ， 钢筋混凝土结构和钢结构设计方案认真进行全面 的技术经济比 较后才客观地做出抉择． 九十年代 中、 后期天津的今晚报大厦， 深圳赛格广场大厦
等， 以及近两年来天津一些房地产商开发兴建的 住宅小区等高层建筑都优先采用了 钢管混凝土结 构， 便是消除了“ 三怕” 心理之后的另一种表现， 这显然是一大进步． 值得一提的是， 经过我国科学 技术界数十年来的不懈努力、 不断创新， 我国在钢 管混凝土方面， 从理论到科学试验再到工程实践
均已走在世界前列 ， 其发展前景是非常广阔的． 这里所说的钢管混凝土指的是在空钢管中灌
Ｃ ＡＩ ｕ Ｙ
（ｈｎｈｎ ｉ ｅＩ ｕｒＣｍ ａｙ ， ｎ ｅ ５８２ ， ｈ ａ Ｓｅｚ Ｓｕｗｉ ｓｙ ｐｎ Ｌ Ｓｅｚ ｎ ０８ Ｃｉ ） ｅ ｈ－ ｎ ｔ ｏ ｄ ｔ ｈ ｈ ７ ｄ ｎ
钢骨混凝土柱截面的简化计算
钢骨混凝土柱截面的简化计算
蔡益燕;王国周
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】1995()8
【摘要】本文介绍美国LRFD钢结构设计规范关于钢骨砼组合柱的设计规定,并采用我国钢结构设计规范有关公式进行承载力计算.计算结果与试验结果进行了对比.通过算例与承载力累加法进行了对照.
【总页数】8页(P8-15)
【关键词】钢骨混凝土;组合柱;屈服强度;计算;承载力
【作者】蔡益燕;王国周
【作者单位】中国建筑标准设计研究所;清华大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU973.12
【相关文献】
1.蜂窝状钢骨混凝土十字形截面柱承载力实用计算公式探讨 [J], 林沂祥;郑廷银;陈辛驰
2.钢骨-方钢管混凝土偏压短柱正截面承载力计算研究 [J], 翁尚彬;王金鑫;刘遥;蹇佳
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4.异形截面钢筋混凝土柱正截面承载力简化计算 [J], 王依群;赵艳静;周克民;陈勤;
陈云霞
5.钢骨混凝土双偏压柱正截面承载力的计算机模拟及简化计算 [J], 薛刚;吴涛;等因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
柱正截面配筋计算
上
矩
端
最
/
大
下
或
端
轴
力
楼层/*柱
6层A柱 6层C柱
上端 弯矩最大 轴力最大
下端 弯矩最大 轴力最大
上端 弯矩最大 轴力最大
下端 弯矩最大 轴力最大
上端 弯矩最大 轴力最大
6层F柱
下端 弯矩最大 轴力最大
5层A柱 5层C柱 5层F柱
上端 弯矩最大 轴力最大
下端 弯矩最大 轴力最大
上端 弯矩最大 轴力最大
下端 弯矩最大 轴力最大
上端 弯矩最大 轴力最大
下端 弯矩最大 轴力最大
4层A柱 4层C柱 4层F柱
上端 弯矩最大 轴力最大
下端 弯矩最大 轴力最大
上端 弯矩最大 轴力最大
下端 弯矩最大 轴力最大
上端 弯矩最大 轴力最大
下端 弯矩最大 轴力最大
上端 弯矩最大
保
度
护 层
厚
bh
l0 a
500 500 4500 45
455 20 455 20 455 20 455 20 555 20 555 20 555 20 555 20
455 20 455 20 455 20 455 20
455 20 455 20 455 20 455 20 555 20 555 20 555 20 555 20 455 20 455 20 455 20 455 20
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.179 188 147
1
1.207 188 130
1
1.191 188 139
1
1.215 188 126
1 1.245 154 134
1 1.301 154 114
钢骨混凝土柱徐变应力重分布计算
凝土部分的形心轴重合。全截面内力为Ⅳｏ、眠，初始
