[發明專利]一種矩形鋼管混凝土柱單向壓彎穩定極限承載提高方法

有效

• 申請號: 202011124144.X
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112112277B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 景亭;程志書;付波;童根樹;孫浩;薛國慶
• 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: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;E04B1/30;E04B1/58;E04C3/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種矩形鋼管混凝土柱單向壓彎穩定極限承載提高方法，其特征在于：

所述矩形鋼管混凝土柱為承受單向壓彎荷載的矩形鋼管混凝土柱；

1)首先根據彎曲軸方向的不同分別采用以下公式計算矩形鋼管混凝土柱繞彎曲軸的等效彎矩系數，彎曲軸分為強軸和弱軸：

a.當強軸受彎時，強軸x平行矩形鋼管混凝土柱橫截面的矩形短邊，矩形鋼管混凝土柱的矩形長邊所在柱面承受單向壓彎荷載：

b.當弱軸受彎時，弱軸y平行矩形鋼管混凝土柱橫截面的矩形長邊，矩形鋼管混凝土柱的矩形短邊所在柱面承受單向壓彎荷載：

式中：P——矩形鋼管混凝土柱的軸心壓力設計值；

M_x1——矩形鋼管混凝土柱上下兩端繞強軸的端彎矩設計值中的絕對值較大者；

M_x2——矩形鋼管混凝土柱上下兩端繞強軸的端彎矩設計值中的絕對值較小者，|M_x1|≥|M_x2|；

M_y1——矩形鋼管混凝土柱上下兩端繞弱軸的端彎矩設計值中的絕對值較大者；

M_y2——矩形鋼管混凝土柱上下兩端繞弱軸的端彎矩設計值中的絕對值較小者，|M_y1|≥|M_y2|；

β_mx、β_my——分別為矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的等效彎矩系數；

P_Ex、P_Ey——分別為矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的歐拉臨界荷載；

χ_x、χ_y——分別為與矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的歐拉臨界荷載有關的系數；

p_Ex、p_Ey——分別為軸心壓力設計值與矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的歐拉臨界荷載之比；

I_sx、I_sy——矩形鋼管分別繞截面兩個彎曲軸的慣性矩；

I_cx、I_cy——矩形鋼管內填混凝土分別繞截面兩個彎曲軸的慣性矩；

H——矩形鋼管混凝土柱的高度；

E_s、E_c——矩形鋼管混凝土柱所用的鋼材、混凝土的彈性模量；

2)然后將矩形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，根據比較結果結合彎曲軸按照以下方式判斷矩形鋼管混凝土柱在所在平面內的承載穩定性并采取措施提高穩定性：

a.在強軸受彎時：

當時，按照下式判斷：

當時，按照下式判斷：

b.弱軸受彎時：

當時，按照下式判斷：

當時，按照下式判斷：

式中：P——矩形鋼管混凝土柱的軸心壓力設計值；

P_P——矩形鋼管混凝土柱全截面受壓承載力；

α_ck——混凝土工作承擔系數；

——分別為矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的軸心受壓構件穩定系數；

P_Ex、P_Ey——分別為矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的歐拉臨界荷載；

β_mx、β_my——分別為矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的等效彎矩系數；

M_x1、M_y1——分別為矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的端彎矩設計值；

λ_x、λ_y——分別為矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的構件正則化長細比；

M_Px0、M_Py0——分別為矩形鋼管混凝土柱繞強軸、弱軸的截面塑性彎矩；

b、h——矩形鋼管混凝土柱中矩形鋼管的寬度和高度；

t_f、t_w——矩形鋼管的翼緣厚度和腹板厚度；

β_ckx——與矩形鋼管的寬度和腹板厚度之比有關的系數；

β_cky——與矩形鋼管的高度和翼緣厚度之比有關的系數；

3)若滿足2)中的公式條件，則矩形鋼管混凝土柱在彎曲平面內的承載穩定；

若不滿足2)中的公式條件，則矩形鋼管混凝土柱在彎曲平面內的承載不穩定，則增加矩形鋼管混凝土柱的截面尺寸，增加矩形鋼管混凝土柱的壁厚；

所述的矩形鋼管混凝土柱的全截面受壓承載力P_P采用以下公式處理獲得：

P_P＝fA_s+f_cA_c

其中，A_s、A_c——矩形鋼管混凝土柱的截面鋼管面積和混凝土面積；

f、f_c——矩形鋼管混凝土柱所用的鋼材、混凝土的抗壓強度設計值；

所述的混凝土工作承擔系數α_ck采用以下公式處理獲得：

其中，A_s、A_c——矩形鋼管混凝土柱的截面鋼管面積和混凝土面積；

f、f_c——矩形鋼管混凝土柱所用的鋼材、混凝土的抗壓強度設計值。