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混凝土梁受弯承载能力计算方法一、前言混凝土梁受弯承载能力计算是建筑结构设计中的重要环节，本文将通过分析梁的受力情况及混凝土材料的力学特性，提供一个全面的具体的详细的方法，以便工程师们在实际工作中准确地计算混凝土梁的承载能力。
二、梁的受力情况混凝土梁受弯承载能力计算的第一步是分析梁的受力情况。
梁在受弯时，上部受压，下部受拉，而且受力最大的位置在梁的中心。
因此，我们需要确定梁的截面形状和尺寸，以及梁的受力状况，以便进行后续的计算。
三、混凝土材料的力学特性混凝土作为一种建筑材料，在受力时也有其特定的力学特性。
混凝土的强度是指其在受压、受拉或剪切时的承载能力。
混凝土的强度可以通过试验来确定，常见的试验包括压缩试验、拉伸试验和剪切试验。
四、混凝土梁承载力的计算方法在确定了梁的受力情况和混凝土材料的力学特性之后，我们就可以开始计算混凝土梁的承载能力了。
下面是混凝土梁承载力的计算方法。
1、计算受拉区的承载力混凝土梁在受弯时，上部受压，下部受拉。
因此，我们需要先计算出梁的下部受拉区的承载力。
受拉区的面积可以通过梁的截面形状和尺寸来计算。
受拉区的承载能力可以通过下列公式计算：Ft = As × fy其中，Ft为受拉区的承载力，As为受拉区的面积，fy为混凝土的抗拉强度。
2、计算受压区的承载力混凝土梁在受弯时，上部受压。
受压区的承载力可以通过下列公式计算：Fc = 0.85fcb × b × x其中，Fc为受压区的承载力，fcb为混凝土的轴心抗压强度，b为梁的宽度，x为受压区的深度。
3、计算混凝土梁的承载力混凝土梁的承载力可以通过下列公式计算：Mn = min(Ft × (d - a/2), Fc × b × (d - x/2))其中，Mn为混凝土梁的承载力，d为梁的有效深度，a为受拉钢筋的距离梁底的高度，b为梁的宽度，x为受压区的深度。
四、混凝土梁的验算为了确保混凝土梁的安全性和可靠性，设计师还需要对计算结果进行验算。
方管跨度与承重计算公式
方管跨度与承重计算公式，是指在建筑结构设计中，针对使用方管作为承重材料时，针对管子的长度、管子之间的距离、管子的直径等因素进行计算，确定方管的承重能力和跨度。
一般来说，方管的承重能力和跨度是根据管子材质、管子直径、管子墙厚、管子跨度等因素综合确定的，具体计算公式如下：
1、方管的承重能力计算公式：
承重能力=（管子直径×管子墙厚）×（弯曲强度/杨氏模量）×（1-(管子直径/管子间距)）^4
其中，“弯曲强度”和“杨氏模量”是方管材质的物理特性参数，可以通过实验和计算得出。
2、方管的跨度计算公式：
管间距=（管子直径×跨度系数）/（管子墙厚×弹性模量）
其中，“跨度系数”和“弹性模量”是方管材质的物理特性参数，也可通过实验和计算得出。
通过以上公式的计算，可以准确地确定方管的承重能力和跨度，从而保证建筑结构的安全和稳定。
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方钢管混凝土压弯构件荷载-位移滞回性能研究*陶 忠 韩林海(哈尔滨建筑大学 哈尔滨 150090)摘 要:在弯矩-曲率滞回关系分析的基础上,利用数值方法计算方钢管混凝土压弯构件的荷载-位移滞回关系,并对计算结果进行了大量试验验证。
在理论分析和试验验证的基础上,全面考察构件轴压比、长细比等参数对滞回关系的影响,最后给出构件荷载-位移滞回关系恢复力模型及构件位移延性系数等的简化计算公式。
关键词:方钢管混凝土 滞回性能 轴压比 长细比 恢复力模型 延性系数RESEARCH ON THE LOAD -DEFORMATION HYSTERETIC BEHAVIORS OF CONC RETE FILLED SQUARE STEEL TUBES SUBJEC TED TO COMPRESSION -BENDINGTao Zhong Han Linhai(Harbin University of Civil Engineeri ng and Architecture Harbin 150090)Abstract :On the basis of analysis of the moment -curvature hysteretic behavior,a numerical anal ysis method isapplied to analyze the load -deformation hysteretic behavior of concrete fil led square steel tubes,and the analytical results agree w ell w ith those of