本发明专利技术涉及一种非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法，所述钢管混凝土组合材料的截面形状为规则的非圆形，所述非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法包括如下步骤：采集非圆形截面钢管混凝土的参数，非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定。通过确定非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值中截面套箍调整系数ｋ，从而确定非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值。本发明专利技术非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法用于对规则的非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定，采用统一的计算公式，形式简单，不需要构建复杂的有限元模型，需要的参数少，在现有工程中极大地方便了使用和推广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法及应用，尤其涉及一种非 圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法及应用。
技术介绍
随着建筑技术的发展，钢管混凝土越来越多应用到建筑构件中，如高层建筑的柱 子、桥墩、塔杆、桩等。钢管混凝土在这些建筑构件中起着主要的承重作用，因此，科学地确 定钢管混凝土组合材料的强度在现实应用中极为重要。由于，现有技术对于建筑构件的钢 管混凝土强度的确定主要以目前应用较多的圆形截面的钢管混凝土，而对于规则的非圆形 截面的钢管混凝土强度的确定通常采用复杂的有限元进行，其公式大部分为有限元计算的 拟合公式，这些拟合公式引入的参数过多，形式过于复杂，大大影响了在工程中的实用性。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是克服现在技术对规则的非圆形截面的钢管混凝土强度 的确定过程复杂，在工程中缺乏实用性的技术问题。本专利技术的技术方案是提供一种非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方 法，所述钢管混凝土组合材料的截面形状为椭圆形或正多边形的非圆形截面，所述非圆形 截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法包括如下步骤采集非圆形截面钢管混凝土的参数采集非圆形截面钢管混凝土钢材的屈服强度 和混凝土的轴心抗压强度，采集钢管混凝土中钢管的截面积、混凝土的截面积和空心率；非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定将上述参数带入公式 _ 1+ l.5kx fJsC = 1+ A 中，其中，fy为钢材强度标准值，fck为混凝土轴压强度标准值，As为钢管截Λ/Λ面面积，Ac为混凝土截面面积，χ为套箍系数，X= -^j-，k为截面套箍调整系数。本专利技术的进一步技术方案是在非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定步 骤中，还包括根据有限元软件建立的非圆形截面钢管混凝土在轴心受压时的应力云纹图， 确定受侧压力分布规律、外钢管环向拉应力及拉应变分布规律、椭圆形钢管混凝土轴心受 压时核心混凝土应力分布规律，将非圆形截面钢管混凝土核心混凝土中有效约束面积简 化。本专利技术的进一步技术方案是在非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定步 骤中，包括对椭圆形截面钢管混凝土核心混凝土中有效约束面积简化。本专利技术的进一步技术方案是在非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定步 骤中，包括对多边形截面钢管混凝土核心混凝土中有效约束面积简化。本专利技术的进一步技术方案是在非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定步3骤中，包括对多边形实心截面钢管混凝土核心混凝土中有效约束面积简化。本专利技术的进一步技术方案是在非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定步 骤中，包括对多边形空心截面钢管混凝土核心混凝土中有效约束面积简化。本专利技术的技术方案是将所述非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法 应用于建筑构件中非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定。本专利技术的技术效果是本专利技术非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法 用于对规则的非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定，采用统一的计算公式，形式 简单，不需要构建复杂的有限元模型，需要的参数少，在现有工程中极大地方便了使用和推附图说明图1为本专利技术的流程图。