抽象性

提出了新式填充二叉钢管列,其特征为钢管内横向加固条,提高混凝芯有效约束性能实验类复合压缩结果表明,SCFST列承载容量由内部横向加固条比SCFST列重4.5%-15%横向线段小于SCFST列直径加固增减条间距后,轴承载容量增加反向线段明显下降需要指出的是,这种混凝土核心性能在某种程度上得到了提高。同时,基于统一理论推导轴承载容量简化计算公式

开工导 言

外填钢管结构可有效改善内部约束混凝土,钢管横向约束下混凝土在三维压缩状态优于此,这样混凝土才能更好地实现压缩性能一号-5..作为一种钢密合成系统,SCFST列因其方便连接、高弹性承载容量和美容而广泛用于结构基于上述特征,近年来土木工程理论应用中的平面钢管混凝土日益普及[6-12..康和月13研究SCFST列长期轴载散微信14研究短列机械性能Susantha等[15拟用近似公式填充钢管列内带不同剖面的闭合混凝土刘等人[16研究矩形钢管高强度混凝土短列轴承载容量实验获取负载容量与EC4AISC和ACI计算值比较梁等[17拟用非线性分析纤维元件法预测薄墙钢柱最终强度和渗透性正常压力再分配钢板显示还建议用两个性能索引描述加固混凝土平方列的软性能和分性能通杜18号对29平方填充钢管进行轴压缩测试,获取轴压缩强度,并提议分级方程模拟短列和中滑列计算公式大林19号研究一系列混凝钢管短列结构消防行为实验结果显示CFST列循环部分有最佳结构消防行为基于此,提交高温下混凝土列设计简化公式Evirgen等[20码对含不同变量的48块填充钢块进行轴压缩测试,并研究和分析宽度偏差比、混凝土压缩强度和列几何参数对轴承容量、延展性能和混凝土列反弹性能的影响爱洛博迪杨21号推荐方法计算不锈钢加固混凝土列的承载容量Raed等[22号方法计算混凝土钢管轴负载量 通过实验结果计算 平面不锈钢管轴压缩性能多位专家和学者提出了各种措施和结构,以加强平面钢管对SCFST结构核心混凝土的约束效果Alfarabi等[23号研究不锈钢短列轴承载容量循环空心不锈钢管和不锈钢管水泥短列内面加固Fang研究方块填充钢管成员变换法24码并展开偏心压缩测试成员发现列的稳定性和终极强度提高装有外部约束环和内部加固的加固混凝土列由Alrebeh研究25码..实验显示,与成员外部加固环或内部加固相比,合并使用对提高短列成员结构性能更有效进一步提高性能,内部加固间距可缩小,内部加固数可增加Li等[26推荐一个新的复合成员并装I型碳纤维加固聚合物嵌入内加固平方钢管短列并进行双向弯曲测试结果表明新短列双轴弯曲测试有良好的承载容量和脉冲性Alatshan等[27号浏览硬化混凝钢管的现有文献并提议方法系统审查现有文献中硬化混凝钢管相关知识朱等人[28码提议外隔膜连接法使用perfound肋骨加强混凝土填充平方钢管测试显示,这种创新连接法提高联通负载转移和变形

从上述研究中不难发现外钢管较少受内混凝土列约束因此,为了更好地促进外国钢管受混凝土约束,应制定和研究更有效的约束措施

本文介绍新型SCFST列列的主要结构特征是一些反向加固条焊接平方钢管内部墙,以加强对正方钢管芯混凝土的约束同时,平面钢管墙局部稳定性得到增强,轴压下SCFST列最终承载容量和变形能力得到有效增强轴负载容量和脉冲分析从统一理论的视角出发,建议用内部横向加固栅栏对SCFST负载容量进行理论评价公式

二叉实验程序

2.1.样片编译

共测试了10个压缩标本,包括1块正方形水泥管状块列和9片SCFST内横向加固条实验前,为了便于观察标本变形,先用粉笔绘制测试块广场所有样本由6毫米厚钢板制成,高度600毫米,侧长200毫米硬度直径分别为4毫米、6毫米和8毫米,硬度长度为180毫米内部横向加固间距分别为50毫米、75毫米和100毫米钢板材为Q235B,横条为HPB335典型段显示图一号,所有标本都显示在表一号.

2.2.素材属性

所有样本都用6毫米厚钢板制成部分钢直接从平面钢管钢板割取,标准抗拉测试钢条用于材料属性测试表单2并3描述钢和加固的机械特性混凝土钢管标本倒入制作了三片侧长150毫米混凝土标本以测试物性能凝固年限为28天的混凝土立方体平均压缩强度为31.6兆帕

2.3实验搭建

本测试使用图中显示的YAW-300A电流Servo压力测试机负载由层次轴加载方式执行29..将样本置居测试器中心钢块固定标本上下端以防局部负载面失效同时 确保基底、样本和钢块同垂直线图中显示实验加载设备2.

