PBL加勁型矩形鋼管混凝土軸壓柱承載力計(jì)算方法研究.pdf

1、PBL加勁型矩形鋼管混凝土是近期推出的一種新型組合結(jié)構(gòu),是指在鋼管內(nèi)壁縱向設(shè)置開孔鋼板即PBL加勁肋。PBL加勁肋具有增強(qiáng)鋼管混凝土界面粘結(jié)強(qiáng)度,提高套箍效應(yīng),防止鋼管混凝土界面的脫空和減小相對(duì)滑移,有效改善節(jié)點(diǎn)性能和鋼板的抗局部屈曲性能等優(yōu)點(diǎn),這使得PBL加勁型矩形鋼管混凝土在大跨、重載橋梁中具有較好的工程應(yīng)用前景。然而,對(duì)PBL加勁型矩形鋼管混凝土的研究尚處于初級(jí)階段,其破壞模式和承載力問(wèn)題亟待解決,為此,本文采用模型試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)力學(xué)

2、分析對(duì)PBL加勁型矩形鋼管混凝土軸壓短柱和長(zhǎng)柱承載能力計(jì)算方法展開研究。
　　首先,按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,綜合考慮寬厚比、套箍系數(shù)、開孔孔徑、開孔孔距、鋼板縱肋肋高等參數(shù)對(duì)承載力的影響,設(shè)計(jì)了4個(gè)方鋼管混凝土試件、4個(gè)設(shè)加勁肋方鋼管混凝土試件和15個(gè)設(shè)PBL加勁肋方鋼管混凝土試件共計(jì)23個(gè)試件進(jìn)行軸壓短柱承載力試驗(yàn)研究。試驗(yàn)分別在10000kN和25000kN的壓力試驗(yàn)機(jī)上對(duì)所有試件進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn),得到了PBL加勁型矩形鋼管混凝

3、土的破壞模式、荷載-位移關(guān)系、荷載-應(yīng)變關(guān)系及極限承載力。
　　其次,收集了國(guó)內(nèi)外矩形鋼管混凝土、設(shè)鋼筋籠、鋼筋肋、約束拉桿、直肋矩形鋼管混凝土軸壓短柱試驗(yàn),得到了各類試件試驗(yàn)混凝土強(qiáng)度提高系數(shù)與含鋼率、套箍系數(shù)、寬厚比等參數(shù)的關(guān)系;結(jié)果分析表明:矩形鋼管混凝土、設(shè)鋼筋籠、鋼筋加勁肋RCFT、設(shè)約束拉桿RCFT、設(shè)直肋RCFT及PBL加勁型RCFT混凝土強(qiáng)度提高系數(shù)均值分別為:1.18、1.08、1.49、1.08及1.36,說(shuō)明

4、了PBL加勁肋可以有效改善矩形鋼管混凝土、設(shè)直肋矩形鋼管混凝土承載力。
　　然后,建立力學(xué)模型,分析了PBL加勁型矩形鋼管混凝土受力圖式,明確了其核心混凝土強(qiáng)度提高系數(shù)推導(dǎo)公式,并結(jié)合實(shí)測(cè)極限承載力,進(jìn)行回歸分析,得到了PBL加勁型矩形鋼管混凝土軸壓短柱承載力的計(jì)算公式,該公式也適用于矩形鋼管混凝土、設(shè)直肋矩形鋼管混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算;并利用矩形鋼管混凝土、設(shè)直肋、PBL加勁肋矩形鋼管混凝土試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn):提出的PBL

5、加勁型鋼管混凝土承載力計(jì)算方法較現(xiàn)行規(guī)范更為接近試驗(yàn)值且變異系數(shù)低于或等于各規(guī)范計(jì)算值。
　　最后,為便于與短柱形成對(duì)比,采用相同的截面尺寸和PBL構(gòu)造形式,僅考慮長(zhǎng)細(xì)比這一參數(shù),設(shè)計(jì)了三個(gè)長(zhǎng)柱試件進(jìn)行承載力試驗(yàn)研究,在25000kN壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加載。試驗(yàn)結(jié)果顯示,PBL加勁型矩形鋼管混凝土長(zhǎng)柱表現(xiàn)出較好的延性。并對(duì)軸壓長(zhǎng)柱穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行探討,推導(dǎo)了PBL加勁型矩形鋼管混凝土軸壓長(zhǎng)柱歐拉臨界力、穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算公式,提出了其極限承載