[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

本發明公開了一種矩形鋼管混凝土柱單向壓彎穩定極限承載提高方法。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；首先根據彎曲軸方向的不同分別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；然后將矩形鋼管混凝土柱的軸心壓力設計值和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。本發明解決了矩形鋼管混凝土柱的平面內穩定承載判斷問題，具有更高的精度，并采取措施提高穩定性，極大提高了矩形鋼管混凝土結構設計的可靠性和安全性。

技術領域

本發明屬于結構設計技術領域的一種建工結構穩定性提高方法，具體涉及一種矩形鋼管混凝土柱單向壓彎穩定極限承載提高方法。

背景技術

矩形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矩形鋼管混凝土柱，方、矩形鋼管混凝土柱等。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抗變形能力；鋼管內部的混凝土又可以有效地防止鋼管發生局部屈曲，因此矩形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。

關于壓彎荷載作用下矩形鋼管混凝土柱的平面內穩定承載力計算，目前已有兩本方法作出了相關規定，分別是《矩形鋼管混凝土結構技術規程》(CECS159:2004)和《鋼管混凝土結構技術方法》(GB50936-2014)，但現有的計算方法存在很多局限性和不足。

發明內容

為了克服現有方法的不足，提高鋼管混凝土柱的可靠性和安全性，本發明提供一種矩形鋼管混凝土柱單向壓彎穩定極限承載提高方法，解決了現有技術中穩定承載判斷不準確、導致結構在某些情況下會偏于不安全的技術問題。

本發明采用的技術方案是：

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，單向壓彎為沿矩形鋼管混凝土柱的矩形長邊或者矩形短邊彎曲；

1)首先根據彎曲軸方向受彎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β_mx或β_my，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；