钢骨钢管混凝土柱轴压比限值的讨论
型钢混凝土柱轴压比分析
型钢混凝土柱轴压比分析
型钢混凝土柱轴压比分析
作者：孙晓骥;赵玉慧
作者机构：西安长庆科技工程有限公司,陕西西安710021
来源：陕西建筑
ISSN：1552-7964
年：2008
卷：000
期：005
页码：20-22
页数：3
中图分类：TU398.902
正文语种：CHI
关键词：型钢混凝土柱;轴压比限值;延性
摘要：轴压比是衡量受压构件延性大小的重要指标，它对结构抗震性能的影响很大。
本文介绍并分析了型钢混凝土柱轴压比限值及其计算方法，根据理论分析和试验结果，对型钢混凝土柱轴压比限值给出合理取值的建议，可供设计人员参考。
钢筋混凝土柱超限的解决方法
钢筋混凝土柱超限的解决方法摘要：针对建筑结构计算时钢筋混凝土柱轴压比超限或截面过大的问题，提出了解决的办法和实际应用中需要注意的事项。
Summary: Solutions and attentions in practical application，are raised to solve the problems of over limiting of reinforeced concrete column axle pressure ratio and section occurred in the calculation of archetectural structure.关键词：程序，计算模型，轴压比，短柱，高强混凝土Key words: Program, calculating model, axle pressure ratio, short column, high-strength concrete抗震设计过程中，如果承担竖向荷载的钢筋混凝土柱轴力过大，其延性将变小，容易发生脆性破坏，使柱突然丧失承载能力，其危害性不言而喻。
我国新《建筑抗震设计规范GB50011—2010》严格规定了钢筋混凝土柱的轴压比限值（见表1，适用于剪跨比大于2且混凝土强度等级不高于C60的情况），目的是为了使柱为大偏心受压，具有比较大的屈服后变形能力和耗能能力，增加建筑物的安全性。
多层建筑的高度比较低，荷载相对较小，一般不会因为要满足轴压比的限值而出现超大截面的“胖柱”。
高层建筑则不然，进行结构计算时，底部若干层柱截面尺寸往往由轴压比控制，虽然纵向钢筋仅为构造配筋，而柱子的截面却非常大，对经济、美观、实用等指标均有不同程度的影响，甚至出现对抗震不利的轴压比限值更加严格的短柱。
剪跨比不大于2时，轴压比限值见表2（对于剪跨比小于1.5的柱子，需要采取特殊构造措施，不在本文讨论范围之内）。
通过降低建筑物高度、开间尺寸或使用荷载等方法，虽然能减小柱的轴力，却使工程达不到计划的目标。
型钢高强混凝土柱轴压比限值的试验研究的开题报告
型钢高强混凝土柱轴压比限值的试验研究的开题报告1. 研究背景钢筋混凝土结构广泛应用于工业和民用建筑中，其中柱是结构中承受压力的主要构件之一。
由于柱在压力下易发生屈曲、破坏，因此需要对其轴压比限值进行研究。
2. 研究目的本研究旨在通过试验研究，探讨型钢高强混凝土柱轴压比限值的合理范围，并为结构工程设计提供参考依据。
3. 研究内容3.1 设计和制作型钢高强混凝土柱试件；3.2 进行柱轴压试验，记录试验数据；3.3 分析试验结果，探讨型钢高强混凝土柱轴压比限值的合理范围。
4. 研究方法4.1 选取合适的试验材料和试型；4.2 制备试件，按一定程序进行标定和预加载；4.3 进行轴压试验，记录试验数据；4.4 对试验数据进行分析和处理，得出试验结论。
5. 研究预期成果5.1 得出型钢高强混凝土柱轴压比限值的合理范围；5.2 发表一篇学术论文，为结构工程设计提供参考依据。
6. 计划安排6.1 第1-2个月：文献调研和试验方案设计；6.2 第3-6个月：试件制备和试验；6.3 第7-9个月：数据处理和结果分析；6.4 第10-12个月：论文撰写和修改。
7. 研究难点和解决途径7.1 高强混凝土在试验中易发生裂缝，对试件的加固措施需要进行充分的设计和实验验证；7.2 柱钢筋的布置方式对柱轴压比限值的结果可能产生影响，需要进行多组试验来进行比较分析。
8. 预算和经费8.1 实验材料费用：5000元；8.2 试验设备使用费用：5000元；8.3 实验数据处理软件购置费用：2000元；8.4 论文发表和会议差旅费用：3000元。
总经费预算：15000元。
配置工字、十字形钢骨的钢骨混凝土柱轴压比限值(精)
LIMIT VALUE OF AXIAL COMPRESSION RATIO OF SRC COLUMN WITH H- SHAPED OR CROSS STEEL SECTION
Su Yi Cheng Wenrang ( Key Laboratory of Concrete and Prestressed Concrete Structure of Ministry of Education, Southeast University Nanjing 210096)
