钢管混凝土承载力计算
钢骨-方钢管混凝土组合短柱偏压承载力
钢骨-方钢管混凝土组合短柱偏压承载力研究
摘要:采用在小偏心范围内基于钢筋混凝土构件的极限状态设计法对钢骨-方钢管混凝土组合短柱的偏压承载力计算公式进行推导,探讨了钢骨、方钢管和混凝土三者变形协调下的偏压承载力,确定该类组合柱的计算假定,明确中和轴位置的选取,并随之推导出偏压承载力计算公式。由于钢骨、方钢管和混凝土三者之间变形协调,相互作用,可以有效的提高柱子的承载能力,为促进其在工程实践中的应用提供了理论依据。
关键词:组合柱,方钢管混凝土,偏压承载力,极限状态设计法
1 引言
为了更好地适应当代工程结构向大跨、高耸、重载方向发展和工业化生产施工的需要,钢骨-方钢管混凝土组合柱作为一种重载柱将在我国的国民建设和发展中扮演着重要的角色[1,2]。目前,已有学者对该类组合构件进行了试验和理论方面的研究[3-6],但对于钢骨-方钢管混凝土偏心受压承载力研究未见报道。因此,笔者将采用基于钢筋混凝土构件的极限状态设计法对钢骨-方钢管混凝土组合短柱在小偏心范围内的偏压承载力公式进行推导,给出小偏心情况下该组合住的承载力计算公式。
2 极限状态设计法
2.1 计算假定
在小偏心范围内,钢骨-方钢管混凝土组合柱偏心受压承载力按下列基本假定进行计算[7-9]:
①构件变形后截面平均应变符合平截面假定;
②不考虑混凝土的抗拉强度;
③受压区混凝土的应力图简化为等效的矩形应力图,其高度取按平截面假定所确定的受压区高度乘以系数0.8,相应的最大压应力取为混凝土轴心抗压强度fc;考虑钢骨截面的影响,压区混凝土的面积乘以0.9的折减系数,同时考虑方钢管对混凝土的约束作用,压区混凝土的强度再乘以1.2的增大系数。
④方钢管和钢骨的应力图形按全塑性假定简化为拉压区图形(如图1所示),这样的简化与钢材的实际应力图形较为吻合。即在小偏心范围内,弯矩作用在一个主平面内的钢骨-方钢管混凝土组合柱偏心受压构件,假定方钢管混凝土压弯构件破坏时,方钢管受压区截面部分屈服,受拉边未屈服,且整个截面没有发生局部屈曲;钢骨部分整个截面受压,部分屈服,部分未屈服。计算时假定钢管和钢骨的拉压强度相等,即
钢管柱临时支撑计算书 - 报送
一、支撑体系验算
(一)荷载分析
由0#块构造图分析可知,0#块可划分为若干均布荷载,各均布荷载受力面积如下图(m2):
由0#块构造图分析,各均布荷载处,混凝土方量如下图(m3):
根据以上两图算得各处压强分布如下图(KN/m2):
(混凝土、钢筋及模板密度取值为26KN/m3)
(二)受力分析
1、各纵梁间距为0.6m,求各纵横梁剪力,弯矩及支座反力。
(1)、1纵梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
(2)2纵梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
(3)a纵梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
(4)b纵梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
(5)c纵梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
(6)d、e纵梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
(7)f纵梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
2、求各横梁剪力,弯矩及支座反力(横梁按双拼工字钢,荷载减半计算)。
(1) A横梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
(2) B横梁
受力示意图:
剪力图:
弯矩图:
支座反力:
(三)纵向分配梁(32b)
1、受力分析可知:纵向分配梁所受最大剪力为KN01.194,所受最大弯矩为mKN•75.71,即作为验算纵向分配梁受力的最大弯矩。
2、计算参数
21wcm566.73 mm8.5r 11.5mmr 15mm t11.5mm t132mmb mm320hA 4xcm11600I 3xcm726W cm6.12ix cmSIxx1.27
4ycm502I 3ycm76W cm61.2iy
3、梁的强度验算
(1)抗弯强度
x为截面塑性发展系数,对于工字型截面:05.1x
215MPaa12.94cm72605.1m65.723nxx••MPKNWMx
钢管混凝土结构理论的计算分析与应用研究
钢管混凝土结构理论的计算分析与应用研究
王超
【期刊名称】《《交通世界(建养机械)》》
【年(卷),期】2013(000)009
【总页数】2页(P220-221)
【作 者】王超