时刻钢材部分的内力和混凝土部分的内力分别为＾ｋ、 肘印、＾０、肘劬，持荷时长为ｆ时重分布内力分别为 △，ｖｃｎ㈣、△肘。（删）、△Ⅳｓ（Ｉ川、△Ｍｓ（㈨）。待列方程解出钢 材部分和混凝土部分的重分布内力后即可得出纵筋、 型钢、混凝土的重分布应力。
基本理论及假定 根据特劳斯德（ＨＥＩＮＲＩｃＨ ＴＲＯｓＴ）的理论［５］，
混凝土徐变的基本方程为：
峨。ｏ）－等Ⅶ¨Ｄ）＋华．（１＋
疋¨。’９（ＩｔＩ。））＋ｓFra bibliotek＾（。＾） （１）
≥
（２）
一心
式中，△占。（１．¨为加载时刻￡。至时刻ｆ的时间段内 的应变增量；△盯ｃ（１＾）为上述时间内的应力增量；妒（１ｔｆ０） 为徐变系数；ｓ。…．。）为上述时间内的收缩应变增量； ｘ㈧。，为老化系数，按下式计算： 内力计算。ｔ＝０时刻全截面上的内力可按
３．２计算结果分析 试件ｓ２一Ｎ１中的内力重分布计算结果与实测数 据的对比结果见图３，图中计算值与实测值符合得很 好。从计算结果可看出，随着时间的发展，柱中的钢材 部分内力在不断增加，而混凝土部分的内力却在减小。 到持荷时长为２０２ｄ时，钢材内力是初始时刻的１．９０８ 倍，混凝土内力是初始时刻的Ｏ．３３１５倍。可见重分布 内力是很大的，在工程设计及分析中需要特别注意。
表ｌ 试件参数及其长期荷载
公式计算结果明显低估了轴向应变。这是因为试件 Ｓ１一Ｎ２中混凝土的应力水平较高，导致实际变形值中 含有非线性徐变应变的缘故。这也再次印证了线性徐 变理论的使用条件是混凝土工作应力不能超过一定 的限值，对于非线性徐变是不适用的。而目前国内外 对徐变的研究还只限于线性徐变问题，对于非线性徐 变所知甚少，需要进一步的研究。 持荷时长为２０２ｄ时，试件Ｓｌ—Ｎ１、Ｓ１一Ｎ２、Ｓ２一 Ｎｌ的应变值分别是加载初期的１．７３４倍、２．２倍（实 测值）、１．５９３倍。可见即使混凝土在低应力状态下 （如试件ｓ２一Ｎ１），其徐变变形都达到了不容忽视的
《工程抗震与加固改造》2020年总目录
《工程抗震与加固改造》2020年总目录第42卷第1期（总194期）预制混凝土剪力墙结构体系的研究现状与改进策略自复位预制预应力混凝土框架结构恢复力模型研究框架结构加固后的动力弹塑性分析研究..........圆钢管混凝土柱滞回性能参数分析...............液体黏滞阻尼器技术的最新发展动态............汪梦甫杨惠迪（1）............蒲武川张华躍徐熙（10 ）田慧张海孟亚翠刘德志（18 )...........魏国强李强杨帆（28 )陈永祁马良詰（36）设置粘滞阻尼器网架结构的风振响应分析...................消能减震技术在某大跨空间桁架结构中的应用研究..........利用TMD 系统进行多维减震的一个新方法 ................Taft 波下结构采用铅芯橡胶支座调谐质量系统的减震效果分析齐毅男韩森李双池杜红凯韩蓉（45 )林颖捷杨海勇何瑶潘鹏（51 )尹新生李燕莹李百隆孙丽云（57 )闫亚汐刘琦谷莹蕾苏幼坡（64 )唐均万龙翔（69）邱森吴荣兴近断裂带百米高层隔震结构弹塑性动力性态分析 某高层建筑消能减震设计及动力弹塑性分析于兰珍（77 ）基于隔震技术的偏心结构扭转控制研究王威黄小宁王宁杨亚平常雪（83）基于摩擦摆支座的城市高架桥梁隔震性能研究张新中何宇森唐克东（90 ）极罕遇地震作用下摩擦摆隔震高铁桥梁的地震响应分析邓细鹏赵桂峰马玉宏石岩（97 ）大跨度矮塔斜拉桥地震响应优化分析张清旭宁晓骏字学强张敏（106）多点激励下巨型框架悬挂减振结构地震响应振动台阵试验研究金鑫荀勇胡夏闽蔡文华（112）裂缝注浆加固的夯土民居振动台试验研究刘洪义白羽赖正聪和磊柏文峰（120）高效消能支撑在既有框架结构加固工程中的应用徐毅豪李亮袁卫宁（126）不同地震动特性下RC 框架校舍抗震加固残余变形分析孙剪陈乔剑刘涛苏冠兴（132）增设电梯对既有多层砖混结构抗震性能的影响向容李伟龙冯李东彬（141）综合考虑场地特征周期和结构基本周期影响的地震动选择方法研究侯红梅刘文锋（146）设防区划调整对多层框架结构抗震性能影响的研究王志涛杨贝贝马东辉冯云（154）第42卷第2期（总195期）地震作用下钢筋混凝土框架柱延性性能研究刘科黄娇马煜东苏佶智张宁（1)地震与人群步行荷载作用下教学楼框架动力响应分析汪梦甫赵星廖飞（10)基于位移自适应能力谱Pushover 