钢管约束再生混凝土轴压试验研究

以再生粗骨料取代率为试验主要研究参数,完成了15个钢管约束再生混凝土圆柱试件的轴压试验,分析了试件的受压破坏特性、轴向荷载-轴向应变关系以及约束再生混凝土的横向变形系数变化规律。试验和分析结果表明：钢管约束再生混凝土主要破坏形态为试件中部鼓曲,核心再生混凝土发生斜剪破坏;钢管约束再生混凝土与约束普通混凝土的受力过程基本相同,分为弹性和塑性发展阶段;钢管约束使核心再生混凝土强度得到明显提高,变形性能得到改善;再生粗骨料取代率变化对钢管约束再生混凝土的横向变形系数影响不大;钢管再生混凝土轴压极限荷载随着再生粗骨料取代率的增加而降低。最后根据试验数据拟合了钢管约束再生混凝土应力-应变关系表达式。图8表2参12     

钢管再生混凝土柱力学性能研究进展

再生混凝土的应用研究对保护环境和节约资源具有重大意义,本文围绕国内外钢管再生混凝土结构的研究现状以及最新进展,从钢管再生混凝土结构的静力性能和动力性能的研究等方面进行了综述。研究表明,再生混凝土在钢管混凝土结构中应用是可行的,钢管再生混凝土柱的力学性能与普通钢管混凝土柱类似,再生骨料对钢管再生混凝土柱的力学性能影响不大。最后结合钢管再生混凝土柱性能研究的现状提出了钢管再生混凝土柱需要进一步研究的问题。     

钢管再生混凝土轴压性能试验研究

为了研究钢管再生混凝土柱的轴压性能,以再生粗骨料和截面含钢率为主要变化参数设计了11个试件进行轴压试验,观察了试件的受力全过程和破坏形态,获取了钢管再生混凝土的应力-应变全过程曲线,分析了骨料取代率对钢管再生混凝土承载性能、峰值应力以及峰值应变的影响,试验研究结果表明:钢管再生混凝土的破坏形态与普通钢管混凝土相似,具有良好的承载能力和变形性能,骨料取代率对钢管再生混凝土的轴压承载能力影响不大。研究结论可供科学研究和工程应用参考。     

高温后中空夹层钢管再生混凝土短柱的加固性能研究与分析

针对高温煅烧后的再生混凝土进行荷载特性研究,设计了三种再生骨料取代率(0%,50%和100%)的中空夹层钢管再生混凝土短柱,研究了高温后钢管再生混凝土短柱及其加固后的力学性能,比较了截面形式、再生骨料取代率以及玄武岩纤维对其承载力、应变和位移的影响。结果表明,截面形式对承载力的影响最大。最后,利用再生骨料取代率、温度对其抗压强度的影响关系,尝试建立中空夹层钢管再生混凝土轴压强度承载力关于截面形式、约束系数、温度、再生骨料取代率以及外加固纤维布约束面积等变量的相关关系式,并通过试验数据加以验证。     

钢管/GFRP管约束再生混凝土柱偏心受压试验

以再生粗骨料取代率和膨胀剂掺量为参数,完成了4个钢管约束和4个玻璃纤维增强塑料（GFRP）约束再生混凝土柱试件的偏心受压试验,对钢管约束和GFRP管约束再生混凝土试件的极限荷载和轴向变形进行了对比分析,并对试件的极限荷载试验值与计算值进行了对比。结果表明:100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的极限荷载比普通混凝土试件低,混凝土强度相同时,GFRP管约束再生混凝土试件偏心受压极限荷载比钢管约束试件低;膨胀剂可以提高钢管和GFRP管约束试件的偏心受压极限荷载,并且对GFRP管约束试件作用更为显著;GFRP管约束试件的变形能力比钢管约束试件大,100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的变形能力比普通混凝土试件大。     

再生骨料薄壁钢管混凝土结构的研究进展综述

本文介绍了再生骨料薄壁钢管混凝土的研究与发展现状,在分析再生骨料薄壁钢管混凝土性能特点的基础上,对目前再生骨料薄壁钢管混凝土中存在的优缺点进行了探讨。     

替代率对再生钢管混凝土力学性能研究

为了研究再生骨料替代率对钢管混凝土短柱力学性能影响,文中通过室内试验对选择不同骨料替代率对再生混凝土短柱力学性能进行研究,分析不同再生骨料替代率对再生混凝土强度、再生钢管混凝土短柱轴心受压峰值应力和峰值应变影响分析,结果表明钢管再生混凝土峰值应力随着再生骨料替代率增加呈现不同程度略微增加,钢管再生混凝土峰值应力随替代率增加呈现波动状态.通过理论计算与试验数据比较分析随再生骨料替代率增加强度呈现波浪上升变化趋势且替代率越大计算结果越接近试验数据。     