主测量内容包括试样纵向和横向菌株、试样轴压和轴压缩变形值柱面纵向伸缩附在钢管柱四面3上,位置定位为标本高度1/41/2和3/4逆向线段用横向连接线段测量器测量粘贴3四面钢管列位置位于测试块中间高度,分布点为跨段宽度1/4、1/2和3/4外表测试片纵向反向图显示线程图位置3.

弹性相位控制负载值为限负载值约10%每一加载步骤需要3-5分钟负载值升至计算限负值85%时,加载速度下降至失效测试时间为每样约2小时

3级实验结果

3.1.失效模式

图显示试样失效模式4.两种样本显示钢管局部翻转对B0标本而言,本地钢管压向高度,对B1-B9标本则略显或非显眼SCFST标本失效模式主要是顶部和中层钢管向外冲推,外冲波面积和尺寸大SCFST内部反僵硬条列失效主要发生在顶端同时,SCFST中上部分略微暴动,但并不特别明显。大小5-10毫米在同一组试样中,随着跨向僵化器间距下降,外部凸起程度往往下降,表明管道墙上横向加固的增加可有效延缓钢板的反向拉动

3.2加载承载容量比较

图中显示实验观察标本负载移位曲线5压缩标本通常分三个阶段从加载开始到试样失效

第一阶段装箱开始时试样都处于弹性阶段,从负载层曲线中可以看到这一点。钢管没有明显变化

二级负载达最终容量85%时,方形钢管表面变形出现在某些部件中,标本显示弹性可塑性行为现阶段,钢管局部卸载开始靠近标本上端,然后开发到标本中间,局部卸载现象渐渐显露出来。负载达到极限负载时,当地钢管墙变形是显而易见的

最后阶段,当负载达到终极负载时,内混凝土销毁,标本负载容量快速下降,置换量持续增加

从图中可见5平面SCFST列样本加载峰值比其他9个样本小得多(SCFST内反向加固条列)。显示横向加固条可在SCFST中发挥积极作用横向加固条配置不同,轴承容量增量不同

从图5(a)-5(c)可以看到当横向钢条直径不变时,减少横向钢条间距将增加轴承容量,但增量大小不一传统SCFST标本小峰值移位SCFST内横向加固条列因加固钢条而有更好的通缩性峰点移位大,最后移位可达10-15毫米逆僵硬肋骨间距不变 mm和直径变化,承载容量只增加0.8%至1.8%跨向硬化器间距 mm, 最终承载容量只增加1.6+3.3%。跨向硬化器间距 mm直径变化提高承载容量1.7+4.9%

根据上述分析,对内横向加固条列的SCFST而言,提高SCFST承载容量和内横向加固条列通过增压直径变换效果不明显跨向硬化器间距变化有助于提高SCFST与内部反向加固条列的承载容量消减跨向硬化器间距比提高硬化器直径有效长条直径小横条间距越小,轴支持容量增加越明显表显示所有样本的轴支持能力4.

从表可见4下加横向加固栏的负载容量比上加固栏的负载容量优在所有标本中最大增幅为15%最小增量达4.5%主要原因是核心混凝土平方钢管软闭反硬条焊接内部钢管时,它可增强方形钢管对混凝土的约束效果,使核心区域混凝土从三大方向得到更好的压缩,提高混凝土承载能力可以看到,钢管内横向加固条可发挥重要作用,提高SCFST列负载容量

3cm3混凝土钢管中的钢量

试样钢量显示于表5.

3.3.1变化对栏直径的影响

表内数据显示5平面钢加固水泥列的钢耗分别为2.3%、3%、4%、5.1%、6.6%、9.5%、9.1%、11.7%和16.8%。并相应增加承载容量 分别为3% 5% 7% 4% 9% 12% 6% 12% 15%保持100毫米间距不变,当横向加固条直径从4毫米、6毫米和8毫米变换时,钢量的相应增量从2.3%、5.1%和9.1%,而承载容量的相应增量从4.5%、5.3%和7.1%。剩余75毫米间距不变,当横向加固条直径从4毫米、6毫米和8毫米变换时,钢量的相应增量从3%、6.6%和11.7%不等,而相应的增容则从6.7%、9.9%和11.5%不等剩余50毫米间距不变,当横向加固条直径从4毫米、6毫米和8毫米变换时,钢量的相应增量从4%、9.5%和16.8%不等,而相应的增容则从8.4%、13.3%和15%不等。