方法李玲金松徐亚丰（19)基于Pushover 的装配式再生混凝土框架结构抗震性能评估张华刘文锋王召猛（28)基于能量分析的近断层地震作用下框排架结构性能研究张淑云黄磊王刚马尤苏夫（37)郑州万达中心超限高层结构抗震分析与性能化设计赵柏玲林元庆（44)某超限多塔高层结构连廊大震弹塑性分析及其减震控制聂竹林杨强陈培宇包嗣海（53)黏滞阻尼墙在框架结构建筑中的分析与应用郭永伟张利军（62)NES 减震RC 框架结构抗震性能研究杨海旭朱峰王海飙于良石明（69)深厚软弱场地上相邻高层结构体系的动力相互作用分析陈金华陈淑萍耿少波武晋文（77)Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting Vol. 42, No. 6 2020考虑地基不均匀性反应堆厂房结构地震响应分析尹训强罗勇王桂萱（87 ）考虑SSI 效应的电气厂房地震响应分析班敏朱秀云（94 ）行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响分析 不同墩高双薄壁墩连续刚构桥地震响应研究 基于OpenSees 的圆钢管加固RC 圆截面桥墩抗震性能数值分析 碳纤维网格（CFN ）加固RC 双向板的抗弯性能试验 预应力加固砌体结构有限元模拟研究某既有超限高层结构的二次减震加固设计基于静动态的空间组合结构损伤识别方法张鑫敏（100）杨凯阳威郝宪武宋帅黄海新王帅吴刚（107）张望欣程寿山（113）邓宗才程传超朱晓楠许小海赵明月（121）徐秀凤孔子昂孙伟杜秀丽王璐(127)翁大根郑超凡丁孙玮郭冰许敏超（134）杨浩罗帅（142）一种随机地震作用荷载识别方法研究韩成伟范存新（147）一种全域屈服型软钢阻尼器设计及性能模拟杜永峰郑辉（153）第42卷第3期（总196期）高强不锈钢绞线网增强ECC 约束核心混凝土受压试验分析带钢管混凝土延性柱耗能器的底框砌体结构抗震性能分析......樊轶江房胜兵王飞宇杨佑发（1 )再生混凝土梁柱组合框架抗震性能分析.........................倪茜吴丹丹李帅张龙飞（7 )前-h 他妹衣 非妙艸心够 右 rtrdiPSiE 仕 ...............孔祥刚张信贵付希尧（15 )基于ABAQUS 的带斜筋的柱式配筋剪力墙有限元分析...........赵楠楠王尧鸿韩青（21 )屈曲约束开斜槽钢板剪力墙简化分析模型及其应用.............金双双白久林（30 )屈曲约束支撑应用于纯框架结构加固项目的地震响应分析 .............韩云山师欣莹高营刘兰付肇晖（37 )三腹杆体外预应力索内力分析及模拟验证......................张晋元王金泽秦泽斌刘毅（43 )地震作用下高层建筑结构的波动特性研究进展综述.............康艳博黄世敏罗开海（49 )某超限高层结构抗震分析与设计......................................陈俊杰鲁志雄陈睦锋张磊陈嘉杰（54 )王新玲金蕾蕾李苗浩夫汤万里张凯李志强（63 ）竖向压应力及高宽比对置换砂浆加固砖墙体的抗震性能研究...........郑煌典石建光谢益人陈周熠（69 ）冷弯薄壁双肢C 型钢十字形节点抗震性能..........................陈明邵斐踽于洲欢高鹏（76 ）灌浆套筒连接装配式混凝土桥墩振动台试验研究..........…郭子鹏辛光涛陈彦江许维炳王泽雨杨光（84）高烈度区连续梁桥的地震响应特性研究...................张明薛磊兰方言（91 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)..................咅田栓柱贾玲玲师旭超（31 )新型取衣根良干T 半厉® 削曰振时任及地辰u 冋应力•忻 ...........