【作者单位】河北廊坊市公路工程质量监督处
【正文语种】中 文
钢管混凝土是有钢管和混凝土组合形成的刚性结构,借助于钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用,使核心混凝土处于三向受力状态,具有更高的抗压强度和抗变形能力,从而提高受压构件的承载力。工程界通常传统的把使用外部材料(如钢筋)有效的约束内部材料(如混凝土)的横向变形,提高后者的抗压强度和变形能力的这种作用成为套箍或约束作用,毕竟抗裂性与均匀性较差。因此,钢管混凝土的出现在很大程度上提高及丰富了很多理论与技术的的应用,经过不断的应用实践与创新,彰显出极大的技术含量。
钢管混凝土的结构性能:
钢管混凝土是由薄壁钢管与填入其内部的混凝土组成,钢管可采用直接焊接管、螺旋形有缝焊接管及无缝管。混凝土一般仍然是普通混凝土。钢管混凝土通常用于以受压为主的构件;如轴心受压及偏心受压的构件等结构工程。
钢管混凝土的工作原理 借助于钢管对核心混凝土的套箍或约束的强化作用,是核心混凝土处于三向受压状态;从而使混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能力,同时还借助于填筑混凝土增强钢管壁的的局部稳定性,该混凝土具有一般套箍混凝土的强度高、质量轻、耐疲劳、乃冲击等优点之外;更具有如下许多施工工艺方面的优点:
钢管本身就是耐久性模板,因此;浇筑混凝土可省掉安装与拆除模板的工作及材料。
钢管兼有纵向受力主筋与横向箍筋的有机作用,钢管的制作远比加工制作箍筋节省工时。
钢管本身就是劲性承重骨架,可以先安装空管套后再填充浇筑混凝土,可简化工序和节省工时。
理论分析与工程实践证明;钢管混凝土结构域钢结构相比,在保持自重和创造力相同的条件下;可节省钢材约50%,同时大幅度的减少焊接工程量。与普通钢筋混凝土结构相比;在保持钢材用量相同的条件下;结构断面的横截面积可减小45%以上。尤其在大规模的桥梁下部的接住工程中典型的显现出来。
考虑初应力的大跨度钢管混凝土拱桥极限承载力计算方法研究
第29卷20l1年第8期 1研究探索 esearch&Expk 。
考虑初应力的大跨度钢管混凝土拱桥
极限承载力计算方法研究
黄红兵 崔海兴 王耀君 宋晓婷
(1.绍兴市曹娥江袍江大桥建设工程指挥部,浙江绍兴312000;2.绍兴市市政公用工程质量监督站,浙江绍兴312000)
【摘要】总结了有初应力的钢管混凝土柱承载力的主要计算方法,采用这些计算方法对几座大跨度钢管混凝土拱桥极限 承载力进行了分析,结果表明,大跨度钢管混凝土拱桥极限承载力的计算应考虑初应力的影响,其极限承载力的计算可通过等
效的、有初应力的钢管混凝土柱来进行。 【关键词】钢管混凝土;拱桥;初应力:极限承载力;等效梁柱法 【中图分类号】TU398 【文献标识码】B 【文章编号】1671—3702(2011)08—0070—04
Discussion on the Limited Load Capacity Calculate Approach Considering Initial
Stress for Large Space Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridge
HUANG Hong-bing/CUI Hal—xinf WANG r ̄o-j“n。SONG Xiao—tinf rj.Shaoxing Construction Headquarters ofPaojiang Bridge in CaoEJiang Shaoxing,Shaoxing 312000,China," 2.Shaoxing Municipal Engineering Qudi ̄Supervision Station,Shaoxing 31200&China) Abstract:the calculate approach of limited load capacity of concrete filled steel tube(CFST)columns with initial stress was
冷弯薄壁方钢管混凝土短柱轴压承载力的计算
浙江建筑,第25卷,第7期,2008年7月 Zhejiang Construction,Vo1.25,No.7,Ju1.2008
冷弯薄壁方钢管混凝土短柱轴压承载力的计算 Calculation on Axial Bearing Capacity of Concrete—filled Thin.walled Cold.formed SteeI Box Puncheons
赵滇生 ,郑 强 ,李 萍 ZHAO Dian—sheng,ZHENG Qiang,LI Ping (1.浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310014;2.浙江省建筑科学设计研究院,浙江杭州310012)