the tests satisfactorily.T hen the influencing factors to skeleton curve such as axial compression rati o,slenderness ratio are illustrated.Fi nally,a restoring force model of the load -deformation is presented and the corresponding simplified formulae of the parameters in th e model and ductility coeffici ent are proposed as w ell.Keywords :concrete filled square steel tubes hys teretic behavior axial compression rati o slendernes s rati orestoring force model ductility coefficient*霍英东教育基金会资助项目。
空心方钢承重受力计算公式空心方钢是一种常用的建筑材料，它具有较高的承重能力，常用于建筑结构的支撑和承重部分。
在实际工程中，需要对空心方钢的承重受力进行计算，以确保其安全可靠地承受外部荷载。
本文将介绍空心方钢承重受力的计算公式及其应用。
空心方钢的承重受力计算主要涉及到静力学和材料力学的知识。
在计算承重受力时，需要考虑空心方钢的截面形状、材料特性、受力方向等因素。
以下是空心方钢承重受力计算的基本公式：1. 抗弯强度计算公式。
空心方钢在受到外部荷载时，会产生弯曲变形。
为了确保其不会发生破坏，需要计算其抗弯强度。
抗弯强度计算公式如下：M = σ×W。
其中，M为弯矩，σ为材料的抗弯应力，W为截面的抗弯模量。
抗弯应力可以通过材料力学实验得到，抗弯模量可以通过截面形状和尺寸计算得到。
2. 压杆稳定性计算公式。
空心方钢在受到压力时，会产生稳定性问题。
为了确保其不会产生屈曲，需要计算其压杆稳定性。
压杆稳定性计算公式如下：Pcr = π²×E×I/ L²。
其中，Pcr为临界压力，E为材料的弹性模量，I为截面的惯性矩，L为压杆的长度。
通过计算得到的临界压力需要与实际受力情况进行比较，以确定空心方钢的稳定性。
3. 剪切强度计算公式。
空心方钢在受到剪切力时，会产生剪切变形。
为了确保其不会产生破坏，需要计算其剪切强度。
剪切强度计算公式如下：τ = V/ A。
其中，τ为剪切应力，V为剪切力，A为截面的剪切面积。
剪切应力可以通过材料力学实验得到，剪切面积可以通过截面形状和尺寸计算得到。
通过以上公式的计算，可以得到空心方钢在受力情况下的承重能力。
在实际工程中，需要根据具体情况进行计算，并考虑安全系数等因素，以确保空心方钢的承重受力满足设计要求。
除了以上基本公式外，空心方钢的承重受力还涉及到许多其他因素，如温度影响、腐蚀影响、焊接影响等。
在实际工程中，需要综合考虑这些因素，进行全面的承重受力计算。
混凝土梁弯曲承载能力计算方法一、前言混凝土梁作为建筑中常用的构件之一，其承载能力的计算方法对于建筑结构的设计和施工具有重要意义。
本文将介绍混凝土梁弯曲承载能力的计算方法。
二、梁的基本知识1.梁的定义梁是一种纵向载荷作用下弯曲的构件，一般由两端支座和梁体组成。
梁的主要承载方式是受弯和剪力。
2.梁的截面形状梁的截面形状常见的有矩形、T形、I形、L形等，不同形状的截面对于梁的承载能力有影响。
3.梁的受力状态梁在受载时，会产生弯矩和剪力，其中弯矩是梁承受的主要力，剪力只在支座处发生。
三、混凝土梁弯曲承载能力计算方法1.梁的截面矩计算梁的截面矩是计算梁的弯曲承载能力的重要参数，其计算公式为：M = f_y * W * (d - a/2)其中，M为截面矩，f_y为钢筋屈服强度，W为混凝土截面面积，d 为混凝土受压区高度，a为受拉钢筋中心到受压区边缘的距离。
2.混凝土受压区高度计算混凝土受压区高度是计算截面矩的重要参数，其计算公式为：d = h - a_1 - a_2 - \frac{\phi}{2}其中，h为混凝土截面高度，a_1为受拉钢筋直径，a_2为受压钢筋直径，\phi为受压钢筋的倾斜角度。
3.混凝土截面面积计算混凝土截面面积是计算截面矩的重要参数，其计算公式为：W = b * h其中，b为梁的宽度，h为混凝土截面高度。
4.钢筋屈服强度计算钢筋屈服强度是计算截面矩的重要参数，其计算公式为：f_y = A_s * f_s / W其中，A_s为钢筋截面积，f_s为钢筋抗拉强度，W为混凝土截面面积。
