亚洲综合网站久久久_人妻久久相姦中文字幕_四虎永久在线精品免费看_日韩精品无码一区

5 圓形及多邊形鋼管混凝土構件承載力設計5、1 單肢鋼管混凝土柱在單一受力狀態(tài)下承載力與剛度計算5、1,2 鋼管混凝土短柱的軸心受壓強度承載力設計值，本規(guī)范中鋼管混凝土構件承載力的計算采用了、鋼管混凝土統一理論。中的統一設計公式 統一理論把鋼管混凝土看作是一種組合材料。研究它的組合工作性能.它的工作性能具有統一性.連續(xù)性和相關性.統一性 首先反映在鋼材和混凝土兩種材料的統一、把鋼管和混凝土視為一種組合材料來看待,用組合性能指標來確定其承載力、其次是不同截面構件的承載力的計算是統一的、不論是實心或空心鋼管混凝土構件.也無論是圓形.多邊形還是正方形截面。只要是對稱截面.設計的公式都是統一的 連續(xù)性 反映在鋼管混凝土構件的性能變化是隨著鋼材和混凝土的物理參數,及構件的幾何參數的變化而變化的，變化是連續(xù)的、相關性、反映在鋼管混凝土構件在各種荷載作用下,產生的應力之間存在著相關性,1,關于軸壓強度設計值，見圖1和圖2,采用有限元法導得實心鋼管混凝土軸壓構件軸心壓力與縱向應變的全過程曲線、有強化階段曲線,確定由彈塑性階段終了進入強化階段時為構件的抗壓強度標準值 無強化階段曲線而極值破壞時，確定以極值點的平均應力為構件的抗壓強度標準值,fssy、經分析 對各種鋼材和混凝土、以及不同含鋼率、如有彈塑性階段和強化階段時。該點均在縱向壓應變約為3000με。處,如無強化階段而為極值破壞時，則在3000με、前破壞。由此導得實心鋼管混凝土軸心受壓時的抗壓強度設計值.fss。空心鋼管混凝土軸心受壓時。由于存在空心 都在3000με.前破壞、圖1、B,點和,B 點前極值點,AB，曲線的回歸關系.大量空心鋼管混凝土軸壓構件的試驗 2004年。包括圓形、正十六邊形,正八邊形和正方形證明。當空心率較大時.應力應變全過程曲線在應變小于3000με 前出現峰值而破壞、圖2所示試件6A 1和6A.2的套箍系數θsc、1,2464.空心率為0 511和0，510，6B.1和6B、2的套箍系數為1.869、空心率為0.387和0。386 它們的套箍系數雖都大于1 但由于存在空心。因而表現為脆性 圖2，空心鋼管混凝土軸壓脆性破壞時的壓力和應變曲線 由圖1,將 B.點的軸壓強度設計值 和。B，點前破壞時的極值點、進行回歸.得實心或空心鋼管混凝土軸壓時的抗壓強度設計值.對于實心截面,公式中的系數 B 和、C，對不同截面形狀取不同值、同時將.B，C、中的材料標準值用設計值代替 其中鋼材的材料分項系數取四種鋼材的平均值為1、105?；炷敛牧戏猪椣禂蛋?、4取值，標準值等于設計值乘上分項系數,見本規(guī)范表5.1.2,對于空心截面、表B，7中的、fc 都應乘以1，1。這是由于管內混凝土系離心法澆灌,混凝土強度提高10、k1,是由于空心構件中的混凝土較少,鋼管對混凝土的套箍作用效應就較小 因而采用一個套箍效應折減系數、經分析并經實驗驗證。對圓形和正十六邊形取0。6 對正八邊形取0 4.正方形取0、3.最終為了表述簡單 對于空心構件,將，k1。的取值分別乘到B，C中，統一采用B C來考慮形狀和空心的影響.計算實心構件時.套箍系數中的含鋼率用實心構件的。計算空心構件時，用空心的，統一公式同時適用于實心與空心鋼管混凝土軸壓構件，也適用于不同截面形式.如圓形和正十六邊形，正八邊形 正方形和矩形截面,本規(guī)范附錄B表B、0。1，B、0、6就是按上述公式計算得到的實心和空心三種截面的抗壓強度設計值、這三種截面的抗壓強度設計值都是各自第一、二.三.四組鋼材時強度設計值的平均值,誤差都在、5.以內。第一組鋼材是指鋼材厚度 t 16mm。第二組鋼材 t、在16mm 40mm。