椭圆截面钢管钢渣混凝土短柱轴压性能试验研究

目前我国钢渣累计存储量已超18亿吨,但是我国对钢渣的利用率目前仅为20%~30%,远低于发达国家的,钢渣堆积导致大量农地资源浪费,生态环境遭受较大污染。为提高钢渣的综合利用率,推广其在建筑工程领域中的应用,对采用钢渣替换混凝土粗骨料的椭圆截面钢管钢渣混凝土短柱轴压性能进行试验研究,得到轴压荷载作用下钢渣置换率和截面长短轴比等参数对椭圆截面钢管钢渣混凝土短柱破坏模式、承载力、刚度和延性等力学性能的影响规律,明确置换钢渣对椭圆截面钢管混凝土轴压承载力的贡献率,最终提出考虑钢渣置换和截面特征影响的椭圆截面钢管钢渣混凝土短柱的轴压承载力计算式。研究结果表明:在轴压荷载作用下椭圆截面钢管钢渣混凝土短柱的破坏模式主要包括钢管局部鼓曲、混凝土压溃和剪切破坏;采用钢渣逐步替换混凝土粗骨料可使椭圆截面钢管混凝土短柱轴压承载力提高2.0%~15.1%,刚度提升1.1%~16.8%,但其延性会随着钢渣置换率和截面长短轴比的增大而减小;经试验数据验证,提出的计算式可准确评估椭圆截面钢管钢渣混凝土的轴压承载力。研究结果可为钢渣废料在钢管混凝土结构中的应用和推广提供科学依据。

某火车站房超高外斜椭圆形变截面钢管柱整体和局部稳定性分析

薄壁椭圆形变截面钢管柱在复合荷载作用下的整体和局部稳定性计算尚无具体规范可查。结合实际工程,采用理论分析和有限元分析的方法对某火车站房超高外斜椭圆形变截面钢管柱稳定性进行研究。采用具有等效刚度的弹簧约束模拟柱顶的边界条件,同时结合有限元分析软件正向求解、经典欧拉公式和挠度公式逆向推导的方法来计算其等效轴压刚度EAeq,等效弯曲刚度EIeq和计算长度系数μeq等几何参数。计算结果表明,该超高外斜椭圆形变截面钢管柱受力最大的柱底是整个柱的最薄弱位置;在考虑柱的实际应力的情况下,环向和纵向加劲肋的配合设置,不仅能经济有效地解决局部稳定问题,而且能增大柱的整体刚度,减小柱顶位移。本文研究可为异形大直径薄壁构件的设计提供借鉴。