缘屈 服, 而由图 2 知受拉翼缘的拉应变标准值为:
Ess =
B1 h 0ss x b, k
-
1
Ecu, k
第一作者: 苏 毅 男 1977 年 8 月出生 博士研究生 收稿日期: 2005- 09- 10
工业建筑 2006 年第 36 卷第 2 期 85
故 N ssf, k =
1 2
f ss, k -
Abstract : The paper gives out the condition of yielding first for the tension steel bar in the balanced failure of SRC column. The limit value formulae of axial compression ratio for SRC column are derived including to bend around strong axis and weak axis of H- shaped steel section. Based on these formulae, the paper puts forward the limit value formula of ax ial compression ratio of the cross steel section. Keywords : SRC column the limit value of axial compression ratio
钢筋混凝土异形截面框架柱轴压比限值的研究
钢筋混凝土异形截面框架柱轴压比限值的研究结构设计中，钢筋混凝土异形截面框架柱是一种广泛应用的结构形式。
在设计过程中，柱的轴压比是一项极为重要的参数。
对于柱的轴压比，国内外有不同的限值标准。
本文主要对钢筋混凝土异形截面框架柱的轴压比限值进行研究。
一、现有轴压比限值标准国内的《建筑结构设计规范》中规定，普通钢筋混凝土柱的轴压比不得超过0.65，高强钢筋混凝土柱的轴压比不得超过0.6。
国外许多标准也对轴压比进行了规定。
美国规定，钢筋混凝土柱的轴压比应小于0.45，且应满足公式（1）：(1) Pu<=0.2fc′A_g+0.4fyA_s其中Pu为柱的轴向受力，fc′为混凝土的轴心抗压强度，Ag为柱的截面面积，fy为钢筋的屈服强度，As为钢筋的截面面积。
欧洲规定，钢筋混凝土柱的轴压比应小于0.45，且应满足公式（2）：(2) Pu<=N_A+M_b/N_z其中NA为柱截面的压杆承载力，Mb为柱截面受弯矩作用产生的弯矩，Nz为柱截面杆件的压杆弹性模量。
二、影响因素1.截面形状异形截面柱的构造比较复杂，不同的截面形状对柱的轴压比限值有不同的影响。
通常来说，异形截面柱的轴压比应比矩形截面柱的限值略小。
2.钢筋种类和状态钢筋种类和状态对柱的轴压比限值也有很大的影响。
不同的钢筋种类和状态所表现出来的受力性能、屈服强度等都不同，因此对轴压比限值的影响也就不同。
3.混凝土强度等级混凝土强度等级对柱的轴压比限值也有很大的影响。
一般来说，混凝土强度等级越高，柱的轴压比限值应该越大。
但是，如果强度等级过高，混凝土内部强度分布不均匀，反而会使得柱的轴压比限值降低。
三、结论与建议根据国内外标准可知，大多数标准都是规定柱的轴压比不得超过0.45，并给出了相应的公式计算方法。
在异形截面柱的设计中，应该根据实际情况选择合适的公式计算柱的轴压比，并满足相应的限值。
同时，截面形状、钢筋种类和状态、混凝土强度等级等因素也需要考虑在内，以保证设计的安全可靠。
型钢混凝土异形柱的基本力学行为及轴压比限值的研究
不符。
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荷载
基于叠加法计算SRC异形柱的轴压比限值 ➢ 日本规范及我国规程采用了叠加法计算SRC矩
形柱的轴压比限值。 ➢ 由于异形柱截面不对称，需要简化。
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基于叠加法计算的技术处理
➢ 把不对称的异形柱简化成矩形柱。与加载方 向一致柱肢的矩形柱。
➢ 对十形柱，45度加载时，轴压比限值最小。 ➢ 由于截面及配钢不对称，按界限破坏的方法
计算SRC异形柱的轴压比有可能出现负值 （也就是根本不可能发生界限破坏）
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试验检验界限破坏理论的计算结果
➢ 部分试件（T2、T9、L3）试验实加轴压比 明显大于理论计算结果时，延性仍大于3。
➢ 采用界限破坏的计算方法计算SRC异形柱的 轴压比限值存在缺陷。
型钢混凝土异形柱的基本力 学行为及轴压比限值的研究
西安建筑科技大学 薛建阳
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1 型钢混凝土异形柱的研究意义
✓ 异形柱结构柱肢宽度与隔墙等厚,具有避 免室内柱楞凸出、美观适用、得房率高 等优点，倍受欢迎。在中国异形柱结构 得到了大量的应用.
