钢管混凝土柱具有承载力高、抗震性能好和施工方便等特点,被广泛应用于高层、超高层建筑和桥梁结构中[1-2]。但实际工程中,钢管混凝土柱的截面尺寸和自重较大;且钢管直接暴露在空气中,在火灾作用下钢管容易丧失承载力。因此,为了减轻钢管混凝土柱自重并提高其耐火极限,陶忠等[2]、ZHAO等[3]、HUANG等[4]建议了如图1a)～c)所示的圆套圆、方套方和方套圆中空夹层钢管混凝土柱。以上柱中核心钢管受到夹层混凝土的有效保护,因此耐火极限较高,同时该类构件还具有自重轻和抗弯刚度大的优点。

方钢管混凝土具有表面平整、节点连接方便和抗弯刚度大等优点。因此方套圆、方套方中空夹层钢管混凝土柱具有更好的应用前景。但双钢管的使用必然会增加用钢量。因此,为进一步节约钢材,外钢管可采用4个带卷边的冷弯角钢焊接成带纵向加劲肋的薄壁方钢管,如图1d) 所示,纵向加劲肋可有效减缓钢管壁局部屈曲的发生 [2，5],内钢管可采用径厚比较大、用钢量较少的圆钢管,下文中该类构件统称为“中空夹层薄壁钢管混凝土” 如图1e) 所示。

  

图1　构件截面 (单位:mm) Fig.1　Cross section of specimens (Unit:mm)

ZHAO等[3]的试验研究表明，方套方中空夹层钢管混凝土柱具有较好的延性和耗能能力。HUANG等[4]发现方套圆中空夹层钢管混凝土构件具有较高的承载力和延性。ROMERO等[6]研究了圆套圆中空夹层钢管混凝土柱的耐火性能。研究结果表明内钢管受到了外部混凝土的有效保护,构件耐火极限随着内钢管厚度的增大而增大。王志滨等[7]还进行了中空夹层薄壁钢管混凝土的纯弯力学性能研究。研究表明该类构件的抗弯承载力比对比带肋薄壁方钢管混凝土构件高32.5%。王志滨等[8-9]研究了中空夹层薄壁钢管混凝土长柱的轴压和偏压力学性能，并建议了承载力的简化计算公式。

有些行政事业单位对于该如何进行资产管理和预算管理的认识不到位，对这种管理方案工作的开展也不够重视，有的单位还存在着对财务管理非常重视而对资产管理重视不够的现象，有的甚至都不愿意花时间去编制资产配置预算，认为这是浪费时间。这种传统的制度体现了工作中害怕分权和怕麻烦的心理，这种认识严重不足的现象阻碍了资产管理和预算管理有机结合工作的展开。

但到目前为止尚未见和中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱相关的研究报道。本文进行了9个轴压短柱的试验研究;接着采用有限元法开展机理分析和参数分析;最后建议了中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱承载力的简化计算公式。

1　试验研究

1.1　试验概况

首先进行了8个中空夹层薄壁钢管混凝土短柱 (图1e) ) 和1个对比带肋薄壁方钢管短柱 (图1d) ) 的轴压试验。研究空心率χ(χ=D/B,D和B分别为内钢管直径和外钢管宽度) 和径厚比 D/ti(D和ti分别为内钢管的直径和厚度) 对中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响规律。构件尺寸如图1d)和e)所示;外钢管的截面宽度B和厚度to分别为160 mm和2.1 mm;加劲肋高度为23 mm (不含外钢管厚度);所有构件的长度L均为600 mm。混凝土立方体抗压强度fcu和外钢管屈服强度fyo分别为46.6 MPa和289.5 MP。表1给出了构件的详细参数。其中,Nue为实测极限承载力; Nuc为本文提出的简化公式预测极限承载力;fyi为内钢管屈服强度。构件编号定义如下:S代表对比带肋薄壁方钢管;HCS代表图1e) 所示的中空夹层薄壁钢管混凝土柱;第1个数字“1”和“2”分别代表内钢管的名义厚度为2 mm和4 mm的构件;第2个数字“1”和“2”均代表内钢管直径D(fyi)的变化;字母“a”和“b”代表两个一样的构件。

 

表1　构件参数Tab.1　Parameters of specimens

  

