轴压比对碳纤维钢骨-钢管混凝土柱影响分析
钢骨钢管混凝土柱轴压破坏形态
钢骨钢管混凝土柱轴压破坏形态钢骨钢管混凝土柱，光听名字就让人觉得有点“厉害”的感觉，是吧？这种柱子可不是普通的钢筋混凝土柱，里面有钢骨、钢管加持，可以说是高大上的“硬核”存在！要是非得用个形象点的比喻，那就是把“肌肉”和“骨架”给融合在一起，强壮又结实，耐得住压，扛得起重！所以，咱们今天聊的这个轴压破坏形态，实际上就是在讲钢骨钢管混凝土柱在受压下，究竟会怎么样“出事”。
首先啊，你要知道，柱子在承受压力的时候，不是简单地就压个头，到了极限就会爆炸啥的。
这玩意儿有点儿“内涵”，它不是马上就崩溃，而是慢慢地、悄悄地开始“表现出异常”。
比如说，刚开始的时候，钢管那一层像皮肤一样包裹住混凝土，它们就好像是相辅相成的伙伴，一起分担压力。
钢管给混凝土提供支撑，混凝土则给钢管提供了稳定性，两个合作得天衣无缝，压力分担得平平稳稳。
到了一定的阶段，混凝土会慢慢地开始出现裂缝，这时候还不至于马上崩溃，但你就可以看出来，它开始“不耐压”了，压力一大，裂缝就越发明显。
钢管一开始能挡住这些裂缝，但随着时间推移，它也会渐渐疲软。
等到裂缝越来越大，混凝土的承载能力就开始大打折扣。
钢骨就像是脊梁骨，起着支撑的作用，可也并非无敌啊！到了某个临界点，钢管的“皮肤”就开始变形，钢筋和混凝土也逐渐不再“配合默契”。
那时候，钢骨钢管混凝土柱就会表现出一种典型的轴压破坏形态——压溃！哦对，不是你想象的那种瞬间“啪”地碎掉，而是有点儿像慢慢地掉链子，钢管变形，裂缝越来越多，直到整个结构承载不住，那就得说拜拜了，整根柱子“败了”。
再说一个你可能不太了解的事儿，这种柱子的破坏，其实不仅仅是看它变形有多厉害，最关键的就是它的破坏模式！比如说，轴压破坏和弯曲破坏可不太一样。
轴压破坏就是指柱子一直承受压缩力，直到它的“心脏”——混凝土和钢管被压垮。
而弯曲破坏就像一个人走路摔了一跤，压的不仅仅是“脊背”，还要看它是不是“翻车”。
轴压破坏相对来说，直接粗暴一些，没有什么花样，就是压到极限，爆发力一瞬间失控！所以，钢骨钢管混凝土柱承压时，有个明显的变化过程，先是局部损伤，继而扩展，最后整个柱子逐渐失去能力，最终出现彻底的破坏。
钢骨—钢管混凝土组合柱轴压组合刚度分析
ｎ ｗ ｉ ｄ ｏ ｏ ｕ Ｓ ｐ ｔｆ ｒ ｒ ｅ ｋ ｎ ｆｃ ｌ ｍｎ ｉ ｕ ｏ ｗａ ｄ，ｗｈ ｃ ｒ ｕ ａ ｔ ｅ Ｔｕ ｅＣｏ ｏ ｉｅＳ ｏ ｔＣ ｌ ｍｎ Ｅｎ ａ ｅ ｔ ｅ ｉ ｆ ｒ ｅ ｉｈ ｉ Ｃｉｃ ｌｒ Ｓ ｅ ｌ Ｓ ｂ ｍｐ ｓｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｃ ｓ ｄ Ｓ ｅ ｌ Ｒｅｎ ｏ ｃ ｄ Ｃｏ ｃ ｅ ｅ ｗｈ ｓ ｏ ｏ ｉ ｉ ｉｉｙ ｉ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ．Ｂｙ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ａ ｕ ｓ ｗｉ ｅ ｔｏ ｅ ｆｔ ｒ ｅｃ ｌｍｎ ｎ ｒ ｔ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｒｇ ｄ ｔ ｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｅ ｏ ａ ｅ ｈ ｈ ｏ ｅ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔ ｔ ｓ ｎ ｓ ｏ ｈ ｅ ｏ ｕ ｓ ｃ ｖ ｈ
合 柱 ， 对 该 种 柱 的 组 合 刚 度 的 计 算 进 行 研 究 。通 过 对 ３个含 钢 率 不 同的 轴 心 受 压 钢 骨 一 钢 管 混 凝 土 短 柱 的 试 验 并
值 与理 论 计 算值 的 比较 ， 证 了钢 骨 一钢 管 混凝 土 柱 的 组 合 刚 度 的 计 算 方 法 的 合 理 性 ， 揭 示 了含 钢 率 对 组 合 刚 验 并
ＡＢ Ｔ Ｓ ＲＡＣＴ Ｉ ｉ ｗ ｆ ｔ ｅ ｄｓ ｄ ａ ｔ ｇ ｏ ｔ ｅ ｃ ｌ ｍｎ ｆ ｒ ｃｒ ｕ ａ ｔ ｅ ｕ ｅ ｅ ｃ ｓ ｄ ｗｉｈ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｏ ｃ ｅ ｅ ｎ ｖ ｅ ｏ ｈ ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ｔ ｈ ｏ ｕ ｏ ｉｃ ｌ ｒ ｓｅ １ｔ ｂ ｎ ａ ｅ ｔ ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｃ ｎ ｒ ｔ ，ａ
ＣｏＬＵＭ Ｎ ＥＮＣＡＳ ＥＤ ＴＥＥＬ Ｓ ＲＥＩ ＮＦＯＲＣＥＤ ＣｏＮＣＲＥＴＥ ＵＮＤＥＲ ＡＸＩ ＡＬ ＣｏＭ ＰＲＥＳ ＯＮ ＳＩ
轴压比对不同形式异形柱框架抗震性能的影响
轴压比对不同形式异形柱框架抗震性能的影响文章以三榀异形柱中框架为研究对象，分别为钢筋混凝土异形柱框架、型钢混凝土异形柱框架和钢管混凝土异形柱框架，利用有限元分析软件对三者进行推覆分析，研究不同轴压比作用下异形柱框架承载能力、位移延性、刚度退化等方面的抗震性能特点。
研究表明：轴压比对三种异形柱框架弹性刚度影响较小，但对承载力和延性影响较大。
标签：异形柱；型钢混凝土；钢管混凝土；轴压比引言异形柱结构因其柱楞不凸出、得房率高等优点，备受开发商和消费者的青睐。
目前，对普通钢筋混凝土（RC）异形柱结构的研究已较为广泛[1-2]，而对型钢混凝土（SRC）异形柱结构和钢管混凝土（CFST）异形柱结构的研究较多集中在构件层面。
