[發(fā)明專利]一種圓鋼管混凝土柱截面單向壓彎極限承載提高方法

在審

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• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112417548A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈樹華;程志書;付波;童根樹;孫浩
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州鐵木辛柯建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計事務(wù)所有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種圓鋼管混凝土柱截面單向壓彎極限承載提高方法。所述圓鋼管混凝土柱為承受單向壓彎荷載的圓鋼管混凝土柱；首先處理獲得圓鋼管混凝土柱的套箍系數(shù)；計算圓鋼管混凝土柱的截面受壓承載力設(shè)計值；接著處理獲得修正后的混凝土工作承擔(dān)系數(shù)和只有彎矩作用時的截面受彎承載力；最后判斷圓鋼管混凝土柱的承載穩(wěn)定性并采取措施提高穩(wěn)定性。本發(fā)明解決了按照現(xiàn)有方法偏保守、未能最大限度利用材料強度的問題，具有更高的準(zhǔn)確性，采取措施提高穩(wěn)定性，極大提高了圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域的一種建工結(jié)構(gòu)穩(wěn)定提高方法，具體涉及一種圓鋼管混凝土柱截面單向壓彎極限承載提高方法。

背景技術(shù)

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、圓鋼管混凝土柱等，如圖1所示。在受力過程中，鋼管對其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強度和變形能力；鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲，因此鋼管混凝土柱具有優(yōu)異的力學(xué)性能，具體表現(xiàn)為高承載力、高延性的特點。

關(guān)于壓彎荷載作用下鋼管混凝土柱的單向壓彎極限承載力計算，目前已有三本方法作出了相關(guān)規(guī)定，分別是《圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS159:2004)，《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)方法》(GB50936-2014)和《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計方法》(JGJ138-2016)，但現(xiàn)有的計算方法存在很多局限性和不足。例如CECS159:2004只適用于截面高寬比不大于2的圓鋼管混凝土柱，GB50936-2014計算的軸壓承載力隨著套箍系數(shù)的增大而下降，這意味著含鋼率增大到一定程度不僅對提高柱子軸壓強度沒有幫助，反而會產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有方法的不足，提高鋼管混凝土柱的可靠性和安全性，本發(fā)明提供一種圓鋼管混凝土柱截面單向壓彎極限承載提高方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋼管混凝土柱穩(wěn)定性判斷和處理偏于保守、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全富余度較高的問題，該方法吻合數(shù)值分析結(jié)果，準(zhǔn)確度好，適用范圍廣泛。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

所述圓鋼管混凝土柱為承受單向壓彎荷載的鋼管混凝土柱，單向壓彎為沿垂直于鋼管混凝土柱軸向的軸彎曲；

1)首先采用以下公式獲得圓鋼管混凝土柱的套箍系數(shù)Φ：

式中：Φ——圓鋼管混凝土柱的套箍系數(shù)；

f_y——圓鋼管混凝土柱所用鋼材的屈服強度；

f_ck——圓鋼管混凝土柱所用混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值；

A_s——圓鋼管混凝土柱中圓鋼管的截面面積；

A_c——圓鋼管混凝土柱中混凝土柱的截面面積；

2)采用以下公式計算圓鋼管混凝土柱的截面受壓承載力設(shè)計值P_p：

P_P＝β_szA_sf_y+β_czA_cf_ck

式中：β_cz——圓鋼管混凝土柱所用混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的修正系數(shù)；

β_sz——圓鋼管混凝土柱所用鋼材屈服強度的修正系數(shù)；

P_p——圓鋼管混凝土柱的全截面屈服軸力；