图2为本专利技术的椭圆形钢管混凝土轴心受压时核心混凝土应力分布示意图。图3为本专利技术椭圆形截面钢管混凝土有效约束面积简化图。图4为本专利技术套箍调整系数k随a/b的关系曲线。图5为本专利技术多边形实心截面钢管混凝土有效约束面积简化图。图6为多边形空心截面钢管混凝土小空心率的有效约束面积图。图7为多边形空心截面钢管混凝土大空心率的有效约束面积图。具体实施例方式下面结合具体实施例，对本专利技术技术方案进一步说明。如图1所示，本专利技术的具体实施方式是本专利技术提供一种非圆形截面钢管混凝土 的抗压强度标准值确定方法，所述钢管混凝土组合材料的截面形状为椭圆形或正多边形的 非圆形截面。由此，所述非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法包括如下步 骤步骤100 采集非圆形截面钢管混凝土的参数，即，采集非圆形截面钢管混凝土钢 材的屈服强度和混凝土的轴心抗压强度，采集钢管混凝土中钢管的截面积和混凝土的截面 积。这里，首先，钢管混凝土钢材的屈服强度即为所述非圆形截面钢管混凝土钢管所使用钢 材的屈服强度以及所使用混凝土形成非圆形截面钢管混凝土的轴心抗压强度。其次，钢管 混凝土中钢管的截面积和混凝土的截面积，钢管混凝土中钢管的截面积即为非圆形截面钢 管混凝土中钢管部分的截面积，钢管混凝土中混凝土的截面积即为非圆形截面钢管混凝土 中填充的混凝土部分的截面积。步骤200 非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定，即，将上述参数带入公 ^y _ 1+ \ .5kx式 ~ 1+A 中，其中，fy为钢材屈服强度，f。k为混凝土轴心抗压强度，As为钢管截面Λ面积，Ac为混凝土截面面积，χ为套箍系数标准值，X= ，k为截面套箍调整系数。/ckA；由公式可知，本专利技术增设了截面套箍调整系数k，k为非圆形截面钢管混凝土强度4计算的参数，在计算规则的非圆形截面钢管混凝土强度时，在确定其它参数的基础上，还需 要确定截面套箍调整系数k。本专利技术中，将非圆形截面钢管混凝土组合材料的应力分布简化 为有效约束面积和非有效约束面积。所述有效约束面积，即，核心混凝土中约束应力完全发 展的面积。约束面积可以认为核心混凝土中约束应力完全发展，产生强度提高，而非有效约 束区的混凝土不考虑其强度的提高。以下分椭圆形状的非圆形截面钢管混凝土和多边形状的非圆形截面钢管混凝土 分别进行说明。一、椭圆形截面钢管混凝土。椭圆形截面钢管混凝土有效约束面积的简化。通过有限元软件可以得出所建的椭圆形截面钢管混凝土在轴心受压时的应力云 纹图，由应力云纹图可以看出，除圆截面外的椭圆形钢管混凝土轴心受压时核心混凝土受 到的侧压力是不均勻的，且随椭圆形截面的改变而改变。侧压力在核心混凝土中的分布情 况大致为长轴两端侧压力最大，短轴两端侧压力最小，混凝土核心受侧压力区处于长轴两端。根据图2对椭圆形截面钢管混凝土核心混凝土受侧压力分布规律、外钢管环向拉 应力及拉应变分布规律、椭圆形钢管混凝土轴心受压时核心混凝土应力分布云纹图，本发 明椭圆形截面钢管混凝土中核心混凝土应力分布简化为如图3所示，图中阴影部分为混凝 土有效受侧压力分布区，它有两条抛物线q、C2和椭圆形包围而成，抛物线Cl、C2分别与直 线1γ、12相切于直线yi、y2与椭圆形的交点A、B点和C、D点。由于抛物线C1与C2关于χ轴 对称，直线Y1与J2关于x、y轴对称，抛物线C1和C2均关于y轴对称，所以只需确定A的位 置即可确定核心受侧压力区的面积。 如图3所示，根据抛物线C1与直线yi相切于点A (m, η)，联立相关的方程即可求解η = k.m = ,(2)]j(a-t)2 (b-tf其中，a为椭圆的长半轴长度，b为椭圆的短半轴长度，t为椭圆形钢管的厚度。抛物线C1为y =+f，经过积分即可求得核心受侧压区的面积即可得Amonfmed = 4fomdxdy2mlX +2(3)γ π “ /, 、 m L ( m )2 1 . ( m ) Smn= 4(a-t)(b-t) —-1--+ — arcsm ---、八 J 2(a — t))j (a-t) 2 \a~t) 3Aconfmed =n(a-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法，所述钢管混凝土组合材料的截面形状为椭圆形或正多边形的非圆形截面，所述非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定方法包括如下步骤：采集非圆形截面钢管混凝土的参数：采集非圆形截面钢管混凝土钢材的强度标准值和混凝土的轴压强度标准值，采集钢管混凝土中钢管的截面积、混凝土的截面积和空心率；非圆形截面钢管混凝土的抗压强度标准值确定：将上述参数带入公式ｆ↓［ｓｃ］↑［ｙ］＝１＋１．５ｋｘ／１＋Ａ↓［ｓ］／Ａ↓［ｃ］ｆ↓［ｃｋ］中，其中，ｆ↓［ｙ］为钢材强度标准值，ｆ↓［ｃｋ］为混凝土轴压强度标准值，Ａ↓［ｓ］为钢管截面面积，Ａ↓［ｃ］为混凝土截面面积，ｘ为套箍系数，ｘ＝ｆ↓［ｙ］Ａ↓［ｓ］／ｆ↓［ｃｋ］Ａ↓［ｃ］，ｋ为截面套箍调整系数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：查晓雄，黎玉婷，刘习超，余敏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。