5.受拉钢筋中心到受压区边缘的距离计算受拉钢筋中心到受压区边缘的距离是计算截面矩的重要参数，其计算公式为：a = \frac{M}{f_y * A_s}其中，M为截面矩，f_y为钢筋屈服强度，A_s为钢筋截面积。
四、梁的抗弯承载力计算梁的抗弯承载力是指梁在受载状态下能够承受的最大弯矩，其计算公式为：M_r = \frac{f_c * b * d^2}{6}(1 - \frac{f_c}{f_y}) + f_y * A_s * (d -a/2)其中，M_r为梁的抗弯承载力，f_c为混凝土抗压强度，b为梁的宽度，d为混凝土受压区高度，f_y为钢筋屈服强度，A_s为钢筋截面积，a为受拉钢筋中心到受压区边缘的距离。
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中空夹层钢管混凝土结构力学性能研究综述作者：朱少飞来源：《现代装饰·理论》2012年第06期摘要：综合论述了中空夹层钢管混凝土结构的国内外研究状况，提出了需要进一步深入开展的研究工作，以便更好地为这一新型的钢管混凝土结构的工程应用打下基础。
关键词：中空夹层钢管混凝土；力学性能；综述1 引言中空夹层钢管混凝土，是将内外两根钢管以相同的形心放置后，在两钢管夹层间灌注混凝土而形成的整体受力构件。
作为一种新型的钢管混凝土结构形式，它是在实心钢管混凝土的基础上发展而来的。
中空夹层钢管混凝土内、外钢管可采用不同的截面形式，常用的钢管截面形式有圆形、方形和矩形，将其中任意两种两两组合，可以得出该类构件的多种截面类型。
目前，海内外的专家学者主要研究的是以下五类截面。
相比方、矩形截面来讲，圆形截面更不易发生局部屈曲，因此将圆形截面作为中空夹层钢管混凝土的钢管更有利，同时方形钢管作为外管有利于梁柱节点的连接。
2 研究现状文献[1]进行了圆中空夹层钢管混凝土轴压短试件的力学性能试验，其截面形式如图1-3（a）所示，其钢管的径厚比（D/t，D为圆钢管的外径，t为圆钢管的壁厚）范围为43~169。
构件在两层钢管之间灌注的混凝土为树脂混凝土，混凝土的圆柱体抗压强度为58.6Mpa。
试验中进行的一次轴压加载的试验结果表明：试验时构件的荷载—变形关系在加载后期基本都出现了下降段，其轴压极限承载力比钢管和混凝土二者叠加的承载力要高出10~30%，同时在承载力峰值点处的应变值达到了1%，大于钢管或混凝土单独加载时各自峰值点处的应变值。
试验结果还表明，钢管和混凝土之间的相互作用使得钢管的局部屈曲大大延迟，在钢管发生局部屈曲后，由于混凝土的存在使得钢管的屈曲发展较慢，这种情况一直保持到混凝土被压碎。
对中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系进行了初步分析，分析时考虑了钢管和混凝土之间的相互作用力。
由于采用的分析方法无法考虑混凝土破坏后的情况，因而提供的方法仅能计算出构件的荷载-变形关系至峰值点处，无法更进一步准确的模拟出构件荷载—变形关系的下降段。
方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件承载力计算方法探讨吴丽珠;朱琪;黄宏;陈梦成【摘要】In engineering practice,the concrete-filled double-sKin square steel tubular columns subjected to not only axial force and moment,but also torsion action caused by wind and seismic loads. It was the same loading con-dition for the bent’s corner columns. It was therefore necessary to calculate the load carrying capacity of the con-crete-filled double-sKin square steel tubular columns under combined compression-bending-torsions. In this paper, the correlation equation was applied for calculation and the axial load capacity,moment capacity and torsion capaci-ty were directly cited from the single test. The calculation results were found to be conservative,and which can pro-vide a reference for engineering practice.%当方中空夹层钢管混凝土用于结构柱时，除承受轴力和弯矩外，还将承担风荷载和地震荷载作用下产生的扭矩，同样对于采用平腹杆双肢柱的排架角柱，也会受到轴力、弯矩和扭矩的共同作用，因此有必要计算方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件的承载力。
