[發明專利]復合受力狀態下的方鋼管混凝土截面極限承載判斷方法

在審

• 申請號: 202011124139.9
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112182725A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 陳杭濱;張景一;付波;童根樹;孫浩;趙曉偉
• 申請（專利權）人: 杭州鐵木辛柯建筑結構設計事務所有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種復合受力狀態下的方鋼管混凝土截面極限承載判斷方法。根據方鋼管混凝土柱自身屬性處理獲得方鋼管混凝土柱的全截面受壓承載力和混凝土工作承擔系數；將方鋼管混凝土柱的軸心壓力設計值全截面受壓承載力之間的比值與混凝土工作承擔系數進行比較，根據比較結果分段分類按照以下方式判斷方鋼管混凝土柱截面的承載穩定性并采取措施提高穩定性。本發明全面解決了軸力和彎矩聯合作用下方鋼管混凝土截面的極限承載判斷問題，具有更高的精度，并采取措施提高穩定性，極大提高了方鋼管混凝土結構的準確性。

技術領域

本發明屬于結構設計技術領域的一種建工結構極限承載判斷方法，具體涉及一種軸力和彎矩聯合作用下的方鋼管混凝土截面極限承載判斷方法。

背景技術

鋼管混凝土柱通過在空鋼管中填充混凝土而形成，按截面形式不同可分為圓鋼管混凝土柱，方、矩形、寬鋼管混凝土柱等，圖1所示為方鋼管混凝土柱。在受力過程中，鋼管對其內部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態，提高了混凝土的抗壓強度和變形能力；鋼管內部的混凝土又可以有效地防止鋼管發生局部屈曲，因此鋼管混凝土柱具有優異的力學性能，具體表現為高承載力、高延性的特點。

關于軸力和彎矩聯合作用下的方鋼管混凝土柱截面極限承載力計算，目前已有三方法作出了相關規定，分別是《方鋼管混凝土結構技術方法》(CECS159:2004)，《鋼管混凝土結構技術方法》(GB50936-2014)和《組合結構設計方法》JGJ138-2016，但現有的計算方法存在局限性。例如CECS159:2004中的三折線方程，對應混凝土承擔系數α_ck大于0.4的RCFT截面軸壓比較小的情況，保守程度較大。現有技術缺少了更加接近真實構件截面極限承載力的處理方法。

發明內容

為了在方鋼管混凝土柱中充分利用構件的承載能力，克服現有方法過于保守的不足，本發明提供了一種軸力和彎矩聯合作用下的方鋼管混凝土柱截面極限承載力判斷方法，解決了現有方法中承載能力判斷不準確、導致結構處理偏于保守的技術問題，該方法吻合數值分析結果，準確度好，適用范圍廣泛，在方鋼管混凝土柱結構處理中準確判斷和提高截面的承載力。

本發明采用的技術方案是：

本發明是在現有方法上，經過與試驗值對比，提出了一種在軸力和彎矩聯合作用下更適合方鋼管混凝土截面的極限承載力計算本發明新方法。

所述方鋼管混凝土柱為承受軸力和彎矩聯合作用下的方鋼管混凝土柱；

1)根據方鋼管混凝土柱自身屬性處理獲得方鋼管混凝土柱的全截面受壓承載力P_P和混凝土工作承擔系數α_ck；

2)將方鋼管混凝土柱的軸心壓力設計值P和全截面受壓承載力P_P之間的比值與混凝土工作承擔系數α_ck進行比較，根據比較結果按照以下分段曲線(三曲線擬合)方式判斷方鋼管混凝土柱截面的承載穩定性并采取措施提高穩定性：

當則

當則

當則

式中，M_x——截面彎矩設計值；

M_px0——只有彎矩作用時的截面抗彎承載力；

P——軸心壓力設計值；

P_P——軸心抗壓承載力；

α_ck——混凝土工作承載系數；

β——修正指數；

3)若滿足2)中的公式條件，則方鋼管混凝土柱在彎曲平面內的承載穩定，不作調整；