本文对三种不同形式的异形柱框架的抗震性能进行推覆分析，研究三种框架在不同轴压比作用下抗震性能特点，为异形柱结构体系的理论分析提供参考。
1 模型设计本文框架模型选用两跨三层的异形柱中框架，其边柱为T形柱，中柱为十字形柱。
框架底层层高为1.6m，二、三两层层高均为1.2m，缩尺比例为1：2.5。
三种形式框架柱截面尺寸相同，肢高为300mm，肢厚为100mm，梁截面均采用钢筋混凝土梁，梁宽取100mm，与异形柱肢厚相等，梁高取280mm。
三种框架主要区别在于柱截面配钢（筋）形式不同，具体几何尺寸以及截面配钢（筋）形式如图1所示（单位：mm）。
在材料选择上，混凝土采用C35混凝土；钢筋为HRB335钢筋，柱中纵筋直径8mm，箍筋直径6mm，在柱端300mm范围内以及节点核心区进行加密，加密区间距40mm，非加密区间距80mm；框架梁主筋直径12mm，箍筋直径6mm，在梁端400mm范围内进行加密，加密区间距40mm，非加密区间距80mm；型钢选用Q235钢板焊接而成。
2 有限元模型的建立選用OpenSees有限元分析软件进行分析，建模时采用纤维单元定义构件截面，根据不同材料划分为不同纤维。
在单元选取上采用基于位移的梁柱单元（Displacement-Based Beam-Column）来模拟梁、柱构件。
轴压比对柱子滞回曲线的影响_概述及解释说明
轴压比对柱子滞回曲线的影响概述及解释说明1. 引言1.1 概述柱子在受到轴向压力作用时，往往会表现出一种特殊的非线性行为，即滞回效应。
滞回曲线是描述轴力加载和卸载过程中柱子应力-应变关系的一种重要形式。
而轴压比，则是指受力柱子的轴向压力与其临界轴向抗压能力之间的比值，在结构设计及分析中具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先介绍轴压比与滞回曲线的概念，并对它们之间的关系进行详细探讨。
然后，我们将综述一些影响滞回曲线形状的因素，包括材料性质、施加载荷路径以及其他影响因素。
接下来，我们将通过实验验证和案例分析来进一步说明轴压比对柱子滞回曲线的具体影响。
最后，我们将总结本文研究工作的主要发现，并展望未来可能进行的进一步研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨轴压比对柱子滞回曲线的影响机理及其相关因素，并通过实验验证和案例分析加以解释。
通过本研究，我们将有助于更好地理解轴压比与滞回曲线之间的关系，为柱子的设计和分析提供科学依据，并为进一步研究该领域的发展方向提供参考。
2. 轴压比与滞回曲线：2.1 轴压比的定义与影响因素：轴压比指的是柱子承受的轴向荷载与其抗弯能力之间的比值，通常用公式表示为N/As，其中N代表轴向荷载，As代表柱子截面积。
轴压比是衡量柱子受到压力程度的重要参数。
其数值大于1时表示柱子处于受压状态，而小于1时则表示处于受拉状态。
轴压比会受到多种因素的影响。
首先，外部荷载水平会直接影响轴压比。
当施加在柱子上的外部荷载增加时，轴向力也会相应增大，从而使得轴压比增大。
其次，柱子自身几何尺寸、材料强度和截面形状等因素也会对轴压比产生影响。
例如，在支撑结构中，较矮胖的柱子相较于高瘦的柱子具有更高的轴压比。
此外，侧向约束条件也是一个重要因素。
当存在侧向约束来限制柱子在横向位移方向上的变形时，柱子受到的轴向力会有所增加，进而导致轴压比增大。
2.2 滞回曲线的概念与特点：滞回曲线是描述材料或结构在循环加载中失去和恢复弹性能力的一种曲线。
轴压比对钢纤维高强混凝土框架节点抗震性能的影响
Ｖ １４ Ｓ ｐ １） ｏ．０ ｕ （Ｉ
ＮＯ 土框 架节点抗震 性能 的影 响
张军 伟 高 丹盈 朱 海 堂
（ 州 大 学 新 型 建 材 与 结 构研 究 中 心 ， 州 ４ ００ ） 郑 郑 ５ ０ ２
摘 要 ：通过 ３个钢筋钢 纤维混凝 土框 架边节 点 的低 周反 复加载试 验和 有 限元分析 ， 讨 了柱端 轴 探
压 比对节点抗震性能 的影响． 结果表 明， 随柱 端 轴压 比的增加 ， 对节 点核心 区混凝 土 的约束作 用 其 逐 渐增大 ， 减缓 了抗剪承载力和 刚度 的退化 ， 限制 了节 点核心 区剪切 变形 ， 高 了节点核 心 区的抗 提 剪承载力 、 延性和耗 能能力． 有限元分析 中， 在 把钢纤维等效为微钢 筋 ， 按钢 纤维体 积 率将 其均 匀分 布在 混凝 土单元 中， 与试验结果对 比验 证 了钢纤维与混凝土 组成整体 式模 型方法 的合理性．
ｔ ｎｄ ｇｅ ｆ ｈ ａ ｎ — ｓ ｔ ｃ ａａｉ ｎ ｉ ｄｔ ， ｉ ｔ ｔｅｓｅｒ ｇ ｄｆｒ ｔ ｎ ｏ ｅｊｉｔ ｉ ｅ ｒｅｏ ｅｒ ｇｒ ｉａ ｅｃｐ ｃ ｙａ ｄｒ ｉｉ ｌ ｓ ｈ ｈ ａｉ ｅｏ ｏ ｓ ｉ ｅｓｎ ｔ ｇ ｙ ｍｉ ｎ ｍａ ｏ ｆ ｈ ｏｎ ｉ ｔ
关键 词 ：钢 纤维高 强混凝 土 ； 架边 节点 ； 震性 能 ； 框 抗 轴压 比 中图分类 号 ： Ｕ３ ５ ４ Ｔ ７ ． 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：１０ — ５ ５ ２ １ ） 刊 （ ） ０ ６０ ０ １ ０ ０ （００ 增 １ － ６－ ｉ０ ６
Ｉ ｆｕｅ ｅ ｏ ｘｉ ｌｃ ｍ ｐｒ ｓ ｉ ｅ ｒ ｔｏ ｏｎ ｓ ｉｍ ｉ ｈａ ｉ ｒ ｏ ｔ ｅ ｎ ｌ ｎｃ ｆａ ａ ｏ ｅ ｓｖ ａ ｉ ｅ ｓ ｃ ｂｅ ｖ ｏ ｆｓｅ ｌ
钢骨-钢管混凝土柱轴心受压承载力数值分析