庆早粘钢加固达到承载力极限状态混凝土梁试验研究与有限元分析........................褚少辉赵士永郝军兵刘淑红（40 )孔小芳（46 ）钢筋混凝土框架柱碳纤维布加固抗震性能试验研究装配式混凝土半刚性梁柱节点的抗震性能研究..............采用角钢锚固和焊接连接的PCF-MDC 框架抗震性能试验研究叠层废旧轮胎隔震垫单轴受压性能及尺寸效应研究.........基于不同减震控制技术的框架结构抗震性能研究........... 新型抗拉装置在大高宽比隔震结构设计中的应用...........某文物展馆分离式三维隔震设计与抗震性能分析...........BRB 小震耗能对框架结构的造价影响分析某钢筋混凝土框架-防屈曲支撑结构体系的设计方法及抗震 性能分析严珊（55 ）任宏伟王思远李定斌.............丁克伟吴从晓唐立冬韩苗兰（63 ）张骞（70 ）张广泰章金鹏王明阳易宝陆东亮（79 )柳玉印许文贤尹训强卢明全（86 )齐毅男孙蓉管庆松曾传旺（93 )孔德睿魏陆顺张永山张天经杨子泉（99 )朱杰江杨丽娟（109）江韩赵学斐（113）某超限高层连体结构抗震设计BRB 在近断层地震作用下曲线桥减隔震中的应用......斜拉桥拉索地震响应分析.............................复杂地基条件下核电取水口结构地震响应及稳定性分析地震荷载下核电屏蔽厂房结构动力响应数值模拟......李显杰（122）孟凡涛柳晓博阮兴群刘蔚胡兆同李宇（130）雷立本夏修身马朗韩森王晋博（137）王桂萱温林莉赵杰尹训强（143）陈杨熊成马腾飞曾雯琳王娟（151）林树潮周一君（160）预应力作用对安全壳地震响应的影响第42卷第5期（总198期）钢管混凝土柱-H 型钢梁无隔板节点力学性能研究王非杨晔杨卫忠（1)节点连接形式对连柱钢框架子结构抗震性能影响分析熊雅静赵宝成（7)新型钢结构梁端翼缘削弱型梁柱节点受力性能研究刘磊马广田李晓东（17)加劲肋对RBS 型梁柱节点滞回性能的影响殷艳萍顾向阳徐静伟胡静（22)考虑预制混凝土复合填充墙的联肢剪力墙结构受力性能分析庞瑞刘晓怡张海东王璐魏金桥（32)续建工程中复合加固型钢混凝土柱新增截面强度利用系数张喜德黎力设杨涛（39)基于子结构模态的动力自由度缩减综合法王龙超田石柱（46)带可更换墙脚构件的叠合板混凝土剪力墙抗震性能试验研究汪梦甫陈遵胜（54)承插式装配桥墩抗震性能拟静力试验与数值模拟韩艳董嘉雯王龙龙刘志浩（63)随机地震激励下高墩桥梁概率地震需求分析韩旭华李茜郝晨曦张金（71)层状土场地条件下核电厂房拟三维抗震安全分析尹训强罗勇王桂萱（79)Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting Vol. 42, No. 6 2020复杂非均质场地条件下考虑桩-土相互作用的核电厂取水构筑物抗震安全分析箱体改造后的模块化集装箱建筑减震结构性能分析模糊PID 振动控制算法计算研究基于可控阻尼的框架结构地震反应半主动控制分析加载速率对屈曲约束支撑性能影响试验研究以分形函数为基础的新型外置F-D 防屈曲支撑有限元分析刘洪义王腾金子秋周茗如张钦刚吴从晓杨渊•尹训强邱义波王桂萱（86 ）陈展鹏吴从永黄青青（94 ）•王永葛楠黄炳达（106）张敏付熊（113）白羽赖正聪江陈（121）宋谢国鑫罗小博（126）新型带耗能支撑-分散核心筒结构的抗震性能研究...................吴轶杨春王俊然陈麟张春梅（133）基于热氧老化作用下叠层轮胎隔震垫竖向力学性能时变规律研究……周升张广泰章金鹏张杨关怀程华进（141）云南鲁甸某既有框架结构在长周期地震动作用下隔减震加固研究......................................................张亚飞刘德稳李利平房思彤赵洁周旺旺招继炳赵龙庆（148）单斜支撑加固震损窗间砖墙抗震性能试验研究.............................................................