基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圓鋼管混凝土偏心受壓短柱承載力

針對鋼管混凝土短柱軸壓狀態(tài),考慮屈服時鋼管豎向應(yīng)力對承載力的貢獻(xiàn),采用厚壁圓筒理論和雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,對鋼管進(jìn)行極限承載力分析;對混凝土采用drucker-prager屈服理論進(jìn)行鋼管約束下的承載力的計算分析,兩者疊加得到鋼管混凝土的極限承載力計算公式,并與現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,結(jié)果吻合良好,為圓鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力的計算提供了一種新的方法.

在統(tǒng)一強(qiáng)度理論的基礎(chǔ)上,對配有縱向鋼筋和箍筋的圓鋼管混凝土短柱軸心受壓時的受力性能進(jìn)行了分析;考慮了鋼管和箍筋對混凝土的約束作用,推導(dǎo)出了配筋圓鋼管混凝土短柱的軸壓承載力計算公式;分析了中間主應(yīng)力、鋼管徑厚比和體積配箍率對承載力的影響。將公式的計算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗結(jié)果進(jìn)行比較,二者吻合較好。結(jié)果表明:統(tǒng)一強(qiáng)度理論對于配筋圓鋼管混凝土軸壓短柱的理論計算有非常好的適用性,為配筋鋼管混凝土柱的分析計算提供了一定的理論依據(jù)。

列舉了國內(nèi)外規(guī)范中圓鋼管混凝土短柱軸壓承載力的設(shè)計公式,分別從適用范圍、套箍約束作用和公式的理論基礎(chǔ)等角度,分析其差異性,并通過具體試驗算例進(jìn)行對比研究.研究結(jié)果表明,不同國家規(guī)范中的表達(dá)式與關(guān)鍵參數(shù)都有明顯的差異,且通過比較可知國外規(guī)范中的計算結(jié)果相比于試驗結(jié)果都偏于保守,中國的3部規(guī)范與其他國家的規(guī)范相比試驗結(jié)果更加吻合.

圓鋼管混凝土軸心受壓承載力計算研究——簡要介紹了美國的aci(1999)和aisc-lrfd(1999)、日本的aij和歐洲的ec4,我國的cecs28:90(1992)和dl/t5085-1999(1999)規(guī)程在計算圓鋼管混凝土軸心受壓承載力計算方法和特點,并選用幾組常見構(gòu)件用各類方法進(jìn)行計算...

在統(tǒng)一強(qiáng)度理論的基礎(chǔ)上,對圓鋼管約束型鋼混凝土短柱的軸心受力性能進(jìn)行理論分析;采用厚壁圓筒統(tǒng)一強(qiáng)度理論計算鋼管對核心型鋼混凝土的約束應(yīng)力,推導(dǎo)出圓鋼管約束型鋼混凝土短柱的軸壓承載力公式;并對影響因素進(jìn)行分析。將公式的計算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果吻合較好,說明統(tǒng)一強(qiáng)度理論對于圓鋼管約束型鋼混凝土軸壓短柱的理論計算有很好的適用性,可為圓鋼管約束型鋼混凝土柱的分析計算提供一定的理論依據(jù)。

基于雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,分析了鋼管以及處于三向受壓的核心混凝土的受力狀態(tài),建立了內(nèi)配雙圓鋼管的鋼骨混凝土短柱的軸壓極限承載力計算公式,并對影響因素進(jìn)行了分析。將公式計算結(jié)果與相應(yīng)文獻(xiàn)試驗結(jié)果對比,吻合良好;同時將該公式應(yīng)用于工程實例,并將其計算結(jié)果、相應(yīng)文獻(xiàn)公式計算結(jié)果與有限元模擬結(jié)果進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)該公式計算結(jié)果吻合度較好。

為了深入研究鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱破壞模式與破壞機(jī)理,提出適合鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱極限承載力計算方法,針對圓鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱大都發(fā)生剪切破壞這一典型現(xiàn)象,引入莫爾-庫侖強(qiáng)度理論,從理論上分析其發(fā)生剪切破壞的原因和受力機(jī)理,并從剪切破壞的角度提出了鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱承載力計算方法。利用基于圓鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱試驗研究和有限元分析回歸得到的處于復(fù)雜應(yīng)力場中的鋼管縱向應(yīng)力σv-縱向應(yīng)變ε關(guān)系曲線和鋼管橫向應(yīng)力σh-縱向應(yīng)變ε關(guān)系曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式,得到了鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱承載力包絡(luò)線的簡化計算方法,簡化計算曲線與試驗曲線吻合良好,可用于分析鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱的受剪承載力。

研究了偏心受壓時矩形鋼管混凝土中受壓區(qū)鋼管對混凝土的緊箍力計算方法,根據(jù)莫爾強(qiáng)度準(zhǔn)則導(dǎo)出了受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度的計算公式,并以極限平衡理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)了偏心受壓矩形鋼管混凝土短柱承載力的計算公式;制作了10個相同含鋼率的矩形鋼管混凝土短柱,按不同的偏心率進(jìn)行加載試驗,測出其極限承載力,并將計算結(jié)果和試驗結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果吻合較好.