笔 者运 用材 料破 坏过 程分析 ＲＦ Ａ 系统 ， Ｐ 通过数 值模 拟 方法 ， 一 步研 究 了钢 骨一 管混 凝 土 组合 柱 进 钢 的变形 、 破坏 机理 ． 通过 分别模 拟 混凝 土柱 、 管混 凝 土 柱和 钢 骨一 管 混 凝 土柱 ３种模 型 ， 究 组合 柱 承 钢 钢 研 载力提 高 的力学 机理 ， 进一 步加 深对钢 骨 钢管 混凝 土组 合柱 的力学 性能 的理 解．
１ 数 值 模 拟 概 况
钢 骨一 管混 凝土 数值模 型 见图 ２ 为 了进 行 比较 ， 时还 分 别研 究 了素 混凝 土试 件 和钢 管混 凝 土试 钢 ． 同
收 稿 日期 ：［７ Ｏ — １ ２ （一 ６ ８ ） 】 基 金 项 目 ： 设 部 科 学 技 术 项 目计 划 （ ６ Ｋ６ １） 建 Ｏ一 — ６
摘
要 ： 用 材料 破 裂 过程 分 析 Ｒ Ｐ 系 统 ， 钢 骨一 管混 凝 土 组 合 柱 的 承 载 能 力 进 行 了 数 值 模 利 ＦＡ 对 钢
拟 ． 过 与 素 混 凝 土 柱 和 钢 管 混 凝 土 柱 的 承 载 能 力 的 对 比 ， 现 由于 钢 骨 、 管 和 混 凝 土 的 协 同 工 通 发 钢
作 ， 种组合柱不但具有很高的承载能力 ， 该 而且 延 缓 或 抑 制 了 混 凝 土 中剪 切 裂 缝 的 开 展 ， 高 了柱 提
子 的延 性 ， 于 提 高建 筑 物 的 防倒 塌 能 力 具 有 重 要 意 义 ． 对 关 键 词 ： 骨一 管 混凝 土柱 ； 心 受 压 ； 载 力 ； 值 模 拟 钢 钢 轴 承 数
的组 合柱 承载 能力 和变形 能力 的研究 ， 主要 结论包 括 ： 其 在钢 管
混凝 土 中加入钢 骨 ， 可有 效提 高柱子 的承载能 力 ， 在一 定程 度 并
[赏析]谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值
![[赏析]谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值](https://img.taocdn.com/s3/m/2b2e93b4aeaad1f347933f5d.png)
[赏析]谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值1、前言轴压比是柱子受轴力设计值与混凝土部分抗压能力的比值 ,即N/fcbh。
试验研究和工程震害的实践表明 ,轴压比对钢筋混凝土框架柱的抗震性能影响很大,在钢筋硅框架柱延性的众多影响因素(纵向钢筋的配筋率、配箍率,钢材等级 ,柱子的截面形状, 混凝土的强度等级 ,轴压比及剪跨比)中,以轴压比、配箍率和剪跨比的影响最为显著。
因此 ,现行的建筑抗震设计规范GB50011-2010 及混凝土结构设计规范GB50010-2002中,基于希望钢筋混凝土框架柱出现以受拉钢筋的屈服为先导的大偏心受压破坏的理论和部分试验研究结果而定出的,如表1。
通过限制轴压比 ,保证柱有足够的变形能力,使钢筋混凝土框架柱在地震作用下发生大变形时,相应于静力试验中低周反复荷载作用下剪力位移滞回曲线是不发散的,从而保证框架柱“坏而不倒” 。
表1柱轴压比限值抗震等级一二三四框架柱 0.65 0.75 0.85 0.9高层,超高层建筑如雨后春笋般随着市场经济的发展和施工技术的不断提高, 的出现,由于层数的增加,使柱的轴向力加大 ,在设计钢筋混凝土框架结构和框剪结构时,经常会遇到柱的轴压比问题。
按结构设计软件satwe进行高层结构抗震分析时,经常出现柱的断面由轴压比限值来确定,柱的配筋多为构造配筋,这是不合理的。
容易造成柱的截面很大,这不仅减少了使用空间,更重要的是使柱的剪跨比减少,刚度增大,地震反应加大,容易引起柱的脆性破坏,对柱的抗震是非常不利的。
因此,在钢筋混凝土框架柱的抗震设计中,应综合考虑影响柱子延性的各项因素,不应顾此失彼。
2、影响框架柱延性的因素2.1框架柱的剪跨比=Hn/2h。
试验结果表明剪跨比能大体反映出截面上弯曲正应力和剪切应力的比例关系,是决定框架柱延性破坏还是脆性破坏的主导因素,钢筋混凝土框架柱剪跨比越大,延性越好。
在一般配筋情况下,剪跨比大于2时框架柱在水平剪力下弯曲破坏,对抗震有利,剪跨比小于2时,形成短柱,在水平剪力下剪切破坏,由于剪切破坏主要是斜截面上的弯剪主拉应力引起的,受拉纵筋在破坏时有可能还没有进人屈服,压区混凝土存在较大的复合剪应力,加速混凝土的压溃,使柱子呈脆性破坏,对抗震不利。
碳纤维加固钢筋混凝土柱的施工与承载力分析
碳纤维加固钢筋混凝土柱的施工与承载力分析摘要：本文介绍了采用碳纤维加固钢筋混凝土柱的性能，提出了保证碳纤维布粘帖密实的施工措施。
并依据我国现行建筑设计规范对钢筋混凝土柱粘碳纤维加固后的轴向承载力进行分析。
关键词碳纤维轴向承载力抗震加固一.概述粘帖CFRP片材加固修复混凝土结构的技术，主要用于钢筋混凝土柱的抗震加固、梁柱的受剪加固、梁板的受弯加固、以及裂缝和耐久性修补。
对于钢筋混凝土柱粘帖CFRP片加固，国内外大量的试验和理论分析均表明，目前采用一般粘帖CFRP片材加固钢筋混凝土柱的方法，在钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材后，使柱中混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度及极限压应变，从而提高钢筋混凝土柱轴压承载力及延性。
与约束混凝土的机理类似，钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固后使柱中混凝土处于约束状态，由于CFRP片材是线弹材料，使其产生的约束力是持续增长的，直至碳纤维拉断，混凝土破坏。
可以认为：当钢筋混凝土柱粘帖CFRP片材加固轴向应力超出混凝土的抗压强度后，应力---应变关系呈线性增长，混凝土的应力和应变同时达到最大值，呈现了CFRP片材是线弹性材料约束混凝土的特点。
