基于统一理论的钢管混凝土受压承载力计算
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基于弹性变形理论的钢管混凝土短柱承载力计算理论研究论文导读::为解决工程中得到广泛应用的钢管混凝土结构承载力计算问题,在总结分析已有钢管混凝土短柱承载力计算理论的根底上,利用弹性变形理论,推导出了钢管混凝土短柱极限承载力计算公式,利用推导得出的计算公式,对混凝土的泊松比趋近于零、混凝土的弹性模量趋近于零、钢管和混凝土的弹性模量和泊松比都相等、钢管和混凝土的泊松比相等而其弹性模量不等、钢管混凝土短柱端面上混凝土凸出或凹进的影响等六种条件下,钢管混凝土结构的承载情况进行了分析。
0引言钢管混凝土结构把钢和混凝土两种材料组合成一个整体,充分发挥了两种材料优势,不仅增强了钢管的局部稳定性,还提高了混凝土的强度,在工程中得到了比较广泛的应用。
在进行钢管混凝土结构设计时,钢管混凝土构件的承载力计算是一个非常重要的环节,钢管混凝土构件既不同于混凝土构件,又不同于材质均匀的纯钢构件,它是一种具有组合受力特性的复合材料。
因此它的承载能力的计算应当是建立在两种根本组成材料钢和混凝土作用分担之上的一种新的计算方法。
数值分析法是一种精确的计算方法,能从理论上准确地描述钢管混凝土压弯构件的工作机理和性能,但单元选取难,计算较为复杂,用它来解决工程中的钢管混凝土计算问题不现实,关于钢管混凝土承载力的计算方法,主要有四种理论,即统一理论、拟混凝土理论、拟钢理论以及叠加理论。
统一理论主要基于哈尔滨工业大学和福州大学等研究成果[1][3-4],把钢管混凝土视为统一的一种组合材料,不再区分钢管和混凝土,通过试验回归得到组合材料的性能指标。
拟混凝土理论即中国建筑科学院提出的约束混凝土理论[2],拟混凝土理论认为钢管混凝土本质上就是由钢管对混凝土实行套箍强化的一种套箍混凝土建筑工程论文,由于钢管对核心混凝土的套箍作用,使核心混凝土处于三向受压状态,从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和变形能力,而对于钢管壁,将其视为分布在核心混凝土周围的等效纵向钢筋,钢筋的面积根据钢管的截面积和形状而定,因此,采用极限平衡理论[5]的方法推导出钢管混凝土轴压短柱的极限承载力公式。
钢管混凝土承载力计算表
钢管混凝土承载力计算表
钢管外径 d800柱实际长度 l17M110钢管壁厚 t12柱计算长度系数μ1M210钢管材料信息:16Mn柱计算长度l017柱端弯距0抗压强度设计值 fa310柱等效长度系数k1柱端轴力8250屈服强度 fy345柱等效长度le17e0:0弹性模量 Ea:206000β1
混凝土材料信息:C40
抗压强度设计值 fc19.5满足
弹性模量 Ec:32500不满足
构造要求:
1.混凝土强度等级不宜低于C30.满足
2.钢管外径不宜小于100毫米,壁厚不宜小于4毫米.满足
3.d/t宜在20~85*SQRT(235/fy)之间满足
4.套箍指标θ宜在0.3~3之间.满足
5.容许长细比l/d不宜超过表3.1.5的限值(20).不满足
套箍指标θ:0.99855294
长细比折减系数φl0.52236913
偏心率折减系数φe1
N0:27647.4325
承载力设计值Nμ:14442.1652
说明:
1. 本表根据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》编写.
2. 本表用于计算圆形截面钢管混凝土柱承载力.
3. 钢管柱按无侧移框架柱计算.
4. 轴心受压柱时,取M1=M2
5. M1是柱端弯距设计值较小者,M2是柱端弯距设计值较大者,M1<m2.< p="">
6. 若柱为单曲压弯,β为正,若柱为双曲压弯,β为负.
7.截面尺寸单位:mm;柱长:m;材料信息:N/mm2;弯距:KN-M;轴力、承载力:KN;
规程》编写.
</m2.<>。
混凝土承载力计算方法一、背景介绍混凝土是一种常见的建筑材料,应用广泛。
在建筑设计中,混凝土的承载力是一个重要的考虑因素。
混凝土承载力的计算方法对于建筑设计和施工工程的安全性和可靠性至关重要。
因此,混凝土承载力计算方法的研究具有重要意义。
二、混凝土承载力计算方法的基本原理混凝土承载力是指混凝土在荷载作用下所能承受的最大应力。
混凝土承载力计算方法是根据混凝土的力学特性和荷载特性,通过一定的理论分析和实验验证,确定混凝土的承载力。
混凝土承载力计算方法的基本原理是应力—应变关系。
混凝土的应力—应变关系是混凝土试验中的重要参数,它反映了混凝土在荷载作用下的变形特性。
混凝土试验中常用的应力—应变关系曲线包括线性段、弹性段、破坏段和后破坏段。
根据混凝土的应力—应变关系,可以确定混凝土的弹性模量、极限应力、极限应变等参数,从而计算混凝土的承载力。
1.确定混凝土的材料特性和试验数据。
混凝土的材料特性包括混凝土的强度、密度、弹性模量等参数。
试验数据包括混凝土试块的抗压强度、拉伸强度、弯曲强度等数据。
2.确定荷载特性和荷载作用方式。
荷载特性包括荷载大小、荷载作用方式、荷载持续时间等参数。
荷载作用方式包括单向荷载、双向荷载、脉冲荷载等。
3.计算混凝土的应力—应变关系。
根据试验数据和材料特性,计算混凝土的应力—应变关系曲线。
4.计算混凝土的弹性模量。
根据混凝土的应力—应变关系曲线,在弹性段内计算混凝土的弹性模量。
5.确定混凝土的极限应力和极限应变。
根据混凝土的应力—应变关系曲线,在破坏段内确定混凝土的极限应力和极限应变。
6.计算混凝土的承载力。
根据混凝土的极限应力和极限应变,计算混凝土的承载力。
混凝土的承载力可分为抗压承载力、抗拉承载力、抗剪承载力等。
混凝土承载力计算方法适用于各种混凝土结构的设计和施工。
比如建筑物、桥梁、隧道、水利工程、地下工程等。
在混凝土结构设计和施工中,混凝土承载力计算方法是一个非常重要的工具。
五、混凝土承载力计算方法的注意事项1.混凝土承载力计算方法必须根据实际情况进行调整。