摘要:运用有限元程序ANSYS分析了冷弯薄壁方钢管混凝土短柱轴压承载力的计算方法。分析结果表明,计算冷弯薄壁 方钢管混凝土受压承载力时,需要考虑方钢管对混凝土的约束作用,但此时方钢管对混凝土的约束作用没有圆形钢管对混凝土的 约束作用强;冷弯薄壁方钢管混凝土短柱的极限承载力可以直接套用普通方钢管混凝土轴心受压计算公式进行计算,并且当套箍 系数控制在1.2以上,且混凝土强度不小于C25时,计算结果与有限元模拟结果吻合得更好。 关键词:计算方法;约束作用;极限承载力 中图分类号:TU378.7 文献标识码:A 文章编号:1008—3707(2008)O7—0017一O4
钢管混凝土构件是利用钢管和混凝土在受力过 程中的相互作用,即钢管对核心混凝土的约束作用 和核心混凝土对钢管壁的支撑作用,这样既提高了 混凝土的受压承载力,又防止钢管壁的局部屈曲,充 分利用了两种材料的优点,从而提高构件的承载 能力。 1 问题的提出 钢管混凝土结构按截面形式可分为圆形钢管混 凝土、方形钢管混凝土、矩形截面钢管混凝土和多边 形钢管混凝土。其中圆形截面钢管混凝土采用得较 多,因为圆形钢管能对其核心混凝土起到有效的约 束作用,而使混凝土的强度得以提高,塑性和韧性性 能大为改善,并且文献[1]对圆钢管混凝土构件的 轴心受压作出了相应的规定。对于方形或矩形钢管 混凝土构件有2种不同的看法,一种认为钢管对核 心混凝土不起套箍约束作用,构件截面的承载力仅 仅是钢管和内部混凝土承载力的简单叠加;另一种 认为,钢管仍然能提高核心混凝土的承载力。 在方形或矩形钢管中填充混凝土而形成的方形 或矩形钢管混凝土结构中,钢管对其核心混凝土的 约束效果不如圆钢管显著,但方形或矩形钢管混凝 土除了具有外形美观、节点形式简单(与梁连接节 点构造处理简单)等优点外,还具有能有效地提高 构件的延性及有利于抗火和防火等特点,受到国内 外的普遍重视。 国际上,Et本、欧洲和美国已经有相应的设计方 法,但各国之间,同一国家不同标准之间(如美国的 ACI 3l8—89,SSLC和LRFD)都存在较大的差异,因 此有必要对钢管混凝土构件进行深入的研究,以满 足工程设计的需要。 文献[2]在大量的实验基础上给出了方钢管 混凝土构件的受压和受弯计算公式,其研究成果 被国家经济贸易委员会《钢一混凝土组合结构设 计规程(DL/T 5085.1999)》及国家军用标准《战时 军港抢修早强型组合结构技术规程(GJB 4142. 2000)》采用。 本文中的冷弯薄壁方钢管混凝土短柱采用的不 收稿日期:2008—03—31
Cecs28(钢管混凝土结构设计与施工规程)
钢管混凝土结构设计与施工规程 CECS28∶90
长江委信息研究中心馆藏 1 中国工程建设标准化协会标准
钢管混凝土结构设计与
施工规程
CECS28∶90
主编单位:哈尔滨建筑工程学院
中国建筑科学研究院
批准单位:中国工程建设标准化协会
批准日期:1990年11月6日
1991北京
前 言
钢管混凝土是一种具有承载力高、塑性和韧性好、节省材料、方便施工等特点的新型组合结构材料,已在工业和民用建筑等工程中应用多年,取得了较好的技术经济效益。为了在钢管混凝土结构设计及施工中,更好地贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,原城乡建设环境保护部于1986年以城科字第263号文委托哈尔滨建筑工程学院和中国建筑科学研究院会同有关单位进行本规程的编制工作。经过向全国有关设计、科研、施工和高等院校等80个单位广泛征求意见,反复讨论、修改及试设计,最后由建筑工程标准研究中心组织审查定稿。
现批准《钢管混凝土结构设计与施工规程》,编号为CECS28∶90,并推荐给工程建设有关单位在设计和施工时使用。在使用过程中,如发现需要修改补充之处,请将意见和资料寄北京安外小黄庄中国建筑科学研究院(邮政编码:100013)。
中国工程建设标准化协会
1990年11月6日
水利水电工程监理适用规范全文数据库
长江委信息研究中心馆藏 2 目 录
主要符号
第一章 总则
第二章 材料
第一节 钢管
第二节 混凝土
第三章 基本设计规定
第一节 一般规定
第二节 承载能力极限状态计算规定
第三节 正常使用极限状态的变形验算规定
第四章 承载力计算
第一节 单肢柱承载力计算
基于莫尔强度理论的钢管混凝土轴心受压短柱承载力计算
126 四川建筑科学研究 Sichuan Building Science 第33卷第5期 2007年10月
基于莫尔强度理论的钢管混凝土轴心受压短柱
承载力计算
高金良,梅甫良
(嘉兴学院建筑工程学院,浙江嘉兴314001)
