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主题

2 篇 pbl加劲肋
2 篇 l形宽肢钢管混凝土...
2 篇 有限元分析
2 篇 轴压性能
1 篇 整体稳定系数
1 篇 承载力公式
1 篇 稳定系数

机构

2 篇 石家庄铁道大学
1 篇 天津大学
1 篇 大立建设集团有限...

作者

2 篇 张晓虎
1 篇 孙尚
1 篇 苏天成
1 篇 骆成昆
1 篇 张旺

语言

2 篇 中文

检索条件"主题词=L形宽肢钢管混凝土组合柱"

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内置PBl加劲肋的l形宽肢钢管混凝土组合柱整体稳定系数研究

内置PBL加劲肋的L形宽肢钢管混凝土组合柱整体稳定系数研究

引用

第二十三届全国现代结构工程学术研讨会

作者：张旺张晓虎孙尚骆成昆苏天成天津大学建筑工程学院石家庄铁道大学土木工程学院大立建设集团有限公司

为研究内置带孔隔板加劲肋(PBl)宽肢钢管混凝土组合柱(W-lCFST柱)的整体稳定系数,以l形双板连接钢管混凝土组合柱(lCFST-D柱)的轴压试验为基础,首先开展了W-lCFST短柱的轴压性能分析,得到了不同构造及材料强度条件下的W-lCFST短柱的截... 详细信息

为研究内置带孔隔板加劲肋(PBl)宽肢钢管混凝土组合柱(W-lCFST柱)的整体稳定系数,以l形双板连接钢管混凝土组合柱(lCFST-D柱)的轴压试验为基础,首先开展了W-lCFST短柱的轴压性能分析,得到了不同构造及材料强度条件下的W-lCFST短柱的截面承载力。其次,以柱高为参数共设计了35个W-lCFST中长柱有限元模型,并进行了有限元参数化结果的对比分析。最后,依据佩利公式的表达形式,以正则化长细比λ为参数对不同长细比条件下的有限元模型的整体稳定系数进行了回归分析,得到了可供工程设计参考的W-lCFST中长柱整体稳定系数计算公式。

关键词： l形宽肢钢管混凝土组合柱 PBl加劲肋轴压性能有限元分析整体稳定系数

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l形宽肢方钢管混凝土组合柱轴压性能研究

L形宽肢方钢管混凝土组合柱轴压性能研究

引用

作者：张晓虎石家庄铁道大学

学位级别：硕士

钢管混凝土组合异形柱（S-CFST柱）解决了室内凸角和露柱的问题,在空间利用率和美学效果方面具有很大优势。随着建筑层数的增加,为了达到较好的轴压承载力和抗侧刚度,需要增加S-CFST柱的肢长,根据规范的定义:S-CFST柱的截面宽厚比大于4... 详细信息

钢管混凝土组合异形柱（S-CFST柱）解决了室内凸角和露柱的问题,在空间利用率和美学效果方面具有很大优势。随着建筑层数的增加,为了达到较好的轴压承载力和抗侧刚度,需要增加S-CFST柱的肢长,根据规范的定义:S-CFST柱的截面宽厚比大于4小于5时为宽肢钢管混凝土组合异形柱（W-SCFST柱）。W-SCFST柱具有较高的轴向承载力和抗侧刚度,在高层建筑中具有广阔的应用前景。本文通过有限元模拟和理论对比分析,对其轴压性能进行研究,主要内容如下:（1）以l形双板连接钢管混凝土组合柱（lCFST-D柱）的轴压试验为基础建立有限元模型,将有限元结果和试验结果进行对比,验证了材料本构模型、边界条件以及相互作用关系的正确性。建立W-lCFST柱有限元模型,考虑截面宽厚比、钢材厚度、钢材强度、混凝土强度和内置带孔隔板（PBl）等参数对其轴压性能的影响。结果表明:截面宽厚比从4增大到5,模型的轴压承载力提高了21.7%,延性系数减小了15.8%;钢材厚度从6 mm增加到8 mm,模型的轴压承载力提高了19.8%,延性系数增加了27.5%;钢材强度从Q235增加到Q345,模型的峰值承载力增加了9.3%,延性系数增加了14.4%;混凝土强度从C30增加到C35,模型的峰值承载力增加了2.1%,延性系数增加了2.2%;添加1组PBl加劲肋,模型的峰值承载力增加了3.8%～4.6%,延性系数提高14%～26%;添加2组PBl加劲肋,模型的峰值承载力增加了7.9%,延性系数提高29%。添加PBl加劲肋可显著增强混凝土和钢之间的相互作用,增大轴压承载力,提高延性,有效改善局部屈曲破坏,有利于工程推广和应用。（2）对柱高为900 mm～4200 mm的W-lCFST中长柱轴压性能进行分析,结果表明:随着柱高的增加,柱的应力云图从均匀应力分布改变为柱中应力聚集,破坏形态从强度破坏转变为失稳破坏。W-lCFST柱柱高在1200 mm～1500mm时,柱高度增大900 mm～1100 mm,峰值承载力基本无变化,峰值位移增加36%～56%;W-lCFST柱高增大2700 mm～3000 mm时,峰值承载力减小4.7%～9.1%,峰值位移增加66%～150%。在柱高分别为3000 mm、3600 mm和4200 mm时,截面宽厚比从4增大到5,峰值承载力提高25.5%～28.4%,峰值位移增大13%～18.5%;混凝土材料从C30增加到C35,模型的峰值承载力增加2.12%～2.19%,峰值位移基本无变化;钢材材料从Q235增强到Q345,模型的峰值承载力增加3.9%～4%,峰值位移减小2%～12%;钢材厚度从6 mm增加到8mm,峰值承载力提高20%～20.8%,峰值位移增大3.7%～9.6%。增加截面宽厚比和钢材厚度可以显著增大峰值承载力和峰值位移。（3）基于Mander理论和叠加理论,考虑钢管内核心混凝土存在强弱约束区,提出了预测W-lCFST短柱截面承载力的计算公式,并将W-lCFST柱有限元结果与预测公式计算结果、日本规范（AIJ 1997）、美国规范（AISC-lRFD1999）、矩形钢管混凝土结构技术规程（CECS 159:2004）进行了对比。结果表明,上述计算结果均较为保守,本文提出的预测公式计算结果更加准确,平均误差为7%,标准差为0.01,可以准确计算W-lCFST柱截面承载力。美国规范（AISC-lRFD 1999）计算结果与有限元结果的峰值承载力平均值误差29%,标准差为0.01。日本规范（AIJ 1997）计算结果与有限元结果的峰值承载力平均误差值为12%,标准差为0.01。《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS 159:2004）计算结果与有限元结果的峰值承载力平均误差值13%,标准差为0.03。（4）基于《钢结构设计标准》（GB50017-2017）和内置PBl加劲肋的W-lCFST柱峰值荷载-位移结果,计算正则长细比（?）,将其分为两类W-lCFST中长柱模型,进行非线性拟合,得到稳定系数的计算参数。第一类W-lCFST中长柱模型的正则长细比（?）≤0.215,稳定系数的计算参数α1=0.329,拟合度R2为0.956。第二类W-lCFST中长柱的正则长细比（?）>0.215,稳定系数的计算参数α2=0.949和α3=0.29,拟合度R2为0.912。

关键词： l形宽肢钢管混凝土组合柱轴压性能 PBl加劲肋有限元分析承载力公式稳定系数

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