钢管再生混凝土偏压柱受力性能及承载力计算

为了研究钢管再生混凝土偏压柱的受力性能,设计15个试件进行静力单调加载试验,考虑了再生粗骨料取代率、长细比和偏心距3个变化参数。观察试件的破坏形态,获取试件受力的全过程曲线,给出截面应变的分布情况,分析各变化参数对钢管再生混凝土偏压柱受力性能的影响,利用相关理论方法计算钢管再生混凝土偏压柱的极限承载能力。研究结果表明:钢管再生混凝土偏压柱与普通钢管混凝土偏压柱的受力过程及破坏形态相似,钢管最终表现为鼓曲破坏;钢管再生混凝土偏压柱具有较高的承载能力和良好的变形性能;偏心距、长细比对钢管再生混凝土偏压柱的受力性能影响显著,而再生粗骨料取代率对其影响不大。     

约束海砂再生混凝土柱轴压试验研究

为研究约束海砂再生混凝土柱轴压试验的变形性能与破坏特征,分析了不同管材类型、再生粗骨料取代率与海砂氯离子浓度对其的影响。结果表明:玻璃纤维增强塑料(glass fiber reinforced plastics, GFRP)管约束海砂再生混凝土与钢管海砂再生混凝土破坏模式相近,但前者破坏较为突然;GFRP管约束海砂再生混凝土的破坏模式为管材纤维环向拉裂、核心混凝土压碎,而钢管海砂再生混凝土的破坏模式为钢管中部鼓曲、核心混凝土剪压破坏;因再生粗骨料取代率、海砂氯离子浓度的提高,GFRP管约束海砂再生混凝土与钢管海砂再生混凝土的峰值应力都会降低;再生粗骨料的取代率越高,GFRP管约束海砂再生混凝土与钢管海砂再生混凝土的峰值应变越大;不同约束管材条件下,试件承载力略有变化。最后,提出了针对GFRP管约束海砂再生混凝土和钢管海砂再生混凝土的轴压受力计算公式。     

中空夹层钢管混凝土试件抗冲击试验研究及有限元分析

为研究中空夹层钢管混凝土试件的抗冲击性能,利用DHR-9401式落锤试验机对6根中空夹层钢管混凝土和2根双层空钢管试件进行抗冲击试验研究。通过冲击力传感器、高速摄影仪和动态应变仪记录不同冲击能量下中空夹层钢管混凝土的冲击力、跨中挠度和特定点的应变,并对比中空夹层钢管混凝土直管、锥管、双层空直管和双层空锥管试件的抗冲击性能。最后基于非线性有限元软件ABAQUS对试验进行模拟。研究结果表明:中空夹层钢管混凝土试件的抗冲击性能明显优于双层空钢管试件的抗冲击性能;中空夹层钢管混凝土直管试件的抗冲击性能优于锥管试件;随着冲击能量的增加,试件的变形随之增大;模拟结果与试验结果吻合较好。     

Experimental behaviour of recycled aggregate concrete filled steel tubular columns

This paper describes a series of tests on steel tubular columns of circular and square section filled with normal concrete and recycled aggregate concrete. Thirty specimens, including 24 recycled aggregate concrete filled steel tubular (RACFST) columns and 6 normal concrete filled steel tubular (CFST) columns, were tested to investigate the influence of variations in the tube shape, circular or square, concrete type, normal concrete and recycled aggregate concrete, and load eccentricity ratio, from 0 to 0.53 on the performance of such composite columns. The test results show that both types of filled columns failed due to overall buckling. Comparisons are made with predicted ultimate strengths of RACFST columns using the existing codes, such as ACI 318-1999, AIJ-1997, AISC-LRFD-1999, BS5400-1979, DBJ13-51-2003 and EC4-1994. A theoretical model for normal CFST columns is adopted in this paper for RACFST columns. The predicted load versus deformation relationships are in good agreement with test results.     

钢管再生混凝土构件受力机理研究

在确定钢管与核心再生混凝土本构关系模型的基础上,采用有限元法对钢管再生混凝土轴压短柱、纯弯构件和压弯构件的破坏模态和荷载-变形关系曲线进行全过程分析,揭示出受力过程中钢管与核心再生混凝土截面应力分布规律及钢管与核心再生混凝土之间的相互作用,较为深入地认识了静力荷载作用下钢管再生混凝土构件的工作机理。     

