圆钢管混凝土节点平面内抗弯刚度研究

对圆钢管混凝土T/Y型节点在平面内弯矩作用下的抗弯刚度进行数值分析和试验验证,比较空钢管节点和内填充混凝土钢管节点抗弯性能的差异,分析节点各无量纲参数对抗弯刚度的影响,给出钢管混凝土节点的抗弯刚度计算公式。研究表明:空钢管节点的主管内填充混凝土后,节点的抗弯刚度有明显的提高,节点刚度取决于弦杆的径向刚度和弦杆、腹杆相贯面的表面积;节点刚度随主、支管管径比β和主支管厚度比τ的增大而提高,随径厚比γ和主、支管夹角θ的增大而降低;内填充混凝土强度的变化对节点的抗弯刚度影响较小。     

地下工程咬合型管幕构件抗弯承载力研究

基于咬合型管幕试件的抗弯性能试验,研究了咬合型管幕试件的力学性能及破坏形态。为进一步研究关键结构参数对咬合型管幕试件抗弯性能的影响,运用ABAQUS建立了咬合型管幕试件的有限元模型,并通过室内试验验证了模型的正确性;进而分析了钢管咬合程度、钢管壁厚及钢筋直径对咬合型管幕试件抗弯性能的影响。结果表明：咬合型管幕试件抗弯性能良好,试件最终发生延性破坏;钢管咬合程度、钢管壁厚对试件的抗弯承载力影响显著,钢筋直径对试件的抗弯承载力影响不明显。最后,给出了钢管咬合程度、钢管壁厚及钢筋直径与抗弯承载力的关系式;并通过多元线性回归得到了咬合型管幕试件抗弯承载力简化计算公式。     

界面缺陷对钢管混凝土受弯构件抗弯性能影响研究

钢管与核心混凝土之间的界面缺陷在很多在役钢管混凝土结构中普遍存在,是影响结构工作性能的重要原因之一。文章进行不同界面缺陷范围的圆钢管混凝土抗弯构件的抗弯性能试验研究,分析缺陷范围对试件的破坏模式、承载能力、跨中挠度、钢管表面应力等参数的影响;采用声发射技术监测了试件在加载过程中核心混凝土的内部损伤情况,分析界面缺陷范围对混凝土损伤以及试件抗弯刚度的影响规律。基于试验结果的修正,建立有限元分析模型,研究截面含钢率、核心混凝土强度、界面缺陷范围等参数对钢管混凝土构件抗弯刚度的影响规律。结果显示,含钢率与界面缺陷范围变化对抗弯刚度作用相反,即含钢率越高时,界面缺陷范围对构件的抗弯刚度折减影响越低;核心混凝土强度与界面缺陷范围变化对抗弯刚度作用一致,即核心混凝土强度越高,界面缺陷范围对构件的抗弯刚度折减影响也越高;最后,根据数值分析结果,得到不同缺陷范围下抗弯刚度折减系数的经验表达式。     

圆钢管轻集料混凝土构件抗弯性能的试验研究

进行了21根钢管轻集料混凝土以及8根空钢管的纯弯试验。通过对试件在加载过程中的挠度及表面应变的测试分析,研究钢管轻集料混凝土构件在弯矩作用下的宏观变形特征、弯矩-曲率关系和破坏模式,分析了轻集料混凝土强度、含钢率、剪跨比等主要参数对构件抗弯性能的影响。试验研究结果表明,钢管轻集料混凝土构件在纯弯矩的作用下,其宏观变形特征和破坏形态与钢管普通混凝土构件相似;内填的轻集料混凝土可以大大延缓或避免钢管局部屈曲的发生,钢管轻集料混凝土的极限抗弯承载力较空钢管提高了20%～30%,抗弯刚度也有所提高;在钢管和轻集料混凝土相互作用下,钢管轻集料混凝土受弯试件具有较高的抗弯承载力和良好的延性性能;含钢率是影响钢管轻集料混凝土抗弯承载力和初始抗弯刚度的主要因素,含钢率越大,初始刚度越大和构件极限抗弯承载力也越大;而内填混凝土强度和剪跨比对构件抗弯承载力的影响较小;与钢管普通混凝土研究结果的对比分析表明,在相同条件下,钢管轻集料混凝土与钢管普通混凝土的极限抗弯承载力大致相当。     