[1]二、碳纤维加固混凝土柱的原理普通混凝土结构在使用一定的年限后，混凝土腐蚀、钢筋锈蚀，承载能力下降；一部分新建和在建的工程，由于设计或施工不当，有些工程使用功能改变，荷载增加或者提高建筑物的抗震设防等级；由于种种原因造成停建烂尾工程，又重新启动的工程等等，这些都需要对结构进行加固。
使用建筑结构胶在混凝土表面粘帖CFRP片材材料进行加固修复混凝土结构，《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中对钢筋混凝土柱的加固从施工到设计都有详细的规定。
《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》中要求粘帖CFRP片材加固修复混凝土结构应由熟悉该技术施工艺的专业施工队伍完成，并应有加固修复和施工技术措施。
保证施工质量的关键是遵循工序要求，施工时应考虑环境温度、湿度对结构胶固化的影响。
轴压比对节点受力性能影响的有限元分析
轴压比对节点受力性能影响的有限元分析摘要：本文运用ABAQUS有限元程序对钢筋混凝土框架梁柱节点进行模拟分析。
模型中钢筋采用理想弹塑性模型，混凝土采用损伤塑性模型。
文中通过对不同轴压比的节点进行模拟分析，讨论了轴压比对节点受力性能的影响。
关键词：梁柱节点、理想弹塑性、损伤塑性、轴压比、受力性能。
1、钢筋混凝土材料的本构模型简介1.1钢筋的本构模型钢筋采用理想图塑性模型，如图1-1所示1.2 混凝土的本构模型1.2.1 单轴拉伸和压缩荷载作用该模型为连续、基于塑性，损伤的混凝土模型。
对于混凝土,它假定两个主要失效机制即拉伸开裂破坏和压缩破碎破坏。
屈服（或破坏）面有两个硬化变量（hardeningvariable）表示：拉伸等效塑性应变和压缩等效塑性应变。
该模型假定混凝土的单轴拉伸和压缩性状由损伤塑性描述，如下图所示1.2.2单轴循环荷载作用周期荷载作用下，损伤力学性状很复杂，这涉及先期形成的张开和闭合，以及它们的相互作用。
试验表明，在单轴循环荷载作用下，荷载改变方向后，弹性刚度将得到部分恢复。
当荷载由拉伸变为压缩时，这种效应更加明显。
损伤塑性模型假定损伤后弹性模量可表示为无损弹性模量与损伤因子d的关系式即式中，为材料初始（无损）模量。
该方程包含循环内拉伸（）和压缩（）两种情况。
损伤因子d为应力状态和单轴损伤变量和的函数。
在单轴循环荷载状态下，ABAQUS假定式中，和为与应力反向相关的刚度恢复下的应力状态的函数，它们可以由下列方程进行定义：权重因子和假定为材料参数，其控制着反向和子啊拉伸和压缩刚度的恢复。
下图给出了荷载从拉伸到压缩过程中权重变化的情况。
当拉伸时，，=1，因此，当压缩时，，=0，因此，。
如果=1则。
因此材料完全恢复压缩刚度（这种情况下，等于初始无损刚度，及）。
另一方面，如果=0，则有，这时刚度没有恢复。
取中间值意味着刚度部分恢复。
2、分析模型参数表：如下表2-1表2-1 模型尺寸及配筋3、ABAQUS有限元分析结果3.1 不同轴压比节点的压缩损伤云图：轴压比在0.05~0.6之间，节点核心区的压缩损伤随着轴压比的增大而减小，轴压比在0.6~0.9之间，节点核心区的压缩损伤随着轴压比的增大而增大。
轴压比对钢筋混凝土柱延性影响的深入思考
轴压比对钢筋混凝土柱延性影响的深入思考李涛【摘要】通过理论推导,结合建筑结构可靠度理论,分析了轴压比限值控制柱截面延性的理论含义,同时,讨论了影响柱延性的其他因素,提出了慎重采取放宽轴压比限值的建议.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2010(036)021【总页数】2页(P60-61)【关键词】框架柱;轴压比;延性;可靠度【作者】李涛【作者单位】上海江南建筑设计院有限公司,上海,200040【正文语种】中文【中图分类】TU375.31 概述柱作为构成结构整体体系的重要部位,在地震作用下应具有良好的抗震性能,规范通过规定柱轴压比限值来控制柱在地震作用下的延性,实现吸收和耗散地震作用输入的能量,为结构提供经受强烈地震,防止倒塌的能力。
因此,工程设计人员对轴压比影响柱延性的概念应深入理解。
2 轴压比限值影响柱截面延性的理论意义2.1 轴压比的理论含义轴压比的定义:考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值的比值在GB 50010-2002混凝土结构设计规范第11.4.16条和GB 50010-2001建筑抗震设计规范(2008年版)第6.3.7条中,规定了钢筋混凝土框架柱轴压比限值,见表1。
现从柱大偏心受压正截面承载力计算公式进行理解:式(1),式(2)中字母含义详见文献[3],此处用标准值而不用设计值便于后面轴压比限值的讨论。
表1 柱轴压比限值抗震等级一级二级三级框架柱 0.7 0.8 0.9部分框支柱 0.6 0.7 —框—剪,板柱墙及筒体 0.75 0.85 0.95根据《混凝土结构设计规范》第6.3.9条以及《建筑抗震设计规范》6.4.4要求:“抗震设计时,柱宜采用对称配筋。
”式(1)中A′s=As,则式(1)简化为:其中混凝土等级不大于C50时:α1=1(这里暂不讨论高强度混凝土)。
其中,x为受压区计算高度;nk为相对受压区高度,即为轴压比(标准值),轴压比所要表达的含义为受压时正截面混凝土的相对受压区高度。
长径比对CFRP—钢管混凝土轴压柱承载力的影响
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（ ． 阳建筑大学 土木工程学院 ， 宁 沈阳 １沈 辽 １０ ６ ； １ １８