高温下再生骨料钢管混凝土短柱的试验性能

介绍高温下再生骨料钢管混凝土(RACFST)短柱性能的试验研究结果。试验采用了40个试样(其中32个RACFST短柱,8个普通钢管混凝土(CFST)短柱),给出并分析了试样的失效模式、荷载-应变关系和极限强度。采用了5种类型的混凝土:1种天然骨料的标准混凝土;2种再生粗骨料,含量分别为50%和100%;2种再生细骨料,含量分别为50%和100%。试样分别置于300℃,600℃和800℃条件下长达3h。试验结果表明,由于再生骨料的存在,高温下RACFST短柱试样的抗火性低于CFST短柱试样;再生骨料含量相同的条件下,再生粗骨料(RCA)试样的性能优于再生细骨料(RFA)试样。     

钢管再生混凝土与钢筋再生混凝土轴压短柱力学性能对比试验研究

进行了12个钢管再生混凝土和12个配置螺旋箍筋的钢筋再生混凝土轴压短柱试验,在用钢量相同的情况下,对比分析了钢管再生混凝土短柱与钢筋再生混凝土短柱二者轴压力学性能的差异;分析了核心再生混凝土强度及再生粗骨料取代率等主要试验参数对钢管再生混凝土与钢筋再生混凝土轴压短柱力学性能的影响。试验结果表明：与用钢量相同的钢筋再生混凝土试件相比,钢管再生混凝土试件表现出较好的力学性能;钢管再生混凝土轴压短柱套箍系数较小时（ξ<1.0）,发生剪切破坏;再生粗骨料取代率对钢管混凝土短柱极限荷载的影响幅度相对钢筋再生混凝土短柱较小;核心再生混凝土强度对轴压短柱力学性能的影响规律与相应的钢管普通混凝土短柱和钢筋普通混凝土短柱类似。     

钢管混凝土(叠合)柱在超高层建筑结构中的应用

钢管混凝土(叠合)柱由于具有承载力高、抗震性能好和施工较方便等优点,适用于我国非抗震和抗震地区的建筑结构,尤其是抗震设防地区的高层建筑结构。本文介绍了钢管混凝土(叠合)柱的相关研究成果以及典型工程实例,并提出了一些钢管混凝土(叠合)柱应用中还需要解决的关键问题。     

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。     

钢管再生混凝土柱承载力及抗火性能研究

通过试验和理论对空、实心钢管再生混凝土柱的极限承载力做了研究,研究表明,实心钢管再生混凝土短柱可以采用实心钢管普通混凝土短柱的极限承载力计算公式。空心钢管再生混凝土长柱的承载力与再生混凝土弹性模量有关。火灾试验表明,钢管再生混凝土长柱的耐火性能要优于钢管普通混凝土,根据试验提出了钢管再生混凝土柱耐火时间的计算公式。     

方钢管再生混凝土柱抗震性能试验研究

为研究方钢管再生混凝土柱的抗震性能,设计并制作了6个试件,对其进行拟静力试验。考虑再生粗骨料取代率和轴压比2个变化参数,观察试件受力的全过程和破坏形态,分析试件的滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能性能和刚度退化等,并采用相关规程计算低周反复荷载作用下方钢管再生混凝土柱的压弯承载力。试验研究和计算结果表明：试件破坏过程以及破坏形态均与普通钢管混凝土柱试件相似,主要表现为试件根部钢管的鼓曲破坏;试件的滞回曲线比较饱满,滞回曲线的形状从梭形发展到弓形;在试验选取的再生粗骨料取代率参数范围内,试件的滞回曲线受其影响不大;试件的平均位移延性系数接近3;破坏时等效黏滞阻尼系数介于0.323~0.360之间;建议对采用规程GJB 4142-2000计算的反复荷载作用下方钢管再生混凝土柱的压弯承载力乘以0.92的折减系数;对采用规程DBJ 13.51-2003计算的反复荷载作用下方钢管再生混凝土柱的压弯承载力乘以1.13的扩大系数。     

钢管混凝土在桥梁工程中的应用与前景

钢管混凝土(CFST)具有承载力高、施工方便和抗震能力好等优良性能,在国内外桥梁工程中得到较为广泛的应用。全面地总结了钢管混凝土结构在梁式桥、拱桥、斜拉桥等多种桥型中的应用情况,并着重探讨了钢管混凝土桥墩的研究和应用现状。介绍了"部分钢管混凝土"桥墩的试验结果。探讨了钢管混凝土结构应用于桥梁工程中还有待解决的主要问题。最后对钢管混凝土在桥梁工程中的应用前景作了展望。     

钢管高强膨胀混凝土的力学性能研究

配制出了具有良好工作性能和膨胀性能的C50自密实膨胀混凝土,试验研究了该种素混凝土及钢管混凝土的力学性能和膨胀性能。在此基础上,采用有限元方法对钢管膨胀混凝土的自应力性能和极限承载力进行了模拟分析。结果表明,掺加适量膨胀剂的钢管膨胀混凝土具有较优的力学性能,其极限承载力比普通钢管混凝土可提高7%左右。有限元方法能够较好地评估试验结果,为今后分析类似试验提供了依据。