摘要:对钢管混凝土中核心混凝土的应力状态进行了分析,给出了圆形、矩形两种截面中钢管侧压应力的计算方法和近似 公式,应用线性莫尔强度准则导出了核心混凝土的强度条件,表明钢管的侧压对提高核心混凝土的强度是有利的。并以此为 基础,建立了轴心受压圆形、矩形截面钢管混凝土短柱的极限承载力计算公式,计算结果与有关文献的试验数据吻合良好,说 明线性莫尔强度准则对钢管混凝土有很好的适用性。 关键词:钢管混凝土;莫尔准则;承载力;强度计算 中图分类号:TU398 文献标识码:A 文章编号:1008—1933(2007)05—0126—04
Strength calculation of concrete.filled steel tublar short columns under
axial compression based on mohr’S strength theory
GAO Jinliang,MEI Fuliang
(School of Civil Engineering,Jiaxlng College,Jiaxing 314001,China) Abstract:The analysis of the stress state for core concrete in concrete-filled steel tubes is carried out.The computational method and approximate formulas of stresses in circular,rectangular section steel tubes subjected to side compression are given.The strength condition is deduced using Mohr's linear strength criteria.Results show that the side compress of the steel tubes contributes to the enhancement of core concrete strength.On that basis the computational formulas of ultimate capacity force for concrete filled circular,  ̄tansular section short colunms are established.The results arc in line with experimental datum in the corresponding literature. Mohr's linear strength criteria is appropriate for the concrete filled steel tubes. Key words:concrete filled steel tube;Mohr's criteria;capacity;calculation of strength
矩形钢管混凝土节点域受剪承载力计算
第24卷第2期 2007年6月 华中科技大学学报(城市科学版) J.of HUST.(Urban Science Edition) Vo1.24 No.2 Jun.2007
矩形钢管混凝土节点域受剪承载力计算
肖万松 , 周 湘。, 夏蕊芳 ,饭雨林h
(1.华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074;
2.华中科技大学 控制结构湖北省重点实验室,湖北武汉430074;
3.武钢宏信置业发展公司,湖北 武汉430000;4.孝感学院 土木建筑工程系,湖北 孝感432100)
摘 要:由于对矩形钢管混凝土梁柱连接节点受力性能的研究较少,现有理论和试验研究不完善。本文介绍了
带内隔板的矩形钢管混凝土柱一钢梁节点域的构造措施,提出了矩形钢管混凝土梁柱节点域受剪屈服机制,根
据薄腹板梁受剪理论分析节点域钢管受剪承载力,根据斜压短柱理论分析节点域混凝土受剪承载力,应用虚功
原理推导出节点域受剪承载力计算公式,将公式计算值与试验数据、现行规程公式和有限元计算结果进行比较
分析。分析结果表明,本文公式概念明确,应用简单,与试验数据值吻合较好,且偏安全,可供工程设计参考。
关键词:矩形钢管混凝土;节点域;受剪承载力;有限元
中圈分类号:TU392.3 文献标识码:A 文章j膏号:1672—7O37(20o7)O2—0056-04
钢管混凝土结构具有承载能力高,塑性和韧
性性能好,制作和施工方便,耐火性能较好及综合
经济效益高等优点。上世纪7O年代后,这类结构
在冶金、造船、电力等行业的单层和多层厂房得到
广泛应用[1]。工程中最常见的钢管混凝土构件截
面形式为圆形和矩形。
圆形截面钢管混凝土的研究较为成熟,矩形
钢管混凝土柱较圆形截面钢管混凝土具有较大的
受弯受剪承载力和良好的耗能能力,其外形规则,
便于制作、施工,有利于梁、柱连接并具有更好的
