方钢管约束混凝土轴压短柱承载力研究

针对已有的配置圆环箍筋和螺旋箍筋的方钢管约束混凝土轴压短柱试验研究成果,采用ABAQUS有限元软件对该类方钢管约束混凝土轴压短柱进行三维实体非线性有限元分析,探讨相同截面含钢率下配置圆环箍筋和螺旋箍筋对方钢管和核心混凝土受力性能的影响,分析在方钢管含钢率相同的前提下,方钢管混凝土中配置圆环箍筋对方钢管力学性能的影响,对有限元模拟得出的混凝土中部截面的应力云图进行简化,根据截面静力平衡理论,通过大量参数分析建立方钢管约束混凝土短柱承载力计算式,结果表明,承载力计算式计算结果与试验结果吻合较好。     

局部外包钢管栓杆式高强箍筋约束混凝土柱与柱连接试验研究与有限元分析

通过对2根足尺高强连续螺旋箍筋的装配整体式和高强连续螺旋箍筋的现浇柱试件进行水平低周反复加载试验,研究了局部外包钢管栓杆式连接柱的力学特性和破坏模式,对比分析装配整体柱与现浇柱的延性和耗能能力,验证此种连接的装配柱和现浇柱具有同样的抗震性能。对新型连接装配整体柱进行有限元分析,研究外包钢管壁的厚度,长度以及柱的轴压比对装配整体柱的承载能力的影响。     

箍筋约束对高强型钢混凝土柱轴压性能的影响

箍筋作为常见的约束措施可以提高混凝土的变形能力,使之与高强钢材相匹配。为了探究箍筋约束作用对高强型钢混凝土组合柱轴压受力性能的影响,通过ABAQUS有限元分析软件建立模型并设计6根模拟柱试件,结合模拟试件的受力过程对约束作用的影响进行分析。结果表明:箍筋的约束作用对高强型钢混凝土组合柱的轴压承载力有较大影响,且影响程度随型钢强度等级的提高而增大;约束作用可以影响混凝土的抗压性能和高强钢材所发挥的抗压强度。     

局部外包钢管装配整体式柱抗震性能试验研究

提出一种高强复合螺旋箍筋约束混凝土、外包钢板箍和横穿栓筋连接的新型装配整体式柱。通过对不同钢板箍厚度和轴压比下的3个装配式长柱与1个现浇长柱进行拟静力对比试验,证明这种装配整体式柱抗震性能良好,节点连接安全可靠,可以代替现浇整体柱。以钢板箍厚度与轴压比为研究变量,利用ANSYS对柱的滞回性能进行对比分析,研究结果表明:数值模拟与试验吻合较好,提出的装配整体式柱ANSYS数值分析模型合理可行,可运用ANSYS程序对装配整体式柱结构进行有限元数值模拟和受力性能研究分析。     

钢板箍+栓筋装配连接混凝土柱的抗震性能分析

对新型连接装配柱和现浇柱进行拟静力试验,验证此种连接的装配柱和现浇柱具有同样的抗震性能。采用ANSYS有限元软件对局部外包钢板箍高强箍筋约束混凝土栓筋式柱与柱连接进行滞回数值分析,并与低周反复加载试验的滞回试验结果进行比较,研究新型柱柱连接节点的受力特点,进而在大量数值模拟的基础上,归纳总结出相关参数对整体装配柱抗震性能的影响程度,对在实际工程中的应用提出相关建议。     

新型装配整体式柱的抗震性能及连接优化

提出一种采用高强复合螺旋箍筋约束混凝土、外包钢板箍、横穿栓筋连接的新型装配整体式柱。通过不同轴压比下2个装配整体式柱与2个现浇整体柱的拟静力试验对比,证明装配整体式柱抗震性能良好、节点连接安全可靠,可以代替现浇整体柱。试验过程中发现装配整体式柱外包钢板箍受力较小、设计较保守,在一定程度上造成了材料的浪费。利用ABAQUS软件建立了装配整体式柱的三维模型,采用优化设计的方法,在相同荷载和边界条件下,通过不断调整钢板箍的长度和厚度参数,得出既安全又经济的钢板箍尺寸,达到优化装配整体式柱连接的目的。     

配螺旋箍筋方钢管混凝土柱力学性能研究

为了研究配螺旋箍筋方钢管混凝土柱的力学性能,在试验基础上应用ABAQUS软件建立了方钢管混凝土柱的有限元模型,对比分析了配螺旋箍筋方钢管混凝土柱与普通方钢管混凝土柱的力学性能,得到螺旋箍筋对混凝土具有约束加强作用的影响规律。在此基础上,进一步对配螺旋箍筋方钢管混凝土柱进行参数化分析,研究了混凝土强度等级、螺旋箍筋间距、螺旋箍筋直径、螺旋箍筋强度等级对配螺旋箍筋方钢管混凝土柱轴压承载力的影响。结果表明:提高混凝土强度等级、减小螺旋箍筋间距和增大直径均能有效提高配螺旋箍筋方钢管混凝土柱的轴压承载力,而改变螺旋箍筋强度等级对提高配螺旋箍筋方钢管混凝土柱的轴压承载力效果不明显;配螺旋箍筋方钢管混凝土柱的轴压承载力与其用钢量近似成正比关系。在相关规范的基础上,推导了适用于配螺旋箍筋方钢管混凝土柱的轴压承载力计算公式,并验证了其合理性。     

双层箍筋约束混凝土圆形柱竖向承载特性数值模拟

利用ABAQUS有限元软件模拟双层箍筋约束圆形柱,采用混凝土损伤塑性本构模型、钢筋双折线本构模型建立了圆形柱竖向承载特性有限元模型。分别对混凝土和箍筋采用四面体单元和六面体单元划分网格,通过应变控制加载,得到模拟的双层箍筋约束混凝土圆形柱核心混凝土的应力-应变曲线、应力云图,分析了内外层箍筋对核心混凝土的约束效应。结果表明:模拟结果和试验结果的吻合性较好。     

高强箍筋约束高强混凝土柱的偏心受压试验研究

以箍筋间距、箍筋形式和偏心矩为变化参数,对10根高强箍筋约束高强混凝土柱进行偏心受压试验,研究这类柱的偏心受压性能。通过试验,观察高强箍筋约束高强混凝土柱分别在大小偏心受压时的破坏过程与破坏形态,并记录各个试件荷载挠度曲线;各个加载阶段的截面应变分布;对比分析各个试件的弯矩-曲率关系曲线;试验表明:箍筋间距较小的高强连续复合箍筋约束高强混凝土柱具有非常好的延性性能,且试验测得柱的受压承载能力均高于按现行规范的计算值;采用约束混凝土本构关系对试件进行截面分析,得到弯矩-曲率关系曲线,且与试验曲线吻合较好。     

带端柱高强混凝土剪力墙非线性有限元的参数分析

采用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤模型,考虑材料非线性,建立带端柱高强混凝土剪力墙的非线性有限元模型,进行数值模拟分析,并将数值分析结果与试验结果进行对比,验证了有限元模型的合理性和可靠性。在此基础上,分析了轴压比、剪跨比、边缘约束构件箍筋间距和纵筋配筋率对剪力墙抗震性能的影响。研究结果表明:随着轴压比的增大,承载能力逐渐增加,延性系数逐渐减小;随着剪跨比的减小,承载能力逐渐增加,延性系数逐渐减小;随着边缘约束构件箍筋间距增大,承载能力和延性系数均逐渐减小;随着约束边缘构件纵筋配筋率的增大,承载能力稍有增大,延性系数先增大后逐渐减小。