注浆微型钢管桩抗弯承载力及抗弯刚度研究

为研究注浆微型钢管桩的抗弯承载力及抗弯刚度,采用不同的注浆材料,根据道路边坡处置中常用直径的钢管,对9根注浆钢管进行抗弯试验。通过对试验过程中试样挠度、表面应变及内部钢筋应变的测试分析,研究构件在荷载作用下的变形特征、荷载-应变关系,将极限抗弯承载力及抗弯刚度的试验结果与不同标准的计算值进行对比,结果表明:不同标准计算的极限承载力与试验所得的相差较大,其中福建地方标准DBJ 13-51—2010推荐方法计算值与试验结果吻合良好,且偏于安全;不同标准推荐方法计算的初始阶段抗弯刚度及使用阶段抗弯刚度与试验所得的差别也较大,其中日本AIJ(2002)计算结果与试验结果较为吻合。     

ISO-834标准火灾作用后钢管混凝土轴压刚度和抗弯刚度的研究

进行了 4个钢管混凝土短柱标准火灾作用后轴压刚度和承载力及 4个钢管混凝土纯弯构件标准火灾作用后抗弯刚度的试验研究 ,采用数值方法可有效地预测钢管混凝土火灾后轴压刚度和抗弯刚度的变化规律 ,并探讨了火灾后钢管混凝土轴压刚度和抗弯刚度的实用计算方法。     

钢管混凝土受压短柱刚度的试验研究

针对混凝土强度对钢管混凝土受压短柱刚度的影响,进行了试验研究。结果表明,随着混凝土强度的增高,混凝土弹性模量的增大,构件的竖向和抗弯刚度均增大。混凝土强度对钢管混凝土受压短柱刚度的影响程度为：轴压构件>小偏压构件>大偏压构件。     

注浆微型钢管桩体抗弯力学性能

基于15根注浆微型钢管桩体的抗弯荷载试验,综合分析钢管直径d和壁厚t、浆体水灰比W、钢管表面布孔直径r和间距s等因素对注浆微型钢管桩体抗弯承载特性、变形和破坏特点的影响。结果表明:相同桩径时,钢管直径和壁厚对微型钢管桩体抗弯承载特性影响显著,桩体极限抗弯荷载值随钢管直径和壁厚的增加近似呈线性增加; 当0.59≤d/D≤0.72(D为桩径),浆体水灰比在0.45～0.75之间时对桩体极限抗弯荷载的影响较小,钢管表面布孔形式对桩体极限抗弯荷载的影响较小; 基于注浆微型钢管桩外包浆体和钢管的荷载-应变曲线分析可知,注浆微型钢管桩体抗弯破坏标准可以以外包浆体的破坏为准; 当0.28≤d/D<0.59时,钢管屈服和受压区外包浆体开裂所对应的抗弯荷载与极限抗弯荷载基本相同,而当0.59≤d/D≤0.72时,荷载加至极限抗弯荷载80%时钢管屈服,注浆微型钢管桩体呈现出明显的延性特征,钢管及内核注浆体自身强度发挥充分且抗弯承载作用明显,建议实践中微型钢管桩体钢管设计时以0.59≤d/D≤0.72为宜。     

复式薄壁方钢管混凝土构件受弯性能研究

通过复式薄壁方钢管混凝土构件受弯性能的试验研究,分析了内置圆形截面空钢管和钢管高强混凝土对薄壁方钢管混凝土构件纯弯段受弯性能的影响。试验表明：内置圆形截面空钢管和钢管高强混凝土可有效提高构件的受弯承载力,内置钢管高强混凝土的提高效果更显著;薄壁方钢管混凝土的受弯承载力和抗弯刚度明显较对比空钢管的高;试验过程中未出现钢管角部破坏的情况。对复式薄壁方钢管混凝土纯弯构件受力性能进行有限元分析,分析结果和试验结果吻合较好,外管的约束作用有效提高了夹层混凝土转角处混凝土的抗压强度。有限元参数分析结果表明,构件的受弯承载力和抗弯刚度随着夹层混凝土强度和径宽比的增大而增大,但随着径厚比的增大而减小;同时构件的受弯承载力随着钢管强度的增大而增大。建议了复式实心薄壁方钢管混凝土构件和复式空心薄壁方钢管混凝土构件受弯承载力的简化计算模型,其计算结果精度较高。     