张波（155）基于损伤参数的CFRP 布加固混凝土梁界面粘结滑移本构模型研究......................王志杰王新玲李可（160）第42卷第6期（总199期）带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土框架动力弹塑性分析摇摆钢支撑结构滞回性能与极限承载能力分析溶蚀和氯盐侵蚀条件下钢筋混凝土柱抗震性能退化过程的数值模拟建筑消能减震加固技术规程介绍约束内置的新型双重方钢管防屈曲支撑研究双重圆钢管防屈曲支撑力学性能影响因素研究高层隔震结构的应用现状与研究进展桩-土-基础隔震结构在不同场地类别中的动力响应分析不同自滑区长度下“先滑后限”的滑移隔震结构动力响应分析变摩擦作用FPS 支座隔震体系效果分析高烈度区框架结构消能减震设计粘滞阻尼器在既有建筑抗震加固中的应用全装配式混凝土框架综述钢管再生混凝土框架结构的抗震性能研究配钢管高强混凝土芯柱的异强组合柱抗震性能研究计静成都绿地T1塔楼模型振动台试验研究贺军钢筋ECC 复合受扭构件的恢复力模型研究桐碳纤维布松弛性能试验及计算方法研究延性高强砂浆夹碳纤维网格加固砖墙抗震性能试验研究长周期在役40m 预制T 梁体外预应力加固前后承载能力分析郑永瑞武俊彦许维炳近断层地震破裂方向性效应对装配式混凝土桥墩抗震性能影响试验研究陈彦江梁金宝许维炳吴迈鲁余勇刘华杨毛毛罗清宇王强岁亮杨昊张英张家骏杜永峰周振勤李虎（1 ）冯磊赵宝成蒋聪（10 ）左晓宝李向南许骋昱（20 ）薛彦涛程小燕（30 ）周强瞿伟廉汪思成（41 ）孙婷婷周强张英（47）葛根旺王军伟晋宇（53）刘彦辉谭平金建敏（63 ）张超张慧熊仲明（70 ）陈海彬田晓强葛楠（76）陈晓东邵剑文肖志斌（84 ）:刘政袁继强赵欣（90 ）冯云杨国梁薛彦涛（96 ）:罗晓明秦志祥刘兰科（106）;姜良芹刘迎春于殿友（H4）'李建赢刘畅张宏（123）邵永健傅少华王国佐（130）I 宋华霖王鹏钟倩（137）•-张亚英刘霞朱绪平（145）i 王来永陈彦江李娜娜（151）1辛光涛郭子鹏苏鹏（158）Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting。
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RsiA s iy i + Rst A st y st + ( f c, c - f c) A c cor yc cor ( 2)
式中: f c, f c, c分别为 钢管 外混 凝土 和钢 管内 核心混 凝 c 土的轴心 抗压 强度; R s i , Rs i 分别 为受压 钢筋 和受拉 钢 筋的应力, 根据 平截 面假定 确定; A c s i , A si 分别 为受 压 c 钢筋和受拉 钢筋 的截 面 面积; y i , y i 分 别 为受 压钢 筋 c 和受拉钢筋形心对截面形心轴的距离; R st , Rst 分别为受 压钢管的平均应力和受 拉钢管 的平 均应力, 根据 平截 st , A 分别 为受 压 面假定, 取各 自形 心处 的应 力值; A c st 钢管和受拉 钢管 的截 面 面积; y c st , y st 分 别 为受 压区 钢 管形心和受拉 区钢管 形心 对截面 形心 轴的 距离; b 为 构件截面宽度; x 为受 压区 高度; A c cor 为受压 区核 心混 凝土的截面积; y c cor 为受压区核心混 凝土形心对截 面形 心轴的距离。 利用上述 计算方法, 对钢管 高强混 凝土核心 柱抗 震性能试验[ 2] 中的 11 根柱试件进行了计算, 计 算值与 试验值的比 较在 表 2 中列 出。由表 2 可知, 计算结 果 与试验结果吻合较好。 因此, 用上述 与规范 GBJ10 ) 89 相一致 的正 截面 强度计算方法可以较为准确地对钢管高强混凝 土核心 柱进行计算。但是, 这种计算方法需要进行迭 代计算, 过程较为复杂, 不便于工程使用, 有必要寻求一 种更为 实用的计算方法。 四、 基于叠加的正截面强度计算方法 借鉴日本规范
[ 3]