构件编号D/mmti/mmfyi/MPaNue/kNNuc/kNDiS1———342——HCS1⁃1a111．81．95298．518521944．53．31HCS1⁃1b111．81．95298．517941944．52．62HCS2⁃1a114．63．93377．119921767．53．48HCS2⁃1b114．63．93377．119251767．53．15HCS1⁃2a136．51．94492．117592062．72．54HCS1⁃2b136．51．94492．117662062．73．51HCS2⁃2a140．13．78322．417901784．82．92HCS2⁃2b140．13．78322．417461784．84．86

试件制作流程如下:①首先加工上、下盖板,在上盖板的形心处开一个直径为D的圆孔;②将4片带卷边的弯角钢拼焊成方钢管;③将内钢管和下端板焊接牢固,并在内钢管外壁的下端焊接4个高度和宽度均为50 mm的短加劲肋,同时在内钢管内壁的上端焊接一个宽度为D-2ti、高度为50 mm的短加劲肋;④将外钢管焊接在下端板上,并将外钢管纵向加劲肋的上端和内钢管外壁焊牢,焊缝长度为50 mm;⑤浇筑夹层混凝土,待混凝土养护一周后将上部混凝土打磨至下凹并用高强环氧砂浆补平;⑥在高强环氧砂浆未凝固前用上盖板将上端面多余的高强环氧砂浆挤出;⑦养护1 d后将上盖板与内、外钢管焊牢。

智能变电站内所使用的智能断路器其由传感器、电子控制决策装置、执行器等组成从根本上改变了传统断路器无法实现重合闸、在最优时刻切断交流电流、信息量小及状态不直观点缺点智能断路器在性能上较为优越可以完成较高的控制要求。

试验的量测装置如图2所示,包括:4个位移计用于量测轴向压缩变形;在构件的中截面外粘贴4个纵向应变片和4个环向应变片。

(3) 进入下降段的稳定阶段时 (C点),此时大部分混凝土的纵向应力值小于其圆柱体强度,仅在角部很小的范围内混凝土的应力值 仍较大,这说明此阶段大部分混凝土发展较大的塑性压应变并进入下降段,但角部区域的混凝土仍受到良好约束。同时,在角部和加劲肋区域处钢管进入强化阶段,其压应力值为1.12fy;但此时外钢管其它部位发生了严重局部屈曲,钢管甚至出现一定的拉应力 (0.23fy) 。此时,内钢管的应力值仍接近屈服强度。

式中: Asi为内钢管截面面积;Nosc,u为外钢管和混凝土的极限承载力,可按下式计算:

  

图2　试验装置Fig.2　Test set-up

1.2　试验过程及结果

对于空钢管:外钢管在压力作用下很快沿着纵向交替出现向内、向外的局部屈曲,加劲肋左、右两侧钢管的屈曲方向也不相同 (一侧如向内,一侧就向外) 。

对于中空夹层薄壁钢管混凝土柱:在峰值荷载出现前,外钢管没有明显局部屈曲;峰值荷载作用后,与空钢管不同，外钢管沿着纵向交替出现向外的局部屈曲,加劲肋左、右两侧同一截面处的钢管的屈曲方向也不相同 (一侧如向外屈曲,另一侧受到夹层混凝土的支撑无法向内屈曲);外钢管屈曲后,外钢管承担的部分荷载转由夹层混凝土和内钢管承担,导致核心混凝土被压碎;但自始至终外钢管纵向焊缝保持完好,这说明将焊缝设置在外钢管边的中点可有效避免应力集中的不利影响;当夹层混凝土被压碎后,夹层混凝土承担的荷载转由内钢管承担,最终导致内钢管发生严重局部屈曲。

在得到航空发动机装配数据需求组织的多色集描述后，可根据MVIM中各视图节点的属性及关联关系从数据库中获取所需装配数据。

  

图3　典型试件破坏模态Fig.3　Failure modes of typical specimens

  

图4　试件HCS2-2a破坏模态Fig.4　Failure modes of specimen HCS2-2a

图5给出了所有构件的荷载N-轴向应变ε曲线。可以看出:曲线下降段较平缓,说明该类构件具有较好的延性,原因是该类构件的实际含钢率较高。

入选标准：①患者的肾脏功能在48小时发生迅速衰退；②经过检测患者的血清肌酐值上升程度超过26.5 μmol/L；③患者的尿量少于0.5 ml（kg·h）。

文献[2]中介绍了延性系数Di的计算方法,其表达式为:

 

(1)

