型钢混凝土十字形异形柱正截面承载力计算方法

为研究型钢混凝土十字型异形柱承载力计算方法,根据已完成的低周反复荷载试验及有限元分析,并考虑箍筋约束作用编制截面弯矩-曲率关系计算程序,对试件正截面承载力进行计算,并分析不同参数对型钢混凝土十字异形柱正截面承载力的影响。结果表明:计算结果与试验结果和有限元分析结果吻合较好。随着混凝土强度、配钢率、型钢屈服强度的增大,正截面承载力增大;随着配箍特征值的增大,正截面承载力增大,但增大幅度较小;不同轴压力、荷载角对正截面承载力的影响规律不同。型钢混凝土十字型异形柱与混凝土十字型异形柱相比,正截面承载力有较大提高。分析方法和计算程序有效、稳定、精确,能较为准确地预测型钢混凝土十字型异形柱正截面承载力。

基于叠加理论的钢管混凝土偏压构件正截面承载力计算

圆截面钢管混凝土在偏心受压下,核心混凝土与钢管两种部件在工作时虽有较好的协同性,但钢材与混凝土的材料属性差异较大,而统一理论是将钢管混凝土作为一种新材料,对于钢管和混凝土两种部件各自的受力状态描述并不明晰。参照钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力的计算方法,合理选择核心混凝土本构,计算等效矩形应力图系数,并基于叠加理论和极限平衡理论,分别对3种不同受力类型下圆截面钢管混凝土偏心受压构件正截面承载力进行理论推导。结合收集到的61组试验结果进行实例验证,并引入我国CECS 28∶2012规程、JCJ01-89规程和Eurocode 4规程与结果进行对比,结果表明公式对钢管混凝土偏压构件承载力的预测效果最佳,为优化钢管混凝土构件的截面设计提供了一定的依据。

对称配筋钢筋混凝土小偏心受压柱正截面承载力分析

基于平截面假定推导了钢筋混凝土小偏心受压柱离轴力远侧纵向钢筋应力的计算公式,建立对称配筋钢筋混凝土小偏心受压矩形截面柱的正截面承载力计算表达式。采用所建立的表达式与《混凝土结构设计规范》中的计算公式分别分析了矩形截面小偏心受压柱截面配筋和正截面承载力。结果表明,采用《混凝土结构设计规范》中的公式计算得到的纵向钢筋截面面积小于基于平截面假定建立的正截面承载力计算表达式算出的纵向钢筋截面面积,其最大误差可达11.1%;而受压承载力的计算值相近。

基于正截面承载力及挠度控制的单筋矩形截面梁设计

为精简单筋矩形截面梁的设计过程,在满足正截面承载力及挠度验算要求的基础上,推导出了当单筋矩形截面梁纵筋在经济配筋率ρ∈[0.6%,1.5%]时,用以确定梁截面高度的简化公式,进而确定了纵筋面积的直接设计方法。结果表明:该方法能主动控制截面混凝土受压区高度,保证梁的延性,不需再验算梁是否少筋或超筋。研究成果避免了繁琐的挠度验算过程,可为工程设计提供参考。

一字墙正截面承载力计算方法研究

主要对比分析了规范公式和“PM相关线”2种算法计算的一字墙正截面承载力。目前,GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》和JGJ 3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》均给出了一字墙的承载力计算公式。计算公式中将受压区混凝土应力等效为矩形,并对不同状态下的截面分别假定了钢筋屈服情况。为了判断各状态下截面的平衡方程与截面实际的应力应变分布是否相匹配,研究了长短墙肢的承载力,以及指定墙肢截面下2种算法得到的PM曲线。发现规范公式与“PM相关线”算法得到的结果较吻合,可以满足工程需求。

型钢混凝土异形柱正截面承载力的理论研究

在试验研究基础上,根据型钢混凝土(SRC)异形柱的工作机理,对SRC异形柱的正截面承载力进行有限元数值分析,把型钢和混凝土分别进行单元划分,对型钢单元采用不同的坐标系进行处理,并且只考虑混凝土除去型钢所占截面后的净面积,利用数值迭代法编写了一套SRC异形柱正截面承载力分析的计算机程序,该程序可得到SRC异形柱正截面承载力的N-M及Mx-My相关曲线,并能够计算SRC异形柱构件的极限承载力,计算结果与试验结果吻合较好.利用该程序对SRC异形柱正截面承载力的变化规律进行了分析,得到了一些重要结论.最后进行了SRC异形柱的实用设计方法探讨.