Q235,和16mm，35mm.Q345，Q390.Q420，范圍.第三組鋼材.t.在40mm，60mm,Q235 和35mm，50mm、Q345,Q390，Q420，范圍 第四組鋼材。t，在60mm、100mm.Q235、和50mm，100mm。Q345,Q390。Q420。范圍.對鋼管再生混凝土柱分別研究了空心率為零,實心.以及空心率為37 的空心鋼管再生混凝土短柱的軸心受壓承載力，當再生混凝土和普通混凝土的強度等級都是C40時.它們的荷載,位移曲線如下。圖3.不同空心率的空心鋼管再生混凝土和鋼管普通混凝土軸壓破壞時的荷載位移曲線,從圖3,a。來看。實心鋼管混凝土和實心鋼管再生混凝土的荷載位移曲線比較吻合,從圖3 b,來看 當空心率為37 時,空心鋼管混凝土短柱和空心鋼管再生混凝土短柱的極限承載力基本相同，這說明、運用實心鋼管混凝土短柱受壓極限承載力的公式來計算空心鋼管再生混凝土短柱受壓極限承載力是可行的.當再生混凝土強度等級與普通混凝土相同時 它們應用于空心鋼管混凝土中的強度也基本一樣 因此鋼管再生混凝土單肢短柱承載力可以采用鋼管混凝土短柱的計算公式，2.關于設計可靠度.鋼管混凝土構件可靠度分析，按照構件中鋼管和混凝土分別承擔承載力的比例、求得構件的組合可靠度。此方法忽略了鋼管和混凝土之間的套箍效應,屬于近似法，設構件的含鋼率為。α。則鋼管承擔的部分內力為,αfy，而混凝土承擔的部分內力應為 1。α，fck、由此得鋼管承擔的部分內力的比例為、混凝土承擔的部分內力的比例為 鋼管混凝土構件的組合可靠度指標應為、分析和試驗結果。只有實心圓截面和正十六邊形鋼管混凝土軸壓時具有很大的塑性、其他截面如實心正方形和矩形截面,以及各種空心截面軸壓時都表現為脆性,對實心圓截面和正十六邊形鋼管混凝土構件的組合可靠度指標均大于3、2、應按鋼結構要求.取強度設計值乘以可靠度修正系數，k2，可提高組合軸壓強度設計值 其他截面包括空心鋼管混凝土構件的組合可靠度指標雖大于3、2.但卻小于3 7。試驗證明.它們大都屬于脆性破壞，其組合可靠度指標在、建筑結構可靠度設計統一標準,GB.50068中并無規(guī)定.現按混凝土的要求，取 βsc.小于3,7的比值將其強度設計值乘以可靠度修正系數 k2,以降低組合軸壓強度設計值.5。1.3，鋼管混凝土構件的軸心受拉承載力設計值計算。鋼管混凝土構件受拉力作用時、管內混凝土將開裂 不承受拉力作用、只有鋼管承擔全部拉力、不過。鋼管受拉力作用而伸長時，徑向將收縮，但卻受到管內混凝土的阻礙 而成為縱向受拉而環(huán)向也受拉的雙向拉應力狀態(tài)、其受拉強度將提高,提高值和所受來自混凝土的阻力大小有關、對于實心截面、鋼管的受拉強度提高10.對于空心截面，由于管內混凝土較少.偏于安全計,不考慮鋼管受拉強度的提高。5，1、4.5、1。5，鋼管混凝土構件的受剪，受扭承載力設計值計算。1986年采用有限元法導得實心圓鋼管混凝土構件受純扭作用時的全過程曲線,圖4,并經實驗驗證,受剪強度、是取對應于最大剪應變?yōu)?500με,處的平均剪應力，它直接和構件的軸壓強度有關 對空心截面,同樣采用這種關系、圖4,鋼管混凝土構件受純扭時最大剪應力與剪應變全過程曲線、在鋼管混凝土構件的受扭過程中,其截面應力是最外圈應力最大.然后向中心逐步發(fā)展塑性。所以鋼管對鋼管混凝土構件的受扭作用是主要的,對于混凝土來講。對鋼管混凝土構件的受扭起作用的是混凝土的受拉強度,而混凝土的受拉強度是很小的、即對鋼管混凝土構件的受扭貢獻很小.但是在鋼管混凝土中.由于混凝土對鋼管起到了很好地支撐作用。使得外鋼管能夠很好地發(fā)展塑性,現假設外鋼管能夠完全達到屈服強度.而不考慮混凝土的受扭作用，則可以得到如下形式 式中，ρ、鋼管受扭時的有效力臂 應該為鋼管中心環(huán)線到圓心的距離、即，圖5，但考慮到鋼管通常較薄.