式中:ε85%为下降段中荷载为0.85Nue对应的纵向应变;εy=ε75%/0.75,ε75%为强化段中荷载为0.75Nue对应的纵向应变。

采用上式求得的Di值均列于表1中,其平均值列于图6中。可见构件的延性随着内钢管直径D或钢管厚度ti的增大而增大。

2　数值模拟

(1) 构件的承载力随着夹层混凝土强度fcu的增大而增大 (最多提高119.1%),但曲线的下降段逐渐变陡,表现出降低的延性。原因是高强混凝土的延性较差。

2.1　数值模拟

洋葱的霜霉病主要危害其叶片。在病害发生初期会由外叶开始，并呈现由下向上的发展趋势，在发病过程中逐渐向内叶蔓延。发病较轻的时候洋葱会出现苍白绿长椭圆形或者长条形的病斑，随着病斑的扩大，叶身将逐渐枯折，在发病较为严重的时候甚至会痴线干枯或者腐烂的情况，对于幼苗有很大的危害。

图3和图4分别给出典型中空夹层薄壁钢管混凝土短柱和空钢管的破坏模态。可见该类构件破坏时表现为:①外钢管发生明显向外局部屈曲,但纵向加劲肋处未见明显的局部屈曲现象,且焊缝保持完好;②夹层混凝土被压碎;③在混凝土被压碎的截面,内钢管发生局部屈曲。

  

图5　N-ε曲线Fig.5　N-ε curves

  

图6　延性系数Fig.6　Ductility coefficient

网格划分和边界条件如图7所示。限制构件底端的所有平动自由度;顶端则限制沿x、y两个方向的平动自由度。在构件的顶端施加z方向的轴向位移以模拟轴向受压。

图3给出了模拟的外钢管破坏模态,和试验结果一致,均表现为外钢管向外屈曲。同时,图5给出了有限元模型预测的N-ε曲线和试验结果的对比,两者吻合较好; NFE/Nue (NFE为有限元模型预测承载力) 的平均值和方差分别为1.054和0.048。综上,该模型的预精度较高,可用于进一步的机理分析和参数分析。

中空夹层薄壁钢管混凝土柱的材料本构和接触关系采用陶忠等[2]建议的方法确定,夹层混凝土的约束效应系数ξ =fyoAso/(fckAcon),其中Aso为外钢管截面面积;fck为混凝土轴心抗压强度标准值;Acon=(B-2to)2，为混凝土名义面积。混凝土和钢管分别采用C3D8R和S4R单元。陶忠等[2]以为:外钢管角部冷弯强化效应和纵向焊接残余应力的影响在有限元模拟时可以忽略。因此,在下文的机理分析和参数分析中均未考虑以上两者的影响。钢管和混凝土的接触关系包括法向和切向两个方向:法向采用“硬接触”;切向采用“库伦摩擦模型”,摩擦系数取为0.6。

3　机理分析与参数分析

图8给出了典型构件的荷载N-应变ε曲线。典型算例的主要条件包括:B=400 mm, to=4 mm, D=200 mm, ti=5 mm,L=1 200 mm,fy=fyo=fyi=345 MPa,fcu=40 MPa。由图8可知:①峰值荷载作用时,外钢管 (含加劲肋) 、内钢管和夹层混凝土各承担33.3%、13.7%和53.5%的荷载,可见大部分荷载由夹层混凝土承担;②峰值荷载对应的极限应变主要由夹层混凝土和外钢管决定。

通过各个维度特征的比较分析，我们大致勾勒出一幅《政府工作报告》英译本在语体特征上的框架:高信息性，高指代性、高说服性，低叙事性，书面色彩强烈，在维度1、2、3上更接近于政府文件，而只在维度五“抽象性”上更接近备稿演讲，文本理解和阅读难度较高。而作为对等文献的《美国国情咨文》书面色彩较弱，只在维度2叙事性上接近政府文件，在维度1、3、5更近似于备稿演讲，阅读和理解难度较低，听众和读者便于抓住主要信息。两篇文献除了在抽象性维度上较为接近以外，其余四个维度的差异都较为明显。弥补了前人试图仅依靠词汇层面揭示二者文体差异的不足。

  

图7　有限元模型Fig.7　Finite element model

  

图8　典型构件的荷载-应变曲线Fig.8　N-ε curves of typical members

为方便讨论,本文将图8所示的N-ε曲线分为3个阶段:①弹性段(OA),A点时混凝土的N-ε曲线开始进入弹塑性阶段;②弹塑性段(AB),B点时构件承担峰值荷载Nue;③软化段(BC),C点时构件承担的荷载趋于稳定。