锁口钢管桩围堰施工控制要点

在桥梁水中承台的施工中,常采用围堰作为围水变水中为陆上条件。围堰的形式多种多样,针对不同工程的结构特点和环境条件选择适宜的围堰结构进行承台施工,对桥梁施工的安全、工期、经济和社会效益有重要影响。在诸多围堰形式中,锁口钢管桩围堰是其中的一种。锁口钢管桩围堰具有抗弯能力强、刚度大等优点,可大大简化围堰的内支撑体系,方便施工,施工安全,工程质量更容易保证。本文根据从事锁口钢管桩施工、监理的经验,提出在施工过程中应重视的工序及质量的控制方法,供类似工程参考。     

界面状态对矩形钢管混凝土构件抗弯性能的影响

考虑钢-混凝土界面完全粘结和自由滑移2种极限状态,研究矩形钢管混凝土构件受弯过程的截面中和轴平移规律,并基于平截面假定,分别给出2种界面状态下构件抗弯承载力、抗弯刚度的理论计算方法。同时,针对钢管与核心混凝土界面平均粘结强度,分析抗弯构件在界面脱粘时的有效受压区高度。研究结果表明:矩形钢管混凝土的界面脱粘导致核心混凝土的抗弯承载力过早失效,构件的整体抗弯刚度和承载力降低;高宽比越大,钢管混凝土梁的整体钢管与混凝土之间的界面状态性能对构件抗弯承载力的影响越明显;实际中核心混凝土在未达到极限受压强度前与钢管发生脱粘,为充分利用核心混凝土的材料强度,应对矩形钢管混凝土的界面粘结进行构造加强。     

钢管混凝土构件抗弯刚度折减系数的回归分析

为了更直观地研究钢管混凝土构件中钢管和混凝土对整体抗弯刚度的贡献,进行了5根矩形钢管混凝土简支梁的受弯试验,并结合相关文献中的试验结果,运用线性回归的方法对钢管混凝土受弯构件抗弯刚度叠加理论中的折减系数进行研究。发现矩形和圆形钢管混凝土构件中混凝土对整体抗弯刚度的贡献优于方形截面钢管混凝土构件中的混凝土。最后,根据回归结果讨论了几个常用规范的使用范围。     

深水域桥梁施工贝雷梁钢栈桥结构设计研究

文中以某大桥施工用钢栈桥为工程背景,对钢栈桥主要部位构件进行强度、刚度、稳定性验算。结果表明深水域桥梁施工贝雷梁钢栈桥的结构设计中对于贝雷梁的设计无论是抗弯承载力还是跨中挠度,汽车荷载均起决定性作用;而对于钢管的设计,其强度、刚度及稳定性都具有较大储备;同时,贝雷梁和钢管组合钢栈桥刚度及强度储备量大、稳定性好、安全性高,可作为深水域桥梁施工临时结构的优先选项。     

砂卵石地层锁口钢管桩工艺研究

锁口钢管桩围堰因具有良好的经济效益及较高的强度、刚度和稳定性,常被用于基坑围堰施工过程中。本文以钒钛高新区大桥26#主墩的围堰施工为例,研究在砂卵石地层环境条件下,锁口钢管桩围堰的结构设计与施工工艺。此外,为了获得围堰的实际工作状态,采用Midas Civil 2019软件对围堰主体结构进行模拟计算,结果表明:在典型的最不利荷载工况下,围堰结构的强度、刚度、稳定性均满足规范要求,具有较好的力学性能。     

设纵向加劲肋后矩形钢管混凝土柱屈曲机制分析及构造建议

针对搜集的38根设肋试件的轴压试验结果,采用ABAQUS进行了有限元计算。计算结果表明,轴压承载力与试验轴压承载力误差在7%以内,破坏模式与试验破坏模式吻合较好。根据相关试验数据,对加劲肋的工作机理及受力状态进行了分析。分析结果表明,平板加劲肋截面抗弯刚度对试件承载力有明显的影响,应选取合适加劲肋抗弯刚度及截面尺寸,才能既使组合构件的承载性能得到有效发挥,同时用钢量得到合理优化;钢管屈曲模式受加劲肋刚度的影响较大,随着加劲肋刚度的增大,钢管板件逐渐由在板件横向的一个半波转变为两个半波;当加劲肋刚度达到临界刚度后,加劲肋截面面积不再影响钢管屈曲模式,但试件的轴压承载力随加劲肋面积的增大而增大。     