１６２） １０ ６ ２ 大连海事大学 道路 与桥梁工程研究所 ，辽宁 大连 ．
摘ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
要： １ 对 ６个圆 Ｃ Ｒ （ Ｆ Ｐ 碳纤维增强塑料 ）钢管 混凝土轴压柱和 ８个普通 圆钢管 混凝土 轴压 柱进 行了极 限承 载力的试 验研
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａ ｅ ｏ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｔｄ ｆ ｔ ｅ ｕｔ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉｅ ｌ ａ ｉ ｇ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｏｕ ｓ ｉｃ ｕ ｉｇ １ ｏ ｃ ｔ Ｈ ｄ ｓｒ ｃ ： ｓ ｎ ｔｅ ｅｐ ｒ ｍｅ ｔｌｓｕ ｙ ｏ ｌ ｍａｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓｖ ｏ ｄ ｎ ｔ ｏ ｏ ｉ ｃ ｌｍｎ ｎ ｌ ｄ ｎ ６ ｃ ｎ ｒ ｅ ｈ ｉ ｆ ｈ ｅ ｅ ｅ ｃｒ ｕ ａ Ｒ － ｓｃ ｌｔｂ ｓａ ｄ ８ ｃ ｎ ｒｔ ｌ ｄ ｃｒ ｕ ａ ｔｅ ｂ ｓ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｓｏ ＲＰ ｃ ｎ ｎ ｎ ａ ｔ ｒ ｄ ｓ ｎ ｅ ｎ ｓ ａｉｓｏ ｉ ｌ ｒＣＦ Ｐ ｃ ｔ ｅ ｎ ｏ ｃ ｅ ｆ ｌ ｉ ｌ ｒ ｓｅ ｌｔ ｅ ，ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ＣＦ ｏ ｆ ｉｇ ｆｃ ｏ ａ ｌ ｄ ｒ ｅ ｓ ｒｔ ｎ ｅ ｕ ｅ ｉｅ ｃ ｕ ｌ ｆ ｉ ｓｎ ｅ ｏ
碳纤维布加固钢筋混凝土方柱的轴压试验
铁道建筑ＲａｉｌｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｃｅｍｂｅｒ，２００８文章编号：１００３．１９９５（２００８）１２．０１０４．０３碳纤维布加固钢筋混凝土方柱的轴压试验朱成九，童谷生，卜少磊（华东交通大学土木建筑学院，南昌３３００１３）摘要：通过对碳纤维加固钢筋混凝土方柱的轴压试验，考虑了纤维布间距和箍筋间距的变化对加固后ＲＣ柱破坏形态以及加固效果的影响，结果表明：加固ＣＦＲＰ布可以一定程度上限制ＲＣ柱裂缝的发展，改善裂缝的分布，且使裂缝的宽度相对较小；ＣＦＲＰ布大部分在柱转角处拉断，应用时要考虑倒角半径对ＣＦＲＰ拉应变降低的影响；加固ＣＦＲＰ布后ＲＣ柱的轴压承载力和极限应变都有明显提高，延性得到改善，其轴压承载力随纤维布加固净间距和箍筋间距的减小而增加，箍筋＠７５ＩＤＪｎ（包裹一层ＣＦＲＰ）的ＲＣ柱的延性最好。
关键词：ＣＦＲＰ碳纤维布钢筋混凝土方柱加固试验中图分类号：ＴＵ３７５．１文献标识码：Ａ碳纤维布（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃＳｈｅｅｔ。
简写为ＣＦＲＰ）由于其轻质、高效、耐腐蚀、耐久性好、施工方便等特点，已越来越广泛地用于混凝土结构加固工程中。
用碳纤维布加固混凝土柱，目前已有较多的成果发表，且其中多数侧重于试验研究碳纤维布加固圆形截面混凝土柱的性能。
研究表明，ＣＦＲＰ片材加固圆形截面的柱体可以大幅度提高混凝土柱的极限抗压强度和极限应变协引，但对于矩形截面的试验研究还有待于进一步探讨。
我国用碳纤维布加固的混凝土框架柱大多为方形截面和矩形截面，而缠绕碳纤维布的矩形截面柱的性能与缠绕圆形截面柱的性能有很大的区别，并且现在的研究多集中ＣＦＲＰ加固素混凝土柱的约束模型上，对加固钢筋混凝土柱的研究较少归】。
因此，有必要通过试验和理论分析，全面地研究和揭示碳纤维布约束钢筋混凝土方形或矩形截面柱的轴心受压力学性能和工作机理。
．ｎ鼾图１对比柱（单位：ｍｍ）图２全包柱（单位：ｍｉｌｌ）收藕日期：２００８－０７．１０；修回日期：２００８－０９．２０基金项目：江西省教育厅资助项目（赣教技字［２００５］１２９字）。
钢筋混凝土结构柱轴压比限制的定义及其影响
一、钢筋混凝土结构柱轴压比限制的定义钢筋混凝土结构柱轴压比即钢筋混凝土结构柱受压时，柱截面所受作用力的比值。
在工程设计中，限制轴压比是为了保证钢筋混凝土结构柱在受力状态下不会出现过大的变形或破坏，保证结构的安全性和稳定性。
1.1、轴压比的计算公式在计算钢筋混凝土结构柱轴压比时，一般采用以下公式：P/A_f +Mz/(σ_bbh^2 )<=P_n/A_gf_y其中，P为轴向压力，A_f为受拉带钢筋的截面积，Mz为弯矩，σ_bb 为混凝土应力，h为柱截面的高度，P_n为轴向承载力，A_g为柱截面的面积，f_y为钢筋的屈服强度。
1.2、轴压比的限制根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）的规定，一般情况下，筒体、矩形、T形截面的钢筋混凝土柱轴压比的限制如下：- 对于普通截面构件，轴压比不得大于0.65；- 对于受剪或受扭钢筋混凝土柱，轴压比可以增大到0.75；- 对于较矮柱子，轴压比的限制可以适当放宽。
二、轴压比限制的影响2.1、对结构安全性的影响轴压比限制的大小直接关系到钢筋混凝土结构柱的安全性。
当轴压比超过规定限制时，柱子可能出现轴向压力过大而导致破坏，甚至引起整个结构的倒塌。
严格控制轴压比限制对于保障结构的安全性至关重要。
2.2、对结构稳定性的影响轴压比限制的大小也会影响结构的稳定性。