A点、B点和C点对应的跨中截面夹层混凝土、外钢管和内钢管的纵向应力分布如图9所示。图中为夹层混凝土圆柱体抗压强度,具体分析如下:

(1) A点荷载作用时,混凝土、外钢管和内钢管均处于弹性段。混凝土和钢管纵向应力分布较均匀,混凝土

  

图9　纵向应力分布Fig.9　Longitudinal stress distribution

纵向应力值约为钢管应力值约为0.30fy。

(2) 峰值荷载作用时 (B点),混凝土最大应力值出现在角部区域,该值远大于圆柱体抗压强度,这说明角部区域的混凝土受到了良好约束;在角部和加劲肋之间的区域,混凝土受到的约束较弱,因此纵向应力值小于同时,外管全截面进入屈服阶段,外钢管角部区域甚至进入强化阶段,其应力值为1.11fy,这说明纵向加劲肋可很好地防止外钢管局部屈曲的发生并提高其承载力。此时内钢管全截面进入强化阶段,其应力值为1.02fy。

试验采用如下加载制度:①首先预载,预载值为有限元预测承载力Nu,FE的10%;②正式加载时采用荷载加载,每级荷载增量为0.1Nu,FE,加到指定的荷载后持荷2 min;③当加载至0.7Nu,FE后采用位移加载,加载速率为0.5 mm·min-1,慢速加载至钢管发生严重局部屈曲或构件的轴向压缩率达到5%。

图10给出了各参数对中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱N-ε曲线的影响,具体如下:

煤炭洗选加工技术和装备水平发展极不平衡，既有新建的世界一流大型、超大型选煤厂，也有不少技术水平落后、自动化程度低、选煤工艺不配套、产品质量差、分选效率低的中小型选煤厂。设备可靠性只有70%，自动化程度不足20%，选煤工艺缺乏灵活性，不能根据用户要求及时调整产品质量，造成精煤损失大、产品灰分高、分选效果差，洗选效率比主要产煤国家低7～8百分点。我国炼焦精煤和商品动力煤平均灰分分别为9.71%和22.43%。

受加载和运输条件制约,组合柱尺寸一般较小。因此有必要建立有限元模型开展进一步的机理分析和典型构件的参数分析。

(2) 构件的承载力随着外钢管屈服强度fyo的增大而明显增大 (最多提高28.9%),下降段曲线则基本平行。

(3) 构件的承载力随着内钢管屈服强度fyi的增大而略微增大 (最多仅提高10.5%) 。原因是内钢管的截面面积较小,对承载力的影响较小。

(4) 构件的承载力和延性随着内钢管径厚比D/ti的减小而明显增大 (承载力最多提高22.4%) 。原因是D/ti越大,内钢管的截面面积就越大,构件的承载力和延性就越高。

(5) 空心率χ对构件承载力的影响不大,原因是随着χ的增大,钢管截面面积的增大足以弥补混凝土截面面积减小带来的承载力损失。同时可见χ越大,构件下降段越平缓,其延性越好。原因是χ越大,内钢管截面面积和构件的实际含钢率越大。

4　简化计算

对于本文的方套圆薄壁中空夹层钢管混凝土轴压短柱,由于其外钢管为薄壁钢管,对夹层混凝土约束力较弱,可偏于安全取3种材料承载力的简单叠加值作为其轴压强度承载力。此外,为了和传统的方套圆中空夹层钢管混凝土轴压短柱的承载力预测公式衔接,也可采用陶忠等[2]建议的计算公式:

  

图10　各参数对N-ε曲线的影响Fig.10　Effect of various parameters on N-ε curves

 

Nu=Nosc,u+Asifyi

(2a)

为了加速化肥产品的市场化，提高化肥产品的国际竞争力，从2017年1月1日开始我国对化肥产品的出口关税进行了大幅度的下调。在流通领域，我国推行化肥淡储制度(淡季储存制度)。从2004年开始，淡储化肥由中央财政给予承储企业利息补贴。淡储总量从2004年的800万吨增加到2013年历史最高值的1800万吨。[7]纳税人生产销售和批发、零售有机肥产品自2008年6月1日起实行增值税免征制度，至今依然有效(财税〔2008〕56号)。此外，关于化肥运输免收铁路建设基金的政策也仍然保留。