其 实 测 的 屈 服 强 度: <54 @ 2 的钢管为 394M Pa, <65 @ 2 的 钢 管为 364M Pa, <104 @ 3 的 钢 管 为 324M Pa。试验用 5 000kN 长 柱试验机施加竖向 荷载, 在 长柱 试验 机 的活 动平 台 上配 置了 一 个水平加荷框架装 置, 给柱 试件 施加反 复 水 平荷 载。 试件 的 模 型和加载方案简图 如图 2 所示。 受篇幅所限, 试验的 详细情 况参 见文献[ 1, 2] 。 由试验结果可得到各柱试 件在某确 定轴力 N u 下 的水平极限荷载值 P u( P u 值与弯矩极限值 M u 之间存 在关系 M u= P uH c n/ 2, 其中 H c n 为 柱净高 ) , 可 以用以
。因此, 钢管高 强
混凝土核心柱正截 面承载 力计 算可采 用与5 混凝 土结 构设计 规 范6 ( GBJ10 ) 89 ) [ 8] 构 件正 截 面承 载 力计 算 一致的方法。 11 基本计算假定: 1) 截面应 变分布 符合平截 面假 定; 2) 钢管和钢筋 的应力 均取 等于应 变与其 弹性 模量 的乘积, 但不得大于各自的强度设计值; 3) 受拉 区钢管 内、 外的混凝土不参加工作; 4) 柱中高强混凝土 的极限 应变 E cu取 01 003。 21 计算公式 N u = f c bx + -
o 615@ 60 21 77 |
11
试验结果表明, 钢管 高强 混凝土 核心柱 在压 弯受 力情况下, 外围混凝土与核心钢管之间没有相 对滑移, 正截面应变 分布 符合平 截面 假定
[ 2]
计算结果与试验结果的比较( 单位 : kN) 表 2
与规范 GBJ10 ) 89 试验结果 试件编号 8A1- 1 6C1- 1 8C1- 1 6B1- 2 6A1- 4 6A2- 1 6A2- 3 6B1- 3 6C1- 3 8A1- 3a Nt 1 300 1 000 1 250 980 1 020 1 100 990 1 000 1 000 1 100 1 250 Pt 310 300 320 270 280 290 260 280 300 280 300 叠加方法计算结果 一致的方法的计算结果 N 计 ( N t) 1 300 1 000 1 250 980 1 020 1 100 990 1 000 1 000 1 100 1 250 P计 2841 1 2451 1 2641 0 2261 9 2311 4 2521 4 2251 9 2441 5 2451 1 2441 1 2841 1 P t / P 计 N 计( Nt ) 1109 1122 1121 1119 1121 1115 1115 1114 1122 1114 1105 1 300 1 000 1 250 980 1 020 1 100 990 1 000 1 000 1 100 1 250 P计 2881 4 2601 8 2811 2 2321 7 2391 3 2551 8 2291 7 2431 4 2601 8 2471 9 2891 2 Pt / P 计 1107 1102 1113 1116 1117 1113 1113 1115 1115 1113 1103
表1
b@ h ( mm) 202 @ 196 199 @ 200 196 @ 196 194 @ 195 199 @ 198 197 @ 199 196 @ 196 199 @ 202 197 @ 201 202 @ 198 195 @ 198
o 8+ 8 o 11 0 4 | | 6 1107 o 8+ 8 o 21 38 4 | | 6 1107 o 8+ 8 o 21 38 4 | | 6 1107 o 8+ 8 o 01 82 4 | | 6 1107 o 8+ 8 o 11 0 4 | | 6 1107 11 0 11 0 12 o | 8 12 o | 8 1151 1151
6
c c R s iA c si + R si A c st
c, c -
8A1- a
6
Rs iA s i - Rst A st + ( f h x )+ 2 2