參照普通混凝土配合比設(shè)計方法,按照再生粗骨料摻入量0、25%、50%、75%和100%制作了長徑比為4.0、徑厚比為20.75的共五組15個試件,進(jìn)行軸心受壓試驗,研究不同再生粗骨料取代率對圓鋼管再生混凝土短柱承載能力的影響。結(jié)果表明:鋼管再生混凝土柱的軸壓破壞形態(tài)與鋼管普通混凝土柱相似,鋼管再生混凝土柱的實測彈性極限荷載比鋼管普通混凝土柱低,且隨再生粗骨料取代率的增加而降低,和再生粗骨料取代率成反比關(guān)系。在摻入量合適的情況下,圓鋼管再生混凝土柱應(yīng)用實際是可行的。

針對方鋼管混凝土偏心受壓柱鋼管和混凝土材料受力狀態(tài)復(fù)雜,各種因素對極限承載力的影響難以獨立精確描述的問題,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)和非線性映射,可找到輸入、輸出變量之間的關(guān)系,建立了預(yù)測鋼管混凝土極限承載力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型.以現(xiàn)有的方鋼管偏心受壓柱試驗數(shù)據(jù)為樣本,訓(xùn)練了一個四層bp網(wǎng)絡(luò)模型,用模型計算了偏心受壓方鋼管混凝土柱的極限承載力.對6組實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測,結(jié)果表明,預(yù)測值與試驗值吻合良好,精度較高.該方法可作為實際結(jié)構(gòu)設(shè)計的一種輔助手段,對鋼管混凝土偏心短柱進(jìn)行承載力計算.

在圓鋼管混凝土柱內(nèi)配置鋼筋形成配筋圓鋼管混凝土柱,可以進(jìn)一步提高其承載能力,改善構(gòu)件的塑性及延性。基于圓鋼管混凝土的極限平衡理論,通過38個配筋圓鋼管混凝土短柱軸壓靜載試驗,揭示其受力機(jī)理和破壞形態(tài),并對影響軸壓承載能力的若干因素進(jìn)行比較分析,探討研究配筋圓鋼管混凝土短柱軸壓承載力計算方法,為后續(xù)研究和規(guī)范修訂提供參考。

http://www.***.*** -1- 圓鋼管混凝土軸壓中長柱承載力研究1 丁發(fā)興*，余志武 (中南大學(xué)土木建筑學(xué)院，湖南長沙410075) *e-mail:dinfaxin@mail.csu.edu.cn 摘要：本文建立了圓鋼管混凝土軸壓中長柱承載力實用計算公式。首先應(yīng)用模型柱法，對 鋼管混凝土軸壓中長柱荷載-變形曲線進(jìn)行全過程分析，得到了鋼管混凝土軸壓中長柱承載 力的數(shù)值解法；其次，根據(jù)切線模量法推導(dǎo)了鋼管混凝土軸壓中長柱穩(wěn)定承載力計算公式， 與模型柱法計算結(jié)果相比，模型柱法偏于安全；再次，基于模型柱法，探討了構(gòu)件長細(xì)比、 混凝土強(qiáng)度等級、含鋼率和鋼材屈服強(qiáng)度對鋼管混凝土軸壓中長柱承載力穩(wěn)定系數(shù)的影響， 并在修正切線模量法推導(dǎo)的計算公式的基礎(chǔ)上，建立了鋼管混凝土軸壓中長柱承載力實用計 算公式，得到了國內(nèi)外216根鋼管混凝土軸壓中長柱承載力有

為了研究鋼管活性粉末混凝土(鋼管rpc)柱軸心受壓力學(xué)特性,采用全截面受壓方法進(jìn)行了圓鋼管rpc短柱軸心受壓試驗,測試了其在荷載作用下的變形、應(yīng)變情況.試驗結(jié)果表明,在荷載達(dá)到極限承載力時,鋼管prc短柱的變形主要處于彈性階段,當(dāng)承載力下降到極限承載力的80%～90%后趨于平緩,在總結(jié)相關(guān)試驗資料的基礎(chǔ)上,參照cecs104:99中鋼管高強(qiáng)混凝土極限承載力公式,提出了鋼管rpc短柱的極限承載力計算經(jīng)驗公式.為了便于工程應(yīng)用,把公式中的混凝土強(qiáng)度及其對應(yīng)的系數(shù)α進(jìn)行了擴(kuò)展,采用擴(kuò)展后的系數(shù)α對試驗數(shù)據(jù)重新進(jìn)行了計算,計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)符合良好,能滿足工程應(yīng)用.