Nosc,u=fscyAsco

(2b)

式中：

Asco=Aso+Ac

fscy=C1χ2fyo+C2(1.18+0.85 ξ)fck

(2c)

式中:C1=α/(1+α);C2=(1+αn)/(1+α),α、αn分别为组合柱的含钢率和名义含钢率,α=Aso/Ac,αn=Aso/Ace,Aso、Ac分别为外钢管、夹层混凝土的截面面积,Ace为外钢管包含的截面面积。

本文考虑纵向加劲肋的影响,将式 (2a) 进行修正,其表达式为:

Nu=Nosc,u+Asifyi+Alfyo

(3)

式中:Al为纵向加劲肋的截面面积。

式 (3) 的适用范围为: fyo取值在235～500 MPa,fcu取值在20～80 MPa,χ取值在0.375～0.700,D/ti取值在30～70,fyi取值在235～500 MPa 。图11给出了表1中所列的8个中空夹层薄壁钢管混凝土柱和图10所列的13个典型算例的极限承载力简化计算值Nuc、试验实测结果Nue和有限元预测结果NFE的比较。Nuc/Nue (包括Nuc/NFE) 的平均值和均方差分别为0.964和0.054。可见,简化计算结果与试验实测值 (或数值模拟结果) 总体吻合较好,且偏于安全。

我国国家电网公司出于让偏远贫困农村地区也能用上优质电能的考虑，进行了金额高达300亿元的投资，甚至由于实际情况的不同，投资额度可能尚有超出，这也意味着每户农民均享受到三万元左右的投资，然而同等的金额可以给每个农村居民安装太阳能光伏电池系统，或是集资建设风能发电站，实现农村居民用电的绿色化，同时也大幅节省了国家在电网建设中的消耗。出于实际情况的考虑，在现有的基础上，想要将城市的供电模式套用在偏远的山区农村，就难以避免的要损耗极大的能源。据相关数据统计，当电力输送达到一定距离之后，电能的损耗将会超过65%，也就是说偏远山区的农村居民往往只能享受到剩下35%的电力，这一笔开销不可谓不大。

  

图11　轴压承载力比较Fig.11　Comparison of axial compressive capacities

5　结论

本文共进行了9根轴压短柱的试验研究,并基于有限元法进行了机理分析和参数分析,可以得出以下主要结论:

(1) 试验研究表明，中空夹层薄壁钢管混凝土具有较好的延性和承载力。

2.金融转换效率指标。一个地区储蓄转换为贷款的比率越高，反映该地区金融机构在提供金融服务、日常经营以及金融体系中资金配置的效率越高。本研究用县域金融机构贷款总额占存款总额的比值（SLR）表示广西县域金融转换效率指标。

(2) 外钢管对夹层混凝土的约束主要集中在角部区域,纵向加劲肋可有效防止钢管壁局部屈曲的发生。

2)由于渗碳后空冷以及淬火加热时，均能使3种渗层刀片表面都有不同程度的脱碳现象，所以3条硬度分布曲线均呈倒v字形。其中，0.3mm渗层刀片的倒v字形最明显，0.6mm渗层刀片次之，0.6mm渗层刀片的最不明显。这是因为脱碳在金相组织上表现为脱碳层的渗碳体含量较正常组织低,3种渗层试样除了渗碳过程不一样外，其它的热处理工艺均相同。这就表明导致3种渗层刀片脱碳的介质一样，介质中所含的氧化性气体成分、含量也一样，3种渗层刀片中与氢或氧发生脱碳反应的渗碳体的量也应当一样，而0.3mm渗层刀片的表面渗碳层的渗碳体含量最低。因此，0.3mm渗层刀片的脱碳层最厚，脱碳最明显，倒v字形也最明显。

迭代学习控制由Arimoto等[1]123-140于1984年提出完整的设计方法后, 已成为近年来控制理论研究的热点问题, 并引起研究人员的广泛关注. 在迭代学习控制设计中, 常用的是D型学习律[1]123-140,[2]1177-1182和P型学习律[3]590-600,[4]707-714, 分别适用于非正则系统(系统的输入、输出无直输通道)和正则系统(系统的输入、输出有直输通道).

(3) 参数分析表明，构件的承载力随着钢管屈服强度、混凝土强度或径厚比的提高而提高;随着空心率的增大,构件的延性显著提高。

(4) 建议了中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱承载力的简化计算公式。

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