采用方实心钢管混凝土压弯扭构件承载力相关方程的形式，对方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件进行计算，公式中轴压强度承载力、抗弯承载力、抗扭承载力均采用方中空夹层钢管混凝土计算方法，计算结果偏于保守，可为工程设计提供参考。
【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P257-261,266)【关键词】方中空夹层钢管混凝土;压弯扭;承载力【作者】吴丽珠;朱琪;黄宏;陈梦成【作者单位】华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013; 江西省建筑过程模拟与控制重点实验室，江西南昌330013;华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013; 江西省建筑过程模拟与控制重点实验室，江西南昌330013;华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013; 江西省建筑过程模拟与控制重点实验室，江西南昌330013;华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013; 江西省建筑过程模拟与控制重点实验室，江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TU398中空夹层钢管混凝土是在2根共形心安放的钢管之间浇筑混凝土而形成的构件，由于它的截面(如图1所示)特点，适用于大截面、高耸结构中。
目前对其研究主要有：轴压[1]、纯弯[2]、压弯[3]、纯扭[4]、压扭[5]、弯扭[6]、压弯扭[7]、压弯剪[8]力学性能。
黄宏等 [4]在有限元模型分析可靠性得到验证的基础上，对圆、方中空夹层钢管混凝土纯扭构件的力学性能进行了研究，给出了纯扭构件的承载力简化计算公式。
杨建等[12]进行了6根方中空夹层钢管混凝土构件和1根方实心钢管混凝土压扭构件试验研究，考察的参数为长细比和轴压比，采用有限元软件对构件的的力学性能进行了分析，并给出了构件承载力相关方程。
韩林海等[9]考虑不同加载路径对钢管混凝土压弯扭构件进行了有限元全过程分析，通过12个压弯扭构件的试验，对其工作机制及性能进行了系统分析，结果表明理论结果与试验结果吻合良好。
王宇航等[10] 为了研究钢管混凝土柱在压-弯-扭复合受力状态下的力学性能，运用有限元软件ABAQUS，建立钢管混凝土柱的“壳-实体”精细有限元模型。
本文采用方实心钢管混凝土压弯扭构件承载力相关方程的形式，对方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件计算方法进行探讨。
为了验证公式的可行性，将承载力计算结果与本课题组的相关试验结果进行比较。
为了便于实际工程设计应用，有必要提出方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件的承载力简化计算方法。
尧国皇提出了方实心钢管混凝土压弯扭构件承载力相关方程，图2给出了方实心钢管混凝土压弯扭构件强度承载力η-ξ-β相关关系曲面(即构件的N/Nu-M/Mu-T/Tu相关关系曲面)[13]。
根据以往对中空夹层钢管混凝土轴压[1]、纯弯[2]、压弯[3]、纯扭[4]构件承载力的研究，实心钢管混凝土可视为空心率为零的一种特殊情况，因此本文参考方实心钢管混凝土压弯扭构件承载力相关方程的形式来计算方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件的承载力，具体公式如下。
当时当时时式中:Nu为轴压强度承载力；Mu为抗弯承载力；Tu为抗扭承载力。
均采用方中空夹层钢管混凝土的形式 [4,11]。
Nu、Mu分别为方中空夹层钢管混凝土轴压强度承载力、抗弯承载力，分别采用文献[11]中计算公式。
Tu为方中空夹层钢管混凝土抗扭承载力，采用文献[4]中计算公式。
式中:Nosc,u为外钢管和混凝土的极限承载力，Ni,u=Asifyi，(Asi为内钢管截面面积，fyi为内钢管的屈服极限)为内钢管的极限承载力。
Nosc,u按下式确定，式中:Asco=Aso+Ac；Aso和Ac分别为外钢管和混凝土截面面积。