f c) A c cor
P t / P 计 值的统计参数
X= 11 16, R= 01053
X = 11 11, R = 01 049
( 1)
o
校核柱的正截面强度计算方法的准确性。 三、 与5 混凝土结构 设计规 范6 一致的 正截 面强度 计算方法
试件参数
试件 编号 8A1- 1 6C1- 1 8C1- 1 6B1- 2 6A1- 4 6A2- 1 6A2- 3 6B1- 3 6C1- 3 8A1- 3a 8A1- a f cu ( M Pa) 10111 8516 10111 7919 7919 8516 7919 8516 8516 8418 10111 <@ t ( mm) 65 @ 2 104 @ 3 104 @ 3 54 @ 2 65 @ 2 65 @ 2 65 @ 2 54 @ 2 104 @ 3 65 @ 2 65 @ 2 Q t ube ( %) 纵筋 布置 Q s ( %) 箍筋 布置 o 6@ 50 | o 6@ 50 | o 6@ 50 | o 6@ 70 | o | 6@ 140 o 6@ 50 | o | 6@ 100 o 6@ 100 | o 6@ 100 | o 6@ 100 | Q v ( %) 21 83 21 83 21 83 21 02 11 01 21 83 11 42 11 42 11 42 11 42
图1 图2
( 图 1) , 并 与大 连理 工 大学 土 木系 合 作 进 行 了 钢管 高 强 混 凝土 核 心 柱 的 抗 震性 能 试 验 研究。试 验表 明, 这 种柱型 可 以部分 克服以 上缺 点, 并保 持 柱子具有较好的抗震延 性。以此 为基 础, 讨 论了钢 管 高强混凝土核心柱的正 截面强 度计 算方法, 并将 计算 结果与试验结果进行比 较, 提 出了可 供工程 设计 使用 的计算公式。 二、 试验概况 在大连理工大学土木系 与辽宁省建筑设 计研究院 合作进行的周期反复水平荷 载下钢管高强混 凝土核心 柱的抗震性能试验[ 1] 中, 所用柱试件是按框架柱受力特 征, 将上、 下两层柱在中点( 反弯点) 截断, 试件中部伸出 突梁, 用以模拟节点承受反复水平荷载。试件的设计截 面尺寸为 b @ h= 200mm @ 200mm, 总 长度为 1 500mm, 剪跨比为 21 75, 在 本文计 算中用到 的柱试 件的参 数详 见表 1。试件所用钢筋 是用冷 轧带肋钢 筋经过 回火处 理而成, 其实测屈 服强度:
o 8+ 8 o 6 1107 01 8 21 38 4 | | o 8+ 8 o 6 1107 11 0 4 | | o 8+ 8 o 6 1107 11 0 4 | |
|
8钢筋为 244M Pa,
o |
6钢筋
为 306M Pa; 所用的钢管是采用无缝钢管车削加工而成,
注 : X 为均值 ; R 为方差。
M u = N u e0 = f c bx ( +
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的相互作用。外包钢筋混凝土部分的轴力和弯矩相关 c Rc si A c s iy c st A c st y c i + R st 关系曲线可以由现行混凝土结构设计规范正截面承载 力计算方法确定; 钢管 部分的 轴力 和弯矩 相关 关系曲 线可近似采用直线关 系; 钢管 内填 充混凝 土部 分因其 抗弯承载力小, 所以使其只承受轴向力。如图 3 示, 将 这三部分曲线叠加, 即 可以得 到钢 管高强 混凝 土核心 柱的轴力和弯矩相关关系曲线。 由塑性 理论下 限定理可 知, 对于 满足平衡 条件的 由任意轴力分配所确 定的 各部分 受弯承 载力 之和中, 真实的极限承载力 为最 大值。根 据这一 理论, 采用叠 加方法计算的结果总是偏于安全的。 按图 3 所示 的叠 加结果, 钢管高 强混 凝土核 心柱 受轴力和弯矩作用的正 截面受 弯承载 力可 用式( 3) 这 样的一组公式表示, 各 个公式 的适 应范围 相应 于设计 压力给出