桁架式型钢混凝土异形柱正截面承载力的试验研究

根据异形柱截面特点和型钢混凝土结构的粘结力特性,设计4根内含桁架式型钢骨架的不对称T形截面型钢混凝土异形柱试件,进行轴心和偏心压力(包括双偏压)作用下的试验研究,以揭示桁架式型钢混凝土异形柱的工作机理、破坏形态和极限承载力.试验结果表明:桁架式型钢混凝土异形柱的破坏过程与普通钢筋混凝土构件相似,横截面的平均应变基本符合平截面假定,型钢和混凝土能够保持协同工作直至极限承载力破坏,试件破坏时型钢没有屈曲.初步掌握了桁架式型钢混凝土异形柱正截面承载力破坏的一般规律,得出了桁架式型钢混凝土异形柱的承载能力比普通钢筋混凝土异形柱有明显提高的结论.

钢骨混凝土异形柱正截面承载力影响因素探讨

针对混凝土强度等级、型钢配钢率、轴压比等因素对钢骨混凝土异形柱正截面承载力的影响进行了分析与研究,并提出一些有益的结论.

钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算与分析

目的得到钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算表达式.方法分别考虑钢骨混凝土部分和钢管混凝土部分各自承担的轴力和弯矩,将这两部分的轴力、弯矩叠加.钢管混凝土部分按照现行的钢管混凝土公式计算;钢骨混凝土部分采用简化分析,按照忽略环箍效应和考虑环箍效应两种情况计算,同时和按照叠加方法计算的钢管混凝土组合柱承载力进行比较.结果钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力比钢管混凝土组合柱承载力提高约15%,叠加的计算方法可以适用于钢骨-钢管混凝土柱.结论钢骨-钢管混凝土柱具有更高的承载力能力和更好的延性.

套箍法加固石拱桥主拱圈的正截面承载力的理论分析

针对石拱桥拱圈加固后的正截面承载力计算问题,提出了考虑加固前截面受力状况及加固材料不同力学性能的计算方法。对加固后的拱圈进行应力应变分析,得出界限破坏的3种形式,对每种界限破坏形式利用截面的协调变形和截面材料的应力应变关系,分析了其极限状态时组合截面的相对界限受压区高度,得出加固后石拱圈最后的破坏模式主要与加固前的初应变及加固层的厚度有关。对应于3种破坏形态从理论上推导出套箍法加固石拱圈在二次受力时的正截面承载力计算公式。计算公式充分考虑了加固前的构件应力水平、加固后截面不同材料组成及构件破坏形态的影响,比现有加固规范的计算取值更趋于合理,为同类加固结构的设计和计算提供了依据。

钢筋混凝土Z形柱正截面承载力与延性

针对目前异形结构技术规程中没有明确Z形柱设计的技术规定,基于双向压弯钢筋混凝土构件截面的非线性分析和编制的相应分析程序,对钢筋混凝土Z形柱正截面极限承载力和延性进行了数值分析.研究了轴压比、荷载角、配筋率、混凝土强度、肢长厚比等因素对双向压弯钢筋混凝土Z形柱正截面极限承载力、延性的影响,给出无量纲的正截面极限承载力的曲线和曲率延性与各种影响因素的关系曲线.得出一些有益的结论:Z形柱正截面极限承载力受轴压比、荷载角、混凝土强度、纵筋配筋率、肢长厚比的影响较大,箍筋配筋对正截面极限承载力影响不明显;轴压比是Z形柱截面延性的最主要影响因素,而肢长厚比对柱延性影响不大.

SRC不等肢L形截面异形柱正截面承载力研究

在试验研究的基础上,对型钢混凝土(SRC)不等肢L形截面异形柱的正截面承载力进行有限元数值分析,利用数值迭代法编写了SRC不等肢L形截面异形柱承载力计算程序,由该程序可求得SRC不等肢L形截面异形柱正截面承载力的N-M及Mx-My相关曲线,并能得到其极限承载力,计算结果与试验结果吻合较好;通过计算可知,SRC异形柱比相同截面的钢筋混凝土(RC)异形柱正截面承载力提高很多;最后给出了SRC异形柱的实用设计计算步骤.

