[發(fā)明專利]一種連續(xù)的鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911036275.X
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110795879B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 解威威;王建軍;楊綠峰;譚秋虹;唐睿楷;葉志權(quán);趙玉峰;鄭健;李彩霞;梁厚燃;韋晶晶;胡以嬋
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西路橋工程集團有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 廣西中知華譽知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45140
• 代理人: 趙團軍

本發(fā)明涉及鋼管混凝土構(gòu)件受力安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種連續(xù)的鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力計算方法，包括獲取鋼管混凝土構(gòu)件中鋼管的截面面積、鋼管的屈服強度、混凝土的軸心抗壓強度及混凝土的截面面積，以計算出鋼管混凝土構(gòu)件的套箍系數(shù)，結(jié)合套箍系數(shù)，通過鋼管混凝土構(gòu)件軸力與彎矩的相關(guān)關(guān)系表示所述鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力，本發(fā)明提供一種連續(xù)的鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力計算方法能夠進行鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力的評估和校核，且能夠準確反映鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的連續(xù)變化規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼管混凝土構(gòu)件受力安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種連續(xù)的鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力計算方法。

背景技術(shù)

鋼管混凝土構(gòu)件由鋼管和混凝土組合而成，是一種性能優(yōu)良的組合材料，混凝土的支撐延緩了鋼管發(fā)生局部屈曲，能夠充分發(fā)揮鋼管的受力性能，鋼管的約束有效提高了混凝土的強度和延性，根據(jù)鋼管和混凝土幾何特性與材料特性，鋼管混凝土構(gòu)件又可以細分為薄壁鋼管混凝土構(gòu)件、高強鋼管混凝土構(gòu)件、鋼管高強混凝土等類別，由于鋼管混凝土構(gòu)件涉及鋼管外徑、壁厚、鋼管強度、混凝土強度等眾多指標，各個參數(shù)均對鋼管混凝土構(gòu)件的受力特性產(chǎn)生影響，同時構(gòu)件大小偏心情況下的受力性能差異顯著，因此建立統(tǒng)一的鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力相關(guān)方程并非易事，這里所指壓彎承載力相關(guān)方程是指鋼管混凝土構(gòu)件在壓彎荷載共同作用下構(gòu)件兩端軸力和彎矩的相關(guān)關(guān)系。

關(guān)于鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力相關(guān)方程，在我國涉及鋼管混凝土構(gòu)件的國家標準、行業(yè)標準、各地方標準中均有涉及，例如國家標準《鋼管混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50936-2014中給出了軸力和彎矩的相關(guān)關(guān)系為：

由公式可以看出，公式為分段函數(shù)，方程存在間斷點N/N_u＝0.255，即N/N_u取不同值時，采用不同的公式進行計算。

這種間斷的函數(shù)形式被廣泛應(yīng)用與各個國家規(guī)范中，但仍存在以下幾點問題：1)當前研究對于曲線的分段點定義并不一致，不可避免地產(chǎn)生計算誤差，且分段點前后曲線斜率不同，這與構(gòu)件受力性能連續(xù)變化的物理特性不一致；2)承載力相關(guān)方程中系數(shù)相對固定，無法體現(xiàn)幾何參數(shù)和材料參數(shù)對承載力相關(guān)方程函數(shù)形式的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種連續(xù)的鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力計算方法能夠進行鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力的評估和校核，且能夠準確反映鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的連續(xù)變化規(guī)律。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種連續(xù)的鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力計算方法，包括根據(jù)鋼管混凝土構(gòu)件的套箍系數(shù)，并通過鋼管混凝土構(gòu)件軸力與彎矩的相關(guān)關(guān)系表示所述鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力：

式中，n為鋼管混凝土構(gòu)件中軸力的無量綱內(nèi)力，m為鋼管混凝土構(gòu)件中彎矩的無量綱內(nèi)力，f(n，m)為n-m相關(guān)曲線，以表示所述鋼管混凝土構(gòu)件的壓彎承載力，ξ為鋼管混凝土構(gòu)件的套箍系數(shù)，M為套箍系數(shù)ξ的高階多項式最高冪次，k₀-k_M+1為套箍的待定系數(shù)，f(ξ)為套箍系數(shù)的影響系數(shù)。

進一步地，當f(n，m)1時，所述鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力滿足受力的要求。

進一步地，所述鋼管混凝土構(gòu)件的套箍系數(shù)通過鋼管混凝土構(gòu)件中鋼管的截面面積、鋼管的屈服強度、混凝土的軸心抗壓強度及混凝土的截面面積計算得到，所述套箍系數(shù)按照如下公式計算：

ξ＝A_sf_y/(f_cA_c)????公式(2)

式中，A_s鋼管的截面面積，f_y為鋼管的屈服強度，A_c為混凝土的截面面積，f_c為混凝土的軸心抗壓強度。