✓ 异形柱在具有以上优点的同时，也存在 着其截面特性带来的先天不足。
代入边界条件得： u(z) 12yz2
v(z) 12xz2
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✓ 由于 x 0， y ，0 必定有 、 u(z) z0 0 v(z) z0 ，0 显 然与命题只发生 x 轴方向位移的假定矛盾，命 题不成立。
✓ 因此，楼盖发生轴x方向的刚体平移时，柱当 且仅当发生绕 y轴方向的弯曲变形，即：
➢ 把型钢对称化，并且以含钢量最小的一侧对 称。
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方钢管混凝土柱轴压比限值的研究
方钢管混凝土柱轴压比限值的研究作者：黄秋英来源：《价值工程》2010年第10期摘要:本文在方钢管混凝土柱压弯试验的基础上,探讨了轴压比影响柱延性的原因,并推导了试验轴压比与设计轴压比的换算关系公式。
最后根据换算关系公式和试验数据,以层间弹塑性位移角作为延性控制指标,提出了方钢管混凝土框架柱的轴压比限值,以供设计参考。
Abstract: This paper based on experiment of concrete filled square steel tubular columns under combined constant axial load and cyclic lateral loads, the reasons of the effect of axial compression ratio on the ductility of composite column are discussed in this paper .The conversion relation betweenexperimental axial compression ratio and design axial compression ratio is deduced .Finally, the limitedvalues of axial compression ratio of concrete filled square steel tubular columns are brought forward on the basis of the deduced result and experimental data.关键词:钢管混凝土;轴压比;轴压比限值;延性Key words: concrete filled square steel tubular columns;axial compression ratio;limited values of axial compression ratio;ductility中图分类号:TU43文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)10-0107-020引言方钢管混凝土是整个钢管混凝土结构的一个组成部分,同圆钢管混凝土结构处于并列地位。
[赏析]谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值
![[赏析]谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值](https://img.taocdn.com/s3/m/2b2e93b4aeaad1f347933f5d.png)
[赏析]谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值1、前言轴压比是柱子受轴力设计值与混凝土部分抗压能力的比值 ,即N/fcbh。
试验研究和工程震害的实践表明 ,轴压比对钢筋混凝土框架柱的抗震性能影响很大,在钢筋硅框架柱延性的众多影响因素(纵向钢筋的配筋率、配箍率,钢材等级 ,柱子的截面形状, 混凝土的强度等级 ,轴压比及剪跨比)中,以轴压比、配箍率和剪跨比的影响最为显著。
因此 ,现行的建筑抗震设计规范GB50011-2010 及混凝土结构设计规范GB50010-2002中,基于希望钢筋混凝土框架柱出现以受拉钢筋的屈服为先导的大偏心受压破坏的理论和部分试验研究结果而定出的,如表1。
通过限制轴压比 ,保证柱有足够的变形能力,使钢筋混凝土框架柱在地震作用下发生大变形时,相应于静力试验中低周反复荷载作用下剪力位移滞回曲线是不发散的,从而保证框架柱“坏而不倒” 。
表1柱轴压比限值抗震等级一二三四框架柱 0.65 0.75 0.85 0.9高层,超高层建筑如雨后春笋般随着市场经济的发展和施工技术的不断提高, 的出现,由于层数的增加,使柱的轴向力加大 ,在设计钢筋混凝土框架结构和框剪结构时,经常会遇到柱的轴压比问题。