当轴压比过大时，柱子受力不均，易产生侧向位移和倾斜，从而影响整个结构的稳定性。
严格控制轴压比限制可以确保柱子在受力时保持稳定，从而保证整个结构的稳定性。
2.3、对柱截面尺寸的影响轴压比限制的大小也会影响钢筋混凝土柱截面的尺寸设计。
在设计柱子的截面尺寸时，需要根据轴压比的限制确定柱子截面的尺寸大小，以满足结构的安全性和稳定性要求。
2.4、对钢筋配筋率的影响轴压比限制的大小还会对钢筋混凝土柱的配筋率造成影响。
当轴压比过大时，需要增加钢筋的配筋率，以保证柱子在受力时不会产生过大的变形或破坏。
在设计柱子的配筋率时，需要考虑轴压比的限制，合理确定钢筋的配筋率。
碳纤维加固钢筋混凝土柱受压分析
碳纤维加固钢筋混凝土柱受压分析
孟晓风;樊旭英;赵茹茹
【期刊名称】《河北建筑工程学院学报》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】碳纤维材料的价格有所下降,且碳纤维材料具有强度高、质量低、施工简单、容易操作等特点,因此碳纤维作为一种新型材料在土木工程领域得到了广泛的应用。
为了研究碳纤维布加固钢筋混凝土柱后的受压行为,运用ANSYS对钢筋混凝土进行数值分析,比较了未加固钢筋混凝土圆柱与用碳纤维布加固的钢筋混凝土圆柱的抗压强度变化规律以及粘贴不同碳纤维布层数对构件抗压强度有何影响。
结果表明:用碳纤维采用全包裹式环向约束法加固过的钢筋混凝土圆柱要比未加固的钢筋混凝土圆柱抗压能力强。
钢筋混凝土圆柱的抗压能力随着碳纤维布层数的增加而提高且钢筋混凝土柱抗压能力提高比例在减小。
【总页数】6页(P39-44)
【作者】孟晓风;樊旭英;赵茹茹
【作者单位】河北建筑工程学院;河北省沥青路面工程固废综合利用技术创新中心【正文语种】中文
【中图分类】TU375
【相关文献】
1.碳纤维布加固钢筋混凝土小偏心受压柱的可靠度分析
2.碳纤维布加固高强混凝土偏心受压柱受力性能的有限元分析
3.二次荷载作用下碳纤维加固轴心受压矩形柱
的非线性分析4.碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土偏心受压柱的试验研究5.碳纤维布加固钢筋混凝土偏心受压柱试验研究
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钢筋混凝土柱和轴压比的关系
钢筋混凝土柱和轴压比的关系钢筋混凝土柱是建筑结构中使用最广泛的基本结构构件之一。
在设计钢筋混凝土柱时，需要考虑许多因素，其中轴压比是非常重要的参数之一。
轴压比是指柱中受压区域的轴向压力与柱截面承载能力之比。
具体而言，轴压比=允许承载力/实际受压力。
为了保证钢筋混凝土柱的安全稳定，轴压比一般应控制在一定范围内。
那么，轴压比与钢筋混凝土柱的设计有什么关系呢？1.轴压比对钢筋混凝土柱的抗弯强度影响在轴向受压作用下，钢筋混凝土柱会发生弯曲。
随着轴压比的增加，受压区域的强度会减小，而梁端的强度则会增加。
当轴压比达到一定值时，柱子会发生局部失稳，在一侧弯曲，形成裂缝，甚至崩塌。
因此，允许的轴压比不能超过一定的限制。
2.轴压比对钢筋混凝土柱的抗剪强度影响除了受弯作用外，钢筋混凝土柱还会受到剪切力的作用。
当轴压比较小的时候，柱子的抗剪强度不会受到太大的影响。
但是，当轴压比超过了一定值时，柱子的抗剪承载力会明显下降。
这就需要设计者在考虑轴压比时，同时考虑轴向和横向的受力情况。
3.轴压比对钢筋混凝土柱的稳定性影响轴向受力会影响钢筋混凝土柱的稳定性。
当轴压比达到一定值时，柱子的弯曲模态将会改变，而柱子失稳的可能性也会增加。
为了保证钢筋混凝土柱的稳定性，应该控制轴压比在合理的范围内。
4.轴压比对钢筋混凝土柱的变形影响在轴向受力作用下，柱子的变形也会发生改变。
一般来说，当轴向受力相同时，轴压比越大，柱子的变形也会越大。
为了确保钢筋混凝土柱的变形满足设计要求，轴压比也需要在设计中予以考虑。
综上所述，轴压比与钢筋混凝土柱的设计紧密相关。
在设计中，设计者需要考虑轴向受力、抗弯强度、抗剪强度、稳定性和变形情况等因素，以保证钢筋混凝土柱的安全可靠。
钢骨-钢管混凝土柱与钢梁节点力学性能分析
４ ５
Ｓ Ｊ一４ Ｓ Ｊ一５
Ｏ ８ ．５ ０９ ．
１３ ３ １３ ３
５ ×４ Ｏ ５ ×４ Ｏ
４． ９ ２ ４． ９ ２
模 型中的各 部件 采用 “ 绑定” 的方式接触 ， 这样各接触面 上 只有 力的传递 ， 而没 有相对 的位移 。对 于钢 筋则采 用 “ 嵌
入” 的方式置入到混凝土的 内部 ， 而使各个 部件共 同工作 。 从
表 ２ 钢材力学指标 （ Ｐ ） Ｎ ａ
２ 分 析结 果
弹性模量
２ ６ ０ ０ｏ０ ２ Ｏ ｏ １Ｏ ０ ２ Ｏ ｏ １０ ｏ
材料
钢 材 纵 筋 箍 筋
屈服强度
３ １８ ８． ２５ ９ ４． ２４ ５ ４ ．
结构 工程 师， 主要从事组合结构研 究。
本实验主要研究 不 同轴 压 比作用 下钢 骨 一钢管混 凝 土 柱的力学性能 ， 具体 试件分组如表 １ 表 ２所示 。 、
四川建筑
第３ １卷 ５期
２ ３ ．０ ０ １ １
ｌ１ ４
表 １ 试 件 主 要参 数 表
１７ 单 元 划 分 ．
【 关键 词】 节点 ； 钢骨 一 钢管混凝土 ； 轴压比 ； 有 限元分析 【 中图分类 号】 Ｔ ３８ ９ Ｕ ９ ．
近期 ， 多专家对钢管混凝土核心柱 深入研究 的成果 表 许 明： 钢管混凝 土组合柱的核心钢管混凝 土与外侧钢 筋混凝 土 不一定能够协 同工作直至破坏 。针 对这种结 构形式 的不足 ， 徐 亚丰教授提 出了“ 骨 一钢管混凝土柱 ” 钢 并获得 国家专利 。 在这种新型结构形式 中， 钢骨和钢管分别 对混凝土 提供约束 作用 ， 在合理设计后 可使 钢管内外混凝土 同时达到 极限承载 力， 从而提 高了其 承载力 和抗 震性能 … 。 本文在继承 了这种新型结构形式优 点 的基 础之上 ， 出 提 了一种新型 的钢骨 一钢管混凝 土柱 与钢梁节 点形式 ， 即在钢 管与钢梁连接部位采用环梁连接 ， 钢梁 的腹板和环 板 同时 与