為研究鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力與鋼管的作用,通過理論分析,建立了鋼管約束承載力提高系數(shù)λ與套箍指標(biāo)、鋼管縱向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力的關(guān)系。通過對124根軸心受壓鋼管混凝土短柱試驗結(jié)果的分析,建立了λ與套箍指標(biāo)和鋼管屈服強(qiáng)度的關(guān)系式,提出了引入λ的鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力計算公式。公式反映了鋼管的直接承載作用和約束作用的大小,計算結(jié)果與試驗結(jié)果符合良好。

方鋼管混凝土柱軸心受壓承載力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法研究——方鋼管混凝土軸心受壓柱的鋼管和混凝土材料的受力狀態(tài)復(fù)雜，各種因素對極限承載力的影響難以獨立地精確描述．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)和非線性映射，可找到輸入、輸出變量之間的關(guān)系，因此適用于...

cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 笫23卷第1期vo1.23no.1 2006年1月jan.2006 工程 eng眥ering 力學(xué) mechanics149 文章編號:1000.4750(2006)01.0149.05 cfrp一鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 顧威,趙穎華,尚東偉2 (1.大連海事大學(xué)交通工程與物流學(xué)院,大連116026:2.沈陽市建筑研究院,沈陽 110016) 摘要:對cfrp.鋼管混凝土軸壓短柱這種新型構(gòu)件的受力性能進(jìn)行了理論分析,提 出了此類構(gòu)件承載力計算的 基本假定;采用極限平衡法,推導(dǎo)出鋼管屈服時構(gòu)件承載力和碳纖維片拉斷時構(gòu)件 極限承載力的解析計算式;對 8根cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱和4根鋼管混凝土柱的極限承載力進(jìn)行試驗研究, 并將解析分析結(jié)果與實驗數(shù)據(jù) 比較,證明了提出的解析計算式的正確性

根據(jù)考慮強(qiáng)化的彈塑性鋼材本構(gòu)關(guān)系和約束核心混凝土本構(gòu)關(guān)系,對圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行截面劃分,采用條帶法計算了圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件的彎矩-曲率關(guān)系曲線,分析結(jié)果表明,截面中性軸位置主要和套箍系數(shù)有關(guān),通過對不同參數(shù)試件的分析計算,擬合得出截面中性軸位置的計算方法；對極限狀態(tài)下鋼管和混凝土的應(yīng)力分布進(jìn)行簡化,基于截面內(nèi)力平衡理論推導(dǎo)出圓鋼管混凝土構(gòu)件的抗彎承載力計算公式,并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比,公式計算結(jié)果和試驗結(jié)果吻合較好,計算結(jié)果總體上偏于安全,該公式可以有效計算圓鋼管混凝土構(gòu)件的抗彎承載力.

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鋼管混凝土增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土柱抗剪承載力預(yù)報中的應(yīng)用——探索應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對截面核心用鋼管砼增強(qiáng)的高強(qiáng)砼柱的抗剪承載力進(jìn)行評估的可能性，利用該柱剪切性能試驗的結(jié)果，其中的24組數(shù)據(jù)作為學(xué)習(xí)樣本，另外的6組數(shù)據(jù)則作為測試樣本，訓(xùn)練了一...

通過對3根不同偏心率的圓鋼管混凝土的受壓試驗,從組合材料的泊松比出發(fā),分別從不同角度深入地分析了此類構(gòu)件中鋼管對核心混凝土的約束作用。鋼管的約束作用主要取決于組合材料的泊松比大小及發(fā)生約束效應(yīng)的區(qū)域大小。

鋼管混凝土軸心受壓短柱承載力概率分布研究——采用蒙特卡羅方法研究了鋼管混凝土短柱軸心受壓承載能力的概率分布問題。由回歸分析抽樣結(jié)果，得到了不同套箍系數(shù)下鋼管混凝土短柱軸心受壓承載能力的均值與方差。k．s檢驗表明，鋼管混凝土短柱軸心受壓承載能力的...

鋼管混凝土軸心受壓短柱承載力概率分布研究

應(yīng)用雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,分別對軸心受壓鋼管混凝土短柱的核心混凝土和薄壁鋼管在三向應(yīng)力狀態(tài)下的軸向極限應(yīng)力進(jìn)行理論分析,得出側(cè)向力對核心混凝土、薄壁鋼管和鋼管混凝土柱的3個約束效應(yīng)系數(shù),推導(dǎo)出鋼管混凝土軸向受壓短柱承載力的統(tǒng)一解。與有關(guān)文獻(xiàn)的試驗結(jié)果比較,結(jié)論基本一致,證明雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論對鋼管混凝土的理論分析有很好的適用性。該推導(dǎo)結(jié)果為鋼管混凝土承載力分析計算提供了一定的理論依據(jù)。