对于圆中空夹层钢管混凝土：对于方中空夹层钢管混凝土：式中：C1和C2为计算系数，C1=α/(1+α),C2=(1+αn)/(1+α),α和αn 分别为含钢率(Aso/Ac)和名义含钢率(Aso/Ace)，Ace为外钢管截面内部所包含的空隙面积(对于方形钢管Ace=(Bo-2×to)2)。
fscy和fck以MPa计；χ为空心率(χ=Di/(Bo-2×to))；Bo、to分别为外钢管的边长和厚度；Di、ti分别为内钢管的直径和厚度；ξ为约束效应系数。
式中：Aso为外钢管的面积；Ace为外钢管截面内部所包含的空隙面积；fyo为外钢管的屈服极限；fck为混凝土的标准抗压强度。
其中，外管及混凝土所承担弯矩为：内管所承担弯矩为：式(7)中，轴压组合强度fscy由式(4)计算得到；Wscm为外钢管及混凝土的截面抗弯模量，对于圆中空夹层钢管混凝土：，Do、Di分别为外钢管直径和内钢管直径，对于方中空夹层钢管混凝土：)/Bo；Bo为外钢管的边长；Di为内钢管的直径。
式(8)中，内钢管的截面抗弯模量,Di、ti分别为内钢管的直径和厚度。
γm2为内管实际承担的弯矩与Wsifyi的比值，Wsifyi为内管作为空钢管单独受弯时的抗弯承载力。
由上可知圆、方中空夹层钢管混凝土抗弯承载力可由式(11)表示。
其中：系数γm1、γm2与约束效应系数ξ呈对数关系，系数γm2与fyi呈线性关系，空心率对系数γm1、γm2均有影响。
通过对参数计算结果作进一步的回归分析，发现系数γm1和γm2可用如下公式计算。
其中：γt为抗扭承载力修正系数，与空心率χ(χ=Di/(Bo-2to))有关；Wsct为方钢管混凝土截面抗扭模量，其值按文献[11]中取为(Bo为外钢管边长)；τscy为方中空夹层钢管混凝土抗扭屈服极限；Wsi为内钢管截面抗扭模量；τyi为内钢管抗扭屈服极限。
式(14)中各参数表达式为：其中式(17)中fscy由式(5)、式(6)计算得到。
方实心钢管混凝土中压弯扭相关方程的形式如式(1)、式(2)所示，其中系数项参数计算如下：公式(1)式(2)中：a=1-2φ2·ηo；)，其中1/d为考虑二阶效应影响的弯矩放大系数；NE=π2·Escm·Asc/λ2为欧拉临界力；Escm为构件组合截面抗弯弹性模量，其计算表达式为，Iso、Ic、Isi分别为外钢管、混凝土及内钢管的截面惯性矩(其中，其中φ为轴心受压稳定系数计算公式如下：式(22)中：；b=e-2aλp；；其中，λ为长细比(λ=L/i，i为截面回转半径，L为试件长度)，λp、λo分别为中空夹层钢管混凝土轴压构件发生弹性或弹塑性失稳时的界限长细比，可分别按式(23)和式(24)确定：式中：fyo和fscy需以MPa为单位代入。
由于本文只是针对最常见的压弯扭受力情况(先偏心受压，后发生扭转)进行讨论，真正的压弯扭受力情况不仅此一种，此外还有：1)先对构件施加纵向轴向压力N，然后保持N的大小及方向不变，再按比例施加扭矩T和弯矩M；2)先对构件施加扭矩T，然后保持扭矩T的大小及方向不变，再对构件施加偏心压力N；3)先对构件施加轴向压力N，然后保持N的大小及方向不变，再对构件施加扭矩T，再逐步施加弯矩至M。
由于加载路径不同，所获得压弯扭构件的N/Nu-M/Mu-T/Tu相关曲面也有所不同，但大量理论分析[9]证明：加载路径对钢管混凝土N/Nu-M/Mu-T/Tu包络面影响不大，因此本文方中空夹层钢管混凝土简化计算公式对不同的受力情况均具有很好的适用性。
为了验证公式的合理性，将公式用于计算本课题组进行的方中空夹层钢管混凝土压弯扭试件的承载力计算。
本次试验以长细比、空心率和轴压比为变化参数，共设计了5个方中空夹层钢管混凝土和2个方实心钢管混凝土压弯扭试件，具体参数如表1所示，表中L为试件长度，Bo、to为外钢管的边长和厚度，Di、ti为内钢管的直径和厚度，χ为空心率(χ=Di/(Bo-2×to))，fyo为外钢管的屈服强度，fyi为钢管的屈服强度，fcu为混凝土的立方体抗压强度， n为轴压比(n=N/Nu，N为试件所受轴力，Nu为轴心受压强度承载力，由文献[11]计算所得，Tue为抗扭承载力试验值，Tuc为抗扭承载力简化计算值。
本次试验的偏心距e均为27 mm，λ为长细比(λ=L/i，i为截面回转半径)，以下将λ=26(L=500 mm)的试件简称为短柱，λ=58(L=1 200 mm)的试件简称为长柱。
采用华东交通大学结构试验室自行设计的压弯扭装置对试件进行试验。
试验加载照片如图3所示，试件竖向放入装置，试件下盖板通过与6个螺杆的连接而固定于地槽上，作为固定端，试件上盖板和加载板之间用6个螺栓连接在一起，作为自由端。
偏心荷载通过竖向千斤顶施加，竖向千斤顶作用在球形铰内，球形铰的凹形槽焊在钢臂一侧，偏心距的大小由球形铰的凹形槽中心与钢臂中心的距离来决定。