超高性能混凝土梁正截面承载力

对超高性能混凝土（UHPC）的单轴受压应力—应变全曲线和UHPC梁的受力性能进行试验研究及理论分析。试验结果表明：UHPC具有良好的受压变形性能,其应力峰值点应变达0.003 5,极限应变可达0.0045;UHPC梁具有良好的受拉变形能力及裂缝分布,其极限变形达梁跨径的1/30.1-1/71.8,梁体的混凝土应变基本符合平截面假定。基于UHPC的初裂抗拉强度得到的UHPC梁截面塑性影响系数为1.53,并据此建立UHPC受弯构件的开裂弯矩计算公式和极限承载能力计算公式,预测UHPC梁的破坏模式、开裂弯矩以及极限弯矩。计算结果具有较高的精度。

十字形截面钢筋砼双向压弯构件正截面承载力的研究

对８根十字形截面钢筋砼构件在轴向力及双向弯矩共同作用下的反复加载试验研究，揭示了十字形截面钢筋砼双向压弯构件的破坏形态及正截面承载力的一般规律。在此基础上，采用数值迭代方法，编制了相应的电算程序，对其受力性能做了进一步的理论分析，提出了十字形截面钢筋砼双向压弯构件正截面承载力的计算方法。

斜交空心板正截面承载力模拟计算研究

采用有限元方法对预应力混凝土斜交空心板进行非线性数值模拟计算,得到了斜交空心板正截面的受力过程、极限承载力以及破坏时混凝土、预应力钢筋的荷载-应力曲线。预应力混凝土斜交空心板的受力全过程可以划分为预加力反拱、混凝土开裂、钢筋屈服、混凝土压碎破坏4个阶段。通过多种工况的计算比较发现,达到极限状态时截面的破坏形式、极限承载力随荷载形式不同有一些差别,模拟计算得出混凝土斜交空心板的最小的荷载工况,以此最小的荷载工况为计算依据,提出了混凝土斜交空心板正截面强度计算公式,可供工程设计参考使用。

蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面柱正截面承载力试验

设计了2根蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱试件,并进行双向偏心压力作用下的试验研究,以揭示蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱的工作机理、破坏形态并计算了极限承载力.试验结果表明:蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱的破坏形态与普通钢筋混凝土构件相似,计算的横截面平均应变基本符合平截面假定,腹板开洞有利于提高混凝土与钢骨的协同工作能力,钢骨腹板开洞基本不影响蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱的极限承载力.

无粘结部分预应力高强混凝土梁正截面承载力计算

通过１５根无粘结部分预应力高强混凝土梁的试验研究，探讨了配筋特征参数β０和跨高比ｌ／ｈ对预应力增量和极限承载力的影响．给出了无粘结部分预应力高强混凝土梁正截面承载力计算的两种方法，计算结果与实验结果符合较好．

不对称钢骨混凝土梁正截面承载力的试验研究

通过对 5根不对称钢骨混凝土梁 (其中 2根为实腹工字钢骨混凝土梁 ,3根为蜂窝钢骨混凝土梁 )的试验研究和对试验结果的分析 ,提出了不对称钢骨混凝土梁正截面承载力、裂缝宽度、抗弯刚度的计算方法。结果表明 ,计算值与试验值符合较好。

钢骨混凝土受弯构件正截面承载力计算的一种新方法

在对钢骨混凝土 (SRC)梁正截面承载力计算方法即简单叠加法和一般叠加法进行介绍的基础上 ,分析了这些计算方法存在的不足和缺陷 ,研究并推导出了一组更为精确和合理的SRC梁正截面承载力的计算公式 ,并将这一新的计算方法与简单叠加法和一般叠加法进行了对比分析和讨论 ,阐述了其存在的突出优点。

增大截面法加固钢筋混凝土构件的正截面承载力研究

为了研究增大截面法加固钢筋混凝土偏心受压构件的正截面承载力,采用围套加固法和双侧加固法对不同截面尺寸的偏心受压构件进行承载力试验.应用ABAQUS软件对钢筋混凝土偏压构件的加载过程进行模拟.将实测结果、有限元计算结果与加固规范计算值进行对比.结果表明:实测值、有限元计算结果与《公路桥梁加固设计规范》计算值吻合良好;《混凝土结构加固设计规范》对于加固后大偏心受压构件新增纵向钢筋强度折减系数的选取较为准确,而对于小偏心受压构件的折减系数的选取偏于不安全,建议该折减系数的合理取值为0.8.