可近似取為，r，其帶來的誤差很小。圖5，純扭時計算模型。公式。8.是假設外鋼管全部達到屈服.但在實際受扭極限承載力分析中 我們只考慮了部分發(fā)展塑性、所以該式所得值將偏大、偏于不安全，需考慮折減 通過與相關文獻中的試驗數據對比 可以取折減系數為0、71,則原公式變?yōu)?、根據。統一理論、把鋼管混凝土當作統一材料，則其極限扭矩與扭剪應力有如下關系、式中、fsv,鋼管混凝土構件的極限剪切強度設計值 WT，截面受扭抵受矩、將式、9、與式.10 相等。則得到鋼管混凝土構件的等效極限剪切強度為。從式.11。中看出、極限剪切強度,fsv,只與鋼材強度以及含鋼率有關.而與混凝土等級無關 鋼材的材料分項系數取四種鋼材的平均值為1 105,得本規(guī)范公式 5、1.4，4。極限受剪強度，乘以相應的截面面積便可得到實心截面的受剪承載力公式 即、對于空心鋼管混凝土構件的受剪承載力、因為受橫向荷載產生的剪應力,在截面上的剪應力分布是外邊緣為零，而中性軸處最大、因而計算受剪承載力時,空心率對其受剪承載力影響較大、取折減系數為0、736ψ2。1。094ψ,1.式中，μ 鋼管混凝土受剪強度折減系數,由于等效受剪極限強度是通過純扭的極限平衡理論得到的 而鋼管混凝土在受純剪荷載時，其截面剪應力分布和純扭作用下的應力分布不同.因為鋼管混凝土受純剪作用時、最大剪應力在截面中軸上、往兩邊逐漸減小。故要考慮折減.通過與參考文獻中公式計算結果對比,可以取。μ，0、71。對于空心鋼管混凝土構件的受扭承載力 因核心混凝土對鋼管混凝土構件的受扭承載力貢獻不大,且空心率對其受扭承載力影響不大.所以空心鋼管混凝土構件的受扭承載力在相應實心鋼管混凝土構件的受扭承載力上進行折減.折減系數取為常數0。9，5 1,6 鋼管混凝土構件的受彎承載力設計值計算公式中的受彎承載力Mu 本規(guī)范公式、5，1.6.1 是采用有限元法導得實心鋼管混凝土受彎時的彎矩與縱向纖維應變的全過程曲線 定義最大拉應變?yōu)?0000με、時的彎矩為受彎極限.圖6，空心鋼管混凝土構件與此相同.同時考慮了截面的塑性發(fā)展。由此得本規(guī)范公式 5、1,6、1，圖6.受彎構件的彎矩和最大縱向拉應變的全過程關系曲線5.1,7、5 1,8,當計算鋼管混凝土構件在復雜受力狀態(tài)下的歐拉臨界荷載時、鋼管混凝土構件的彈性剛度由實心鋼管混凝土軸壓構件短試件、L.D、3、5、4,0.的平均壓應力和縱向壓應變的全過程曲線、可得受壓的彈性模量,它和抗壓強度標準值,及鋼材的彈性模量有關.對空心構件也相同,可按下列公式計算,式中。fscP。截面的比例極限.εscP。截面的比例應變.Es 鋼材的彈性模量,Es,206,103N。mm2，fy 鋼材的屈服點應力、由上列公式可見、彈性模量。Esc 和軸壓強度標準值。fscy 成正比、因而上式可寫成下列形式，由于強度標準值和強度設計值的比值都接近1 3、為了設計方便。取,fscy,1、3fsc，可得,由軸壓剛度，Bsc、AscEsc、可得出，由上列推導可見.實心和空心構件的系數，kE，相同。且只和鋼材的屈服點，fy，及彈性模量。Es。有關 見本規(guī)范表5.1.7，受彎彈性模量推導如下，軸壓剛度 EscAsc EsAs。EcAc。受彎剛度 EscmIsc EsIs,EcIc 二式相比、Escm。Esc，EsIs EcIc.EsAs,EcAc、Asc，Isc,其中、Asc，As.Ac Isc。Is，Ic，取 n，Ec、Es、δ，Is，Ic，αsc,As Ac、代入上式。整理后、可得,因為 Escm.和、Esc.有關.而、Esc,又和 fscy。有關 故不同截面的受彎彈性模量也不同，1.實心截面、2 空心截面 當受彎構件截面出現受拉區(qū)時。