自应力对圆钢管混凝土短柱轴压性能的影响机理及其预测模型

为研究自应力对圆钢管混凝土短柱轴压性能的影响机理,采用不同掺量的膨胀剂制备自应力混凝土,开展了12根圆钢管自应力混凝土短柱的轴心受压试验,分析了自应力对试件的破坏形态、荷载-位移曲线、极限承载力、破坏位移、荷载-应变曲线的影响。利用有限元软件ABAQUS建立钢管自应力混凝土轴心受压短柱有限元模型,模拟结果与试验结果吻合良好。进一步分析了自应力对试件极限承载力、钢管与混凝土的荷载分配、接触应力等方面的影响,并通过钢管与混凝土接触应力、混凝土纵向应力的变化阐明自应力对短柱轴压性能的影响机理。最后,基于统计分析的方法,对影响自应力的因素进行偏相关分析,提出自应力预测模型。结果表明:自应力不影响试件的破坏形态;试验中自应力对极限承载力的影响存在一个最佳水平,12%膨胀剂掺量组别的试件平均极限承载力最高;试件到达极限承载力对应的破坏位移随着自应力的增大而减小;自应力对荷载-位移、荷载-应变的变化趋势影响也不显著;提高混凝土强度、钢管强度、钢管壁厚均可提高试件的极限承载力。

基于统一强度理论和拉梅解答的钢管混凝土柱承载力研究

本文基于双剪统一强度理论推导的核心混凝土抗压强度公式,将拉梅解答引入钢管混凝土的计算中,再参考规范引入考虑长细比影响的承载力折减系数,得到新的钢管混凝土极限承载力计算方法,公式计算值与试验值吻合良好。最后,讨论极限承载力公式中系数k的取值,构建一种新的系数k的计算方法。本方法计算过程清晰、系数较少,研究成果丰富了钢管混凝土柱的计算理论,可为实际工程提供理论参考。

基于统一强度理论的钢管自应力混凝土柱极限承载力研究

为预测钢管自应力混凝土柱的极限承载力,基于双剪统一强度理论,对钢管自应力混凝土轴压柱进行受力分析,引入长细比折减系数,考虑混凝土自应力从而得到了约束系数k的计算新公式,构建了一种新的钢管自应力混凝土柱极限承载力理论计算方法。将该计算方法分析的结果与已有试验数据进行对比,两者吻合良好。进一步分析了混凝土强度、钢材屈服强度、自应力值、钢管壁厚和钢管外径对钢管自应力混凝土柱轴压极限承载力的影响,各因素的影响顺序为:钢管外径>钢管壁厚>混凝土强度>钢材屈服强度>自应力值。