按结构设计软件satwe进行高层结构抗震分析时,经常出现柱的断面由轴压比限值来确定,柱的配筋多为构造配筋,这是不合理的。
容易造成柱的截面很大,这不仅减少了使用空间,更重要的是使柱的剪跨比减少,刚度增大,地震反应加大,容易引起柱的脆性破坏,对柱的抗震是非常不利的。
因此,在钢筋混凝土框架柱的抗震设计中,应综合考虑影响柱子延性的各项因素,不应顾此失彼。
2、影响框架柱延性的因素2.1框架柱的剪跨比=Hn/2h。
试验结果表明剪跨比能大体反映出截面上弯曲正应力和剪切应力的比例关系,是决定框架柱延性破坏还是脆性破坏的主导因素,钢筋混凝土框架柱剪跨比越大,延性越好。
在一般配筋情况下,剪跨比大于2时框架柱在水平剪力下弯曲破坏,对抗震有利,剪跨比小于2时,形成短柱,在水平剪力下剪切破坏,由于剪切破坏主要是斜截面上的弯剪主拉应力引起的,受拉纵筋在破坏时有可能还没有进人屈服,压区混凝土存在较大的复合剪应力,加速混凝土的压溃,使柱子呈脆性破坏,对抗震不利。
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钢骨钢管混凝土柱轴压比限值的讨论
摘要提出界限破坏时钢骨-钢管混凝土组合柱轴压比和轴力比限值。
关键词钢管-钢骨混凝土组合柱;界限破坏;轴压比限值
轴压比是影响柱抗震性能和变形能力的重要指标之一。
钢骨—钢管混凝土组合柱[1]是把钢管置入型钢混凝土中,使型钢、钢管、混凝土3种材料协同工作以抵抗各种外部效应的一种结构形式。
其界限破坏的特征不明显,这是由于在组合柱中,钢骨、钢管腹板在柱界面高度上是连续的,破坏时钢管不可能全部同时屈服,试件并不能立即崩溃,而是逐渐降低其承载力。
由于钢骨—钢管混凝土组合柱没有明显的界限破坏状态,且柱中钢管承担一定的轴力,所以钢骨—钢管混凝土组合柱的轴压比根据不同的理解有不同的计算方法。
本文提出钢骨—钢管混凝土柱理论计算公式及轴压比限值的合理取值的建议。
1按钢筋混凝土柱轴压比限值的概念进行分析
文献[1]从界限破坏时的平衡条件出发,根据平截面假定,提出了供设计用的轴压比限值的计算公式:
(1)
式中:为抗震等级影响系数,一、二和三级分别取0.8、0.9和1.0;
,为柱截面的宽和高;为考虑钢骨腹板的计算厚度,按文献中公式计算;为配钢管率。
2采用控制轴压力限值(即《型钢混凝土柱》[2]轴压比限值)的方法
型钢混凝土柱确定轴压比限值的方法和钢筋混凝土柱确定轴压比限值的方法不同在于考虑了钢骨含量对轴压比的影响。
推导轴压比时,为推导公式方便,同样把外包钢骨转化为连续的钢板,利用平截面假定和外包钢的连续化。
轴压力限值的试验值
式中:为界限破坏时轴向压力试验值;为界限破坏时受压混凝土合力的试验值;为界限破坏时钢骨翼缘合力的试验值;为界限破坏时钢骨腹板合力的试验值;为界限破坏时钢管受力的试验值;,分别为混凝土轴心抗压强度试验值和钢管的抗压强度试验值;,分别为柱中混凝土部分和钢管部分的面积。
轴压力限值的设计值
轴压力限值的实用计算公式
式中:
3采用轴压比限值和轴力比限值双控原则进行分析
就文献试验数据,其中混凝土强度等级为C52,配钢管率为4.54%,按式(1)和式(5)计算出钢骨—钢管混凝土组合柱的轴压比和轴力比限值系数列于表1。
表中数值会大于1.0的情况,这是允许的,因为轴压比是指名义压应力与的比值,不是真实的。
型钢混凝土组合柱轴压比限值的确定是在试验研究基础上,规定二级抗震等级的框架结构柱的轴压比限值为0.75。
通过表1可以看出,钢骨—钢管混凝土组合柱的轴压比限值要高于型钢混凝土组合柱轴压比限值10%以上。
说明相比型钢混凝土组合柱,钢骨—钢管混凝土组合柱有更好的延性。
4结论
1)推导出了钢管-钢骨混凝土框架柱轴压比限值的实用计算公式;在工程设计中可以利用计算公式进行计算。
2)对于钢管—钢骨混凝土组合柱设计时,采用轴压比和轴力比限值双控原则,轴压比用于控制截面的初步选型,轴力比考虑了钢管用量的影响,作为截面选型的最终限值标准。
3)相比型钢混凝土组合柱,钢管—钢骨混凝土组合柱有更好的延性。
参考文献
[1]徐亚丰,赫芳,向常艳.等.钢管-钢骨混凝土组合柱轴压比限值的研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2006,22(5):740-744.
[2]中华人民共和国行业标准.型钢混凝土组合结构技术规程[S].(JGJ138-2001,
J130-2001).北京:中国建筑工业出版社,2002.
[3]李向民.高强SRC框架柱轴压比限值的研究[J].广东土木与建筑,2001,10.
[4]徐明,苏丽莉,程文.内配圆钢管的钢骨混凝土柱轴压比限值的研究[J].工业建筑,2003,33(3):60-62.。