高层钢管混凝土框架结构分析方法的初步探讨

钢管混凝土由于具有一系列优点，目前已被应用于高层建筑中，取得了较好的经济效果。本文在对钢管混凝土柱抗弯刚度和抗弯模量研究的基础上，提出了钢管混凝土框架结构层－弯剪模型中综合抗弯刚度和抗剪刚度的确定方法，并进行了这类体系水平荷载作用下侧移及体系频率和振型的计算，计算结果与试验结果吻合较好。     

钢管初应力对钢管混凝土构件轴压刚度和抗弯刚度的影响

钢管混凝土轴压刚度和抗弯刚度是对钢管混凝土结构进行抗震分析的重要指标。利用数值方法计算了考虑钢管初应力影响时的钢管混凝土轴压构件和纯弯构件荷载 -变形关系曲线 ,分析了初应力系数、截面含钢率、钢材和混凝土的强度等因素的影响规律。最后推导了考虑钢管初应力影响时钢管混凝土构件弹性抗弯刚度简化计算公式     

圆管截面桁梁极限承载力试验研究

进行了上弦杆为钢管混凝土、上下弦杆均为钢管混凝土的桁梁试件和空钢管桁梁试件的对比试验研究。研究结果表明,弦杆钢管内填充混凝土可提高弦杆的抗压、抗弯和径向刚度,改变节点失效模式,提高节点强度和刚度;弦杆为钢管混凝土的桁梁试件与空钢管桁梁试件一样,结构破坏均是因节点失效引起的;由于弦杆管内填充混凝土提高了节点的强度和刚度,不仅受压的上弦杆而且受拉的下弦杆管内填充混凝土,都会提高圆管截面桁梁试件的整体承载力。最后对管节点的承载力和桁梁试件整体承载力进行了讨论。     

方中空夹层钢管混凝土柱滞回性能研究

以轴压比和空心率为主要参数,进行了12个方中空夹层钢管混凝土试件和4个方实心钢管混凝土试件滞回性能的试验研究。试验表明:方中空夹层钢管混凝土和方实心钢管混凝土荷载-位移滞回曲线饱满,其延性明显优于空钢管试件;轴压比越大的试件,初始刚度越大,但刚度后期退化越快。比较了国内外较典型的几种设计规范(程)对试件抗弯刚度的计算,结果表明,AISC-LRFD(1999)、EC4(1994)、BS5400(1979)、DBJ 13-51(2003)的计算结果与实测的初始抗弯刚度较吻合,DBJ 13-51(2003)的计算结果与实测的使用阶段抗弯刚度最接近。在确定了钢材和混凝土的本构关系的基础上,采用数值方法对荷载-位移滞回曲线进行了计算,理论计算结果与试验结果较吻合。最后分析了轴压比、空心率、长细比、名义含钢率、材料强度等参数对荷载-位移骨架曲线的影响。     

ATCFSST-SCB中柱节点M-θ骨架曲线影响因素分析

为分析不同因素对外加强环式方钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点弯矩(M)-转角(θ)骨架曲线的影响,设计了25个不同参数的该种节点,采用有限元软件ABAQUS模拟了这些节点在低周往复荷载作用下的受力过程,模拟前采用已有试验数据对模拟方法进行了验证。提取了各节点的M-θ骨架曲线,并计算了各节点的抗弯承载力、极限抗弯承载力和初始刚度。通过对比分析,得出如下结论:轴压比、钢材屈服强度增加,节点的抗弯和极限抗弯承载力明显提高,而初始刚度受其影响较小;梁柱线刚度比增加,节点的抗弯、极限抗弯承载力、初始刚度增加,且初始刚度增加较大;加强环板宽度增加,节点抗弯、极限抗弯承载力增大,初始刚度先增加后减小;含钢率增加,节点抗弯承载力、初始刚度明显增加,极限抗弯承载力小幅增加;开孔率增加,节点抗弯、极限抗弯承载力、初始刚度降低,且开孔率不是很大时,三者降低较小,而孔间距、距离的增加,均会提高节点的抗弯、极限抗弯承载力,但二者过大或过小均会引起节点的初始刚度降低。