钢骨钢管混凝土柱轴压比限值的讨论
钢骨钢管混凝土柱轴压比限值的讨论摘要提出界限破坏时钢骨-钢管混凝土组合柱轴压比和轴力比限值。
关键词钢管-钢骨混凝土组合柱;界限破坏;轴压比限值轴压比是影响柱抗震性能和变形能力的重要指标之一。
钢骨—钢管混凝土组合柱[1]是把钢管置入型钢混凝土中,使型钢、钢管、混凝土3种材料协同工作以抵抗各种外部效应的一种结构形式。
其界限破坏的特征不明显,这是由于在组合柱中,钢骨、钢管腹板在柱界面高度上是连续的,破坏时钢管不可能全部同时屈服,试件并不能立即崩溃,而是逐渐降低其承载力。
由于钢骨—钢管混凝土组合柱没有明显的界限破坏状态,且柱中钢管承担一定的轴力,所以钢骨—钢管混凝土组合柱的轴压比根据不同的理解有不同的计算方法。
本文提出钢骨—钢管混凝土柱理论计算公式及轴压比限值的合理取值的建议。
1按钢筋混凝土柱轴压比限值的概念进行分析文献[1]从界限破坏时的平衡条件出发,根据平截面假定,提出了供设计用的轴压比限值的计算公式:(1)式中:为抗震等级影响系数,一、二和三级分别取0.8、0.9和1.0;,为柱截面的宽和高;为考虑钢骨腹板的计算厚度,按文献中公式计算;为配钢管率。
2采用控制轴压力限值(即《型钢混凝土柱》[2]轴压比限值)的方法型钢混凝土柱确定轴压比限值的方法和钢筋混凝土柱确定轴压比限值的方法不同在于考虑了钢骨含量对轴压比的影响。
推导轴压比时,为推导公式方便,同样把外包钢骨转化为连续的钢板,利用平截面假定和外包钢的连续化。
轴压力限值的试验值式中:为界限破坏时轴向压力试验值;为界限破坏时受压混凝土合力的试验值;为界限破坏时钢骨翼缘合力的试验值;为界限破坏时钢骨腹板合力的试验值;为界限破坏时钢管受力的试验值;,分别为混凝土轴心抗压强度试验值和钢管的抗压强度试验值;,分别为柱中混凝土部分和钢管部分的面积。
轴压力限值的设计值轴压力限值的实用计算公式式中:3采用轴压比限值和轴力比限值双控原则进行分析就文献试验数据,其中混凝土强度等级为C52,配钢管率为4.54%,按式(1)和式(5)计算出钢骨—钢管混凝土组合柱的轴压比和轴力比限值系数列于表1。
碳纤维布加固提高钢筋混凝土柱轴压比及延性的工程应用
碳纤维布加固提高钢筋混凝土柱轴压比及延性的工程应用
碳纤维布加固技术是一种采用碳纤维布对钢筋混凝土柱轴压进行加固的新型技术。
它可以提高柱轴压的强度、抗裂性和耐久性，大大提高钢筋混凝土柱轴压的承载能力，从而提高造价效益，改善结构安全。
碳纤维布加固技术的工程应用主要有以下几个方面：
1、提高柱轴压比：碳纤维布可以增强柱轴压的强度，使柱轴压比更大，从而提高结构的承载能力，减少柱轴压的体积，降低施工成本。
2、提高延性：碳纤维布可以显著提高柱轴压的抗裂性和耐久性，使柱轴压的延性得到改善，有效防止局部破坏，保证结构的安全性。
3、改善抗震性能：碳纤维布可以提升钢筋混凝土柱轴压的抗震性能，使柱轴压能够较好地承受地震作用，从而提高结构的抗震性能。
4、改善耐磨性能：碳纤维布可以增加柱轴压的耐磨性，使柱轴压能够承受更大的冲击力，从而提高结构的使用寿命。
总之，碳纤维布加固技术是一种有效改善钢筋混凝土柱轴压性能的新型技术，其工程应用不仅可以提高柱轴压比和延性，还可以改善抗震性能和耐磨性能，有效提高结构的安全性和使用寿命，是一项重要的新技术。
钢筋混凝土柱的轴压比对短柱承载力的影响分析
钢筋混凝土柱的轴压比对短柱承载力的影响分析钢筋混凝土柱是建筑结构中常用的承重元件之一，在各种建筑工程中起着重要的作用。
轴压比是指柱的轴向荷载与柱的抗弯承载力之比，是评估柱抗压性能的重要指标。
而短柱是指柱的高度小于约3-4倍柱的最小截面尺寸的柱子。
本文将对钢筋混凝土柱的轴压比对短柱承载力的影响进行详细分析。
首先，我们来理解一下轴压比对柱的承载力的影响。
轴压比越小，说明柱的自重相对于承载荷载的贡献越小，柱的承载能力一般较大。
而轴压比越大，说明柱的自重相对于承载荷载的贡献越大，柱的抗压性能相对较弱。
所以，轴压比是影响柱的承载力的重要因素之一。
对于短柱来说，其受力特点与高度较大的柱略有不同。
首先，短柱的受力主要以轴力为主，而高度较大的柱则还要考虑弯矩的作用。
因为短柱高度较小，自重荷载相对较小，所以对于短柱来说，轴压比的影响更加显著。
在分析轴压比对短柱承载力的影响时，还需要考虑柱材料的特性，如混凝土的强度和钢筋的加固。
一般情况下，短柱的承载能力主要取决于混凝土的强度，而钢筋起到增加柱的强度和韧性的作用。
因此，在设计和施工过程中，需要合理选择混凝土的配合比，以及合适的钢筋数量和布置方式，以提高柱的抗压性能。
当轴压比较小时，短柱的延性较好，一般呈现出较强的抗震性能。
这是因为当轴压比较小时，短柱处于单轴受压状态，轴向力的作用下，钢筋在轴向方向上的延伸能够提供更好的延性，从而增强了柱的抗震能力。
然而，当轴压比较大时，短柱的承载能力会显著下降。
这是因为当轴压比较大时，短柱会出现失稳破坏，常见于柱顶的局部压碎和骨料的脱落。
此外，由于短柱缺乏足够的高度来分散应力，使得柱的受压能力降低。
为了解决短柱在轴压比较大时承载能力下降的问题，可以采取以下措施：1. 加强柱的配筋：通过增加钢筋的数量和布置方式，提高柱的抗压能力。
同时，可以采用高强度钢筋和高性能混凝土材料，以增加柱的抗压性能。
2. 增加柱的截面尺寸：增加柱的截面尺寸可以有效提高柱的抗压能力。
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土柱。