由于受拉區(qū)的混凝土開裂、截面的剛度減小.因此截面的慣性矩減小.因此.受彎剛度為、EsmIss和。EhmIh，5。1，9.當計算鋼管混凝土構件受剪受扭變形時，鋼管混凝土構件的剪變剛度和受扭剛度 由實心圓鋼管混凝土構件受扭時得到的平均剪應力與最大剪應變的全過程曲線。可得彈性剪變模量,參見圖4 對于空心構件、計算表明鋼管混凝土構件抗扭主要由鋼管承擔 故空心構件剪變剛度和受扭剛度計算中都是采用相同情況下實心鋼管混凝土截面的剪變模量。1。實心截面。式中.Gss 等效剪切模量，G，ss。剪切模量.α.含鋼率.2?？招慕孛妗Ｊ街?、ψ.空心率，按上式算得的 Gss,值,因各種截面第一、第二和第三組鋼材時的受剪模量相差不大。取其平均值，如本規(guī)范表5.1,9所列.平均誤差都在。3,以內，5。1.10。5,1、11.鋼管混凝土柱軸壓穩(wěn)定承載力計算統一理論把鋼管混凝土視為單一材料，因而可在鋼結構設計規(guī)范穩(wěn)定系數計算公式的基礎上.將穩(wěn)定系數的公式擴展到鋼管混凝土受壓構件上.得實心和空心鋼管混凝土構件的穩(wěn)定系數的統一計算公式.式中 λsc。正則長細比,Esc。鋼管混凝土彈性模量。L0.構件的計算長度、isc 回轉半徑。為了避免用分段函數來計算穩(wěn)定系數、假設鋼管混凝土構件的等效初始偏心率為 式中，K，等效初始偏心率系數 用來綜合考慮不同含鋼率和形狀對穩(wěn)定系數的影響、經過分析計算,最后給出鋼管混凝土構件的等效初始偏心率系數為、K 0.25,最后給出鋼管混凝土構件的穩(wěn)定系數計算公式為,通過大量的試驗對比、證明公式正確可行。這樣通過查長細比,含鋼管混凝土構件的強度,fsc 和鋼管混凝土彈性模量，Esc.可以得到穩(wěn)定系數.但雖然查、λsc方便。由于對計算鋼管混凝土構件的強度 fsc、和鋼管混凝土彈性模量。Esc。并不方便 故采用鋼結構的處理方法.轉換為按照鋼材的強度和彈性模量來查穩(wěn)定系數 因為鋼材的這些值都是確定的,這樣的話 需要進行等效處理。具體可按下列公式計算.由條文說明5,1。7.5 1,8可知，由長細比定義。由此、本規(guī)范中表5、1，10軸壓構件的穩(wěn)定系數由,λsc.0.001fy,0 781,查得。與80個實驗結果相比。試驗值與計算值之比。平均值為1。124，均方差為0.02.符合良好 對于拔梢桿.截面沿長度變化,因而剛度沿長度而變化.按照日本柱子研究委員會1973年編輯出版的結構穩(wěn)定手冊 Handbook，of、Structural Stability、列出了四種邊界條件的拔梢桿在軸心受壓時的臨界力公式、將上式乘以，整理后、得,令，上式變?yōu)橄率健Ｓ纱?、拔梢桿應按長細比 λ。βλmax查穩(wěn)定系數 式中 EhI0、拔梢桿下端最大截面的受彎剛度 A0。拔梢桿下端最大截面的面積、λmax。拔梢桿按下端截面的回轉半徑和二端鉸接桿計算的最大長細比 L，柱子的長度、m、穩(wěn)定系數、μ一一柱子的計算長度系數,二端固定時。μ，0.5.二端鉸接時。為1,0 一端固定一端鉸接時。為0。7,一端固定一端自由時.為2。0、本規(guī)范表5。1，11給出了四種情況的、β.值,Imin，Imax按照半徑比分別為0，1 1來給出的.由此可計算拔梢桿的長細比.并查穩(wěn)定系數 φ,最后計算構件的穩(wěn)定承載力，N。φAhfh，這里 Ah,是拔梢桿的換算等效截面面積 取距離小端0,4L處的截面面積,因為在推導臨界力時、采用的是等效截面的概念,5。1.12 5 1、14,橢圓形鋼管混凝土構件的受壓強度,軸心受壓穩(wěn)定承載力.受彎承載力橢圓形鋼管混凝土繞長 短軸的承載力計算根據,橢圓形鋼管混凝土構件性能的研究.成果提出，