建筑适用性。但这种结构的计算方法尚有不完善
之处,如节点域受剪承载力的计算问题。
钢管混凝土核心短轴压承载力计算公式研究
第34卷第21期 ・10・ 2 0 0 8年7月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE VoI.34 No.21 Ju1. 2008
文章编号:1009.6825{2008}21.0010.03
钢管混凝土核心短轴压承载力计算公式研究
刘 洁 王正中
摘要:针对钢管混凝土核心柱承载力计算方法较多的问题,在对钢管混凝土核心短柱轴压承载力计算方法归纳总结的
基础上,通过与试验结果比较和理论分析,提出了较为合理、实用和准确的轴压承载力计算方法。
关键词:钢管混凝土核心柱,短柱,轴压承载力,计算方法
中图分类号:TU312.1 文献标识码:A
混凝土是一种脆性材料,对混凝土进行约束则可在很大程度
上提高其强度和延性。钢管混凝土核心柱是在普通混凝土柱截 面中心设一钢管混凝土而形成的组合柱。组合柱内部受力极其
复杂,核心混凝土所受的约束为被动约束,其约束应力随轴向变
形的增加而变化,如何准确地计算该柱的承载力已成为其广泛应
用的关键问题。目前,该组合柱已应用于工程实际,关于其轴压 承载力计算理论主要有数值方法和基于试验数据的实用计算方
法。数值方法较为准确,但其过程复杂,不便于工程应用。简化
(随着时间的延长,造成灯光束的减少和由于污染造成照明灯具
的效率降低,由于室内的反射率下降造成照度减退等)。
基础照明用的灯具,大部分是直接式配光的简灯照明和萤光
灯的嵌入式或直接安装式的灯具,除此之外,还有发光槽照明等
顶棚间接照明直接式配光的照度计算,越是受到顶棚墙面反射率
影响少的灯具越需配光,即使房间反射率的设定多少有些不同,
平均照度的误差也会很小。但是,如果有较高的隔墙和家具等,
产生阴影的部分其计算结果就偏离了。另外,顶棚的间接照明,
不仅要受到顶棚面的影响,而且还要受到墙面反射率的很大影
响,甚至像发光灯槽那样的建筑化照明,由于开口部位的大小和 光源与到达顶棚的距离不同,照明利用率也会有变化,所以很难
方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件承载力计算方法探讨
方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件承载力计算方法探讨
吴丽珠;朱琪;黄宏;陈梦成
【摘 要】In engineering practice,the concrete-filled double-sKin square
steel tubular columns subjected to not only axial force and moment,but
also torsion action caused by wind and seismic loads. It was the same
loading con-dition for the bent’s corner columns. It was therefore
necessary to calculate the load carrying capacity of the con-crete-filled
double-sKin square steel tubular columns under combined compression-bending-torsions. In this paper, the correlation equation was applied for
calculation and the axial load capacity,moment capacity and torsion
capaci-ty were directly cited from the single test. The calculation results
were found to be conservative,and which can pro-vide a reference for
engineering practice.%当方中空夹层钢管混凝土用于结构柱时,除承受轴力和弯矩外,还将承担风荷载和地震荷载作用下产生的扭矩,同样对于采用平腹杆双肢柱的排架角柱,也会受到轴力、弯矩和扭矩的共同作用,因此有必要计算方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件的承载力。采用方实心钢管混凝土压弯扭构件承载力相关方程的形式,对方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件进行计算,公式中轴压强度承载力、抗弯承载力、抗扭承载力均采用方中空夹层钢管混凝土计算方法,计算结果偏于保守,可为工程设计提供参考。
