[發明專利]一種寬鋼管混凝土柱單向壓彎穩定極限承載提高方法

在審

• 申請號: 202011126171.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112214822A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 景亭;吳方忠;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: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/02;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

本發明公開了一種寬鋼管混凝土柱單向壓彎穩定極限承載提高方法。所述寬鋼管混凝土柱為承受單向壓彎荷載的寬鋼管混凝土柱；首先計算寬鋼管混凝土柱的單向壓彎截面特征修正指數，彎曲軸分為強軸和弱軸；然后將寬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寬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。本發明解決了寬鋼管混凝土柱的平面內穩定承載提高問題，具有更高的精度，并采取措施提高穩定性，極大提高了寬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提高方法，具體涉及一種寬鋼管混凝土柱單向壓彎穩定極限承載提高方法。

背景技術

寬鋼管混凝土柱通過在空鋼管中填充混凝土而形成。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，因此寬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寬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《寬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，例如CECS159:2004規定宜使用截面高寬比不大于2的寬鋼管混凝土柱。但是，隨著住宅鋼結構的發展，為了避免室內凸梁凸柱的出現，柱截面高寬比有增大的趨勢，工程中采用的矩形截面高寬比一般都在2以上，最大達到3.5左右，截面參數已超過方法適用范圍。

發明內容

為了克服現有方法的不足，提高寬鋼管混凝土柱的可靠性和安全性，本發明提供一種寬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提高不準確、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：

所述寬鋼管混凝土柱為承受單向壓彎荷載的寬鋼管混凝土柱，單向壓彎為沿寬鋼管混凝土柱的橫截面長邊或者橫截面短邊彎曲；

1)首先采用以下公式計算寬鋼管混凝土柱在不同彎曲軸下的單向壓彎截面特征修正指數：

式中：a_x、a_y——寬鋼管混凝土柱分別在強軸、弱軸的截面特征修正指數；

α_ck——混凝土工作承擔系數；

h——寬鋼管柱的橫截面長邊尺寸；

b——寬鋼管柱的橫截面短邊尺寸；

3)然后將寬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寬鋼管混凝土柱在單向壓彎時的承載穩定性并采取措施提高穩定性：

a.當強軸受彎時，強軸x平行寬鋼管混凝土柱橫截面的短邊，寬鋼管混凝土柱的橫截面長邊所在柱面承受單向壓彎荷載，采用以下公式：

當時，按照下式判斷：

當時，按照下式判斷：

b.當弱軸受彎時，弱軸y平行寬鋼管混凝土柱橫截面的長邊，寬鋼管混凝土柱的橫截面短邊所在柱面承受單向壓彎荷載，采用以下公式：

當時，按照下式判斷：