PBL加勁型矩形鋼管混凝土軸壓柱承載力計算方法研究.pdf

1、PBL加勁型矩形鋼管混凝土是近期推出的一種新型組合結(jié)構(gòu),是指在鋼管內(nèi)壁縱向設置開孔鋼板即PBL加勁肋。PBL加勁肋具有增強鋼管混凝土界面粘結(jié)強度,提高套箍效應,防止鋼管混凝土界面的脫空和減小相對滑移,有效改善節(jié)點性能和鋼板的抗局部屈曲性能等優(yōu)點,這使得PBL加勁型矩形鋼管混凝土在大跨、重載橋梁中具有較好的工程應用前景。然而,對PBL加勁型矩形鋼管混凝土的研究尚處于初級階段,其破壞模式和承載力問題亟待解決,為此,本文采用模型試驗與結(jié)構(gòu)力學

2、分析對PBL加勁型矩形鋼管混凝土軸壓短柱和長柱承載能力計算方法展開研究。
　　首先,按照正交試驗設計原理,綜合考慮寬厚比、套箍系數(shù)、開孔孔徑、開孔孔距、鋼板縱肋肋高等參數(shù)對承載力的影響,設計了4個方鋼管混凝土試件、4個設加勁肋方鋼管混凝土試件和15個設PBL加勁肋方鋼管混凝土試件共計23個試件進行軸壓短柱承載力試驗研究。試驗分別在10000kN和25000kN的壓力試驗機上對所有試件進行軸心受壓試驗,得到了PBL加勁型矩形鋼管混凝

3、土的破壞模式、荷載-位移關(guān)系、荷載-應變關(guān)系及極限承載力。
　　其次,收集了國內(nèi)外矩形鋼管混凝土、設鋼筋籠、鋼筋肋、約束拉桿、直肋矩形鋼管混凝土軸壓短柱試驗,得到了各類試件試驗混凝土強度提高系數(shù)與含鋼率、套箍系數(shù)、寬厚比等參數(shù)的關(guān)系;結(jié)果分析表明:矩形鋼管混凝土、設鋼筋籠、鋼筋加勁肋RCFT、設約束拉桿RCFT、設直肋RCFT及PBL加勁型RCFT混凝土強度提高系數(shù)均值分別為:1.18、1.08、1.49、1.08及1.36,說明

4、了PBL加勁肋可以有效改善矩形鋼管混凝土、設直肋矩形鋼管混凝土承載力。
　　然后,建立力學模型,分析了PBL加勁型矩形鋼管混凝土受力圖式,明確了其核心混凝土強度提高系數(shù)推導公式,并結(jié)合實測極限承載力,進行回歸分析,得到了PBL加勁型矩形鋼管混凝土軸壓短柱承載力的計算公式,該公式也適用于矩形鋼管混凝土、設直肋矩形鋼管混凝土軸壓短柱承載力計算;并利用矩形鋼管混凝土、設直肋、PBL加勁肋矩形鋼管混凝土試驗結(jié)果進行檢驗,發(fā)現(xiàn):提出的PBL

5、加勁型鋼管混凝土承載力計算方法較現(xiàn)行規(guī)范更為接近試驗值且變異系數(shù)低于或等于各規(guī)范計算值。
　　最后,為便于與短柱形成對比,采用相同的截面尺寸和PBL構(gòu)造形式,僅考慮長細比這一參數(shù),設計了三個長柱試件進行承載力試驗研究,在25000kN壓力試驗機進行加載。試驗結(jié)果顯示,PBL加勁型矩形鋼管混凝土長柱表現(xiàn)出較好的延性。并對軸壓長柱穩(wěn)定系數(shù)進行探討,推導了PBL加勁型矩形鋼管混凝土軸壓長柱歐拉臨界力、穩(wěn)定系數(shù)的計算公式,提出了其極限承載