蓦
‘
应 变 ，８
综上所述 ， 笔者 在前人 总结 的本 构模 型的 基础上 ， 用 大型 利
通用有限元分析软 件 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ对 碳 纤 维 钢 骨一 钢 管 混 凝 土 柱 进
１ 混凝 土 的 本 构 模 型 。ａ 钢 管 内 的 核 心 混 凝 土 在 受 压 时 考 ） ．
设， 在混凝土柱 的中心部位 设置钢 管 ， 在钢管 的外侧 四角设 置钢 骨， 钢骨通过钢筋连 接成整 体 ， 沈阳建筑 大学部 分学 者对其 力学
虑钢管对混凝土的约束作用 ， 核心混凝 土的本构模型 采用韩林海 教授研究的本构模型 进行计 算 ， 具体如 图 １所示 ； ． ｂ 复合 加 固时
一
为 了进 行外包角 钢与碳纤 维复合加 固钢管混凝 土叠合柱 的 力学性能和承载力的研究 ， 必须首 先确定钢管 、 外包角 钢 、 核心混
凝 土 、 围混 凝 土 以 及 钢 筋 的应 力一 应 变 关 系 模 型 ， 件 参 数 见 外 试
表 １ 。
种 新 的 结 构形 式 。该 柱 的外 围根 据 需 要 可 以设 置 钢 筋 ， 可 不 也
图 １ 钢管内混凝土本构关系
行水平荷载保持不变 ， 型的 建立
１ １ 模 型 的 设 计 尺 寸 ．
钢管与角钢均采用 Ｑ ３ ２ ５级 钢 材 ； 管 的直 径 为 １３ ｈ 壁 钢 ３ ｉ ｍ、 厚 ５ｍｍ； 角钢 的 型号 为 ／５ ４ 可 通 过 焊 接 两 片 钢 板 来 实 现 ， ＿ ０× ， 缀 板 高 ３ ｍ、 ４ｍ 以 间距 ９ ０ｍ 厚 ｍ， ５或 ９ ０沿 柱纵 向放 置 ； 混 凝 土 将 用 角 钢 外 侧 抹 平 。外 侧 外 包 一 层 单 向环 向 Ｃ Ｒ ； 向 钢 筋 和 箍 筋 Ｆ Ｐ纵
轴 压 比 对 碳 纤 维 钢 骨一 钢 管 混 凝 土 柱 影 响 分 析
邹 波 张 丽 徐 亚 丰
摘 要 ： 助 大 型 通 用 有 限 元 分 析软 件 Ａ Ａ Ｕ ， 过 建 模 、 取 本构 关 系 、 定 单 元 类 型 、 面 处 理 、 载 步 以及 网格 划 借 Ｂ Ｑ Ｓ通 选 确 界 荷 分 的设 置 ， 合 构 件 各 部 分 的 应 力一 应 变 曲 线 ， 析 得 出 了轴 压 比 对 构 件各 部 分 的 影 响 。 结 分 关 键 词 ： 压 比 ， 纤 维 ， 骨一 钢 管 混凝 土 柱 ， 限 元 分 析 轴 碳 钢 有 中 图分 类 号 ：Ｕ ７ Ｔ ３５ 文献 标 识 码 ： Ａ
０ 引言
通过 目前钢骨混凝土和钢 管混 凝土结构研究 可 以看 出 ， 结 其
构 形 式 都 存 在 一 不 足 。钢 骨 一 钢 管 混 凝 土 柱 ， 一 定 程 度 上 克 在 服 了钢 骨 混 凝 土 和 钢 管 混 凝 土 柱 的 不 足 ， 扬 了 二 者 的 长 处 ， 发 是
对 钢 骨一 钢 管混 凝 土 体 系 的扩 充 。 卢 亦 焱教 授 提 出 了 采 用 粘 贴 碳 纤 维 和 外 包 角 钢 骨 架 复 合 加
固的概念 ， 其研究表明 ： 采用复合加 固的钢筋 混凝 土柱 ， 不但 能够 提高钢 筋混凝土柱的承载力 ， 能有效提高柱 的变形 能力。受此 且 影响 ， 在钢管混凝土组 合柱 的加 固研 究 中， 拟采 用碳纤 维和外 包
弹塑性模 型 、 三折线模型 、 曲线模型和双线性模型。在有限元 分 全 析中 ， 一般采用理想弹塑性模 型或双线性模型。为了便于结果的处 理， 本文 分析 中采 用理 想 弹塑性 模 型。钢管 单 轴应 力状 态 下应
Ｅ
３ ０ ６５ ｏ
１ ２ 材料 本构模 型 的选择 ．
表 １ 试 件 参 数
材 料
混 凝 土
／ ａ ＭＰ
泊 松 比
０２ ．
力一应变关系数学表达式为： ｓ ｏ ＝Ｅ６ ； ｓ＞８ ， ＝ 当 ≤８ ， ， 当 ｒ 。
３ＣＲ ） Ｆ Ｐ的本 构 模 型 。 碳 纤 维 增 强 塑 料 考 虑 为 线 弹 性 ， 达 当
钢管
角 钢
２９ ５ ３ ．
２９ ５ ３ ．
Ｏ３ ．
Ｏ３ ．
２６０ ０ Ｏ ｏ
２６Ｏ ０ Ｏ ０
到纤维 的极 限应 变 ｓ 时 ， ， 纤维 断裂 ， 为其不 能再承受荷载 ， 认 其具
第３ ６卷 第 ３ ６期
２０ １０年 １２ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ Ｉ３ ｏ ３ ｏ． ６ Ｎ ． ６ Ｄｃ ｅ． ２ 】 ００
・ｌ ・
・
专 家 专 稿
・
文 章 编号 ：０ ９ ６２ （０ ０）６００１０ １０ —８５ ２ ｌ ３ －０ —２
３
应 变 ／， ｐ ｅ
图 ２ 钢管外混凝土本构关系
均采用 Ｈ Ｂ ３ Ｐ ２ ５级钢筋 。其 中 ， 向钢筋 为 ４￣０ 水平 箍筋 直径 纵 ｄ ， １
８ｍ 间距 １０ｍ ｍ， ０ ｍ。
２ 钢 材 的本 构 模 型 。 目前 应 用 较 广 的 钢 筋 本 构 模 型有 ： 想 ） 理
应综合 考虑 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ和角钢 综合骨架 的作用 。卢 性 能 进 行 了 较 为深 入 的研 究 ， 果 表 明钢 管 一 钢 骨 混 凝 土 柱 能 够 对混凝土的约束 ， 结 亦焱教授提出了复合加 固时混凝土的本构关 系， 本文就 采用此种 利用空腹式 钢骨 混凝 土柱 的优 点 ， 补钢 管｝ 土组合 柱 的不 弥 昆凝 本 构 关 系 ， 体 如 图 ２所 示 。 具 足 ； 纤 维 钢 骨 一 钢 管 ？ 凝 土 是 对 该 课 题 的更 深 一 步 的 研 究 ， 碳 昆 是