3.3.2.变化对栏间距的影响

剩余4毫米条形直径不变,交叉条形间距从100毫米减为75毫米和从75毫米减为50毫米时,相应的钢量增长分别为2.3%和4%。增载容量分别为4.5%和8.4%。剩余6毫米条形直径不变,交叉条形间距从100毫米减为75毫米和从75毫米减为50毫米时,相应的钢量增长分别为5.1%和9.5%。增载容量分别为5.3%和13.3%。剩余8毫米条形直径不变,交叉条形间距从100毫米减为75毫米和从75毫米减为50毫米时,相应的钢值增长分别为9.1%和16.8%。增载容量分别为7.1%和15%常加固直径条件下,当横向加固间距从100毫米减为50毫米时,逆加固混凝土列的承载容量比混凝土钢管列约高4%

从图中可见6负载容量下降比内横向加固条列内条直径增加更为明显图中5(b)负载容量变化在75至50毫米间距时更为明显因此,在实际应用中,可提高SCFST列最终承载容量,即当使用相同量钢时先减少内部横间距

3.4.横向斯特林比较分析

图显示所有标本上三段横向线段7.

从图中可见7逆向绑定效果比SCFST列小逆序线变小受直径加固条影响的横向线段变化不明显,加固条限制在钢管内核心混凝土上,并强化SCFST内反向加固条列的闭合效果反向线段变化趋势基本不变

3.5广场钢管内混凝土失效表比较

观察钢管墙和混凝土失效,测试后外部钢板切除发现试样中正方形钢管墙附近混凝土失灵的主要形式是压碎式8)试样没有横向硬化器 混凝土崩溃严重混凝土显然压到外板板外鼓裂缝扩展到内核混凝土 显示标本受损水泥平面钢管反转硬化器倒塌不明显只在横向加固点发现少量混凝土碎片脱落去除外表混凝土后,裂开面积变小,表示钢管和混凝土可靠地通过横向钢条合并约束效果显而易见,其承载容量有一定程度的提高

4级简化计算法

为了便于计算并易于实用工程应用,公式形式应尽量简化。本文提议的简化公式中,混凝土反向加固内部钢栏和平方钢管约束下的承载能力被视为基本计算部分,并审议了横向加固钢栏和SCFST约束因子大量研究表明,SCFST对核心面积的约束作用是提高SCFST承载能力的一个重要因素,因此约束作用系数 介绍式本系数与钢强度、钢管剖面面积、混凝土强度、核心混凝土剖面等相关计算公式 显示在4)统一理论基于填充钢管中8提出复合压缩强度设计公式 去哪儿

本文根据上述公式计算模型计算SCFST列轴承载容量内反向加固钢条如下计算:

基于6可计算SCFST列内横向加固钢条的承载容量,如表所示6并用两种回归法计算测试结果值和测试承载容量值:

回归系数 , , , .

替代公式7)

应当指出,本文分析范围参数如下:

宽厚比 ,产能强度钢 ,压缩混凝土强度 精强度C30通过 ,系数范围近似 .

由公式计算样本的承载能力8测试片压载容量记录表6.

从表6平均值 1.0标准偏差 0.015和变异系数 0.015测试结果基本与计算结果一致,计算结果可用于工程实践

5级结论

本文研究SCFST列反向硬化钢条变换法通过测试结果比较分析列承载容量和钢量之间的相互关系并得出下列结论:(1)通过增加横向加固,钢管墙对混凝土的约束效果得到改善,当地钢管墙向外加压有效延迟,钢管管与核心混凝土之间的交互作用得到加强(2)横向加固增强圈套效果并增加SCFST列承载容量4.5~15%同时,SCFST列中带内部横向加固钢条的剖分下降并沿高度分布得更均匀3级当钢用量不变时,新结构列的承载容量可以通过减少跨向硬化器间距比提高加固直径更有效地提高(4)直径不变时,SCFST列内反向加固钢栏的承载容量会随着横向钢栏间距下降而大幅增加横向钢条间距不变时,SCFST列带内部横向加固钢条的承载容量随直径增长略增(5)依据CCFST统一理论,提出了计算CCFST列内反向加固钢条压载容量的简化公式

数据可用性

支持研究结果的数据见文章

利益冲突

作者声明不存在利益冲突

作者贡献

项目管理由南里执行方法由南里和Yajun Xi执行测试由何里广西张执行正式分析由Tao Ren和新洲模完成调查由南里执行写作原创编程由南里执行写作(评审编辑)由南里执行所有作者都阅读并接受手稿出版版

感知感知

这项工作得到了中国山东省城市和农村住房建设部技术项目(赠款号2016KY0282018K1-09和2018R3-10)和中国SDST台南校园科研创新团队支持计划(赠款号2019TD01)的支持。