不同空心率方钢管圆孔混凝土柱轴压特性研究

基于8根不同空心率方钢管圆孔混凝土短柱的轴压试验研究,采用合理的材料本构关系模型与破坏准则,对试验进行了有限元模拟。结果表明:方钢管圆孔混凝土短柱的空心率在28%之内时,钢管对核心混凝土具有良好的套箍效应,构件空心率越小,承载力越高;构件极限承载力的试验值与计算值接近,而规程理论值偏于安全。     

FRP-混凝土-钢双壁空心管短柱轴心抗压试验研究

为研究FRP-混凝土-钢双壁空心管短柱的轴压性能,完成了3个圆钢管短柱和10个双壁空心管短柱试件的轴心抗压试验。结果表明:双壁空心管短柱内层钢管受到管内混凝土的径向压力,屈曲被延迟;管内混凝土受到外层FRP管和内层钢管的共同约束;试件具有良好的延性。在轴压力作用下,圆钢管短柱的破坏形态与其径厚比有关。双壁空心管短柱在轴压作用下有3种破坏形态:FRP管的纤维拉断,FRP管的纤维拉断和钢管压屈,整体压屈。破坏形态主要与钢管径厚比、空心率、FRP管的约束程度有关。通过分析本文和国内外相关试验结果,提出了双壁空心管内混凝土受压应力-应变关系模型的3种类型及模型参数的计算公式。模型考虑空心率、内层钢管径厚比、外层FRP管约束程度、FRP层合结构和加载方式的影响,与试验结果符合较好。     

SRPE管-混凝土-钢双壁空心短柱轴压性能试验研究

针对西部盐渍土地区钢筋混凝土桥柱的腐蚀问题,提出“SRPE管-混凝土-钢双壁空心柱”。为研究其轴心受压力学性能,设计制作了6根SRPE管-混凝土-钢双壁空心短柱并进行轴压试验,获得了试件的破坏形态和荷载-位移曲线,进而分析了SRPE管压力等级、空心率和钢管径厚比对试件轴心受压力学性能的影响规律。研究结果表明：试件的破坏形态为中下部剪切破坏;试件极限承载力随SRPE管压力等级提高而增大,随空心率和钢管径厚比增大而减小,且空心率影响大于钢管径厚比。最后给出了SRPE管-混凝土-钢双壁空心短柱的轴心受压承载力计算式,计算结果与试验值吻合良好。     

矩形纤维增强复材-混凝土-钢组合空心柱的轴压试验研究

纤维增强复材-混凝土-钢组合空心柱是一种由纤维增强复材(FRP)外管,钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的新型空心构件。现有研究表明:该组合空心柱具有优越的延性和抗震性能,特别适用于恶劣腐蚀环境下的受压构件,如空心桥墩等。鉴于目前关于矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱的研究极少,通过对8个大尺寸矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压试验,研究矩形截面长、短边比,矩形空心柱的空心面积率和FRP管厚度的影响。作为对比,同时进行了4个大尺寸矩形FRP约束混凝土柱的轴压试验。结果表明:对于矩形组合空心柱,较大的截面长、短边比并不会降低对混凝土的约束作用;恰恰相反,较大的截面长、短边比提高了约束混凝土的极限应力和延性;矩形组合空心柱的混凝土受到钢管和FRP管的共同约束,表现出了很好的延性;相比矩形FRP约束实心混凝土柱,内部空心的存在并没有降低约束混凝土的极限应力和极限应变。     

椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压性能试验研究

椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱由椭圆形GFRP外管、钢内管以及两管之间的填充混凝土组成。进行了大尺寸椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压性能试验,所有试件的内部钢管采用了椭圆形截面,试件的高度为600 mm,长轴为300 mm,短轴分别为150、200、250 mm和300 mm。研究了椭圆形截面的长轴与短轴之比、GFRP厚度及试件空心面积率对其轴压性能的影响。研究结果表明:椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱中的混凝土在GFRP管和钢管的共同约束下,其承载力和延性较素混凝土大幅提升;随着椭圆长轴与短轴之比的增大,内部约束混凝土的峰值应力有随之增大的趋势;较大的空心面积率并不会减小GFRP和钢管对于混凝土的约束作用;GFRP厚度的增加将会提高椭圆形组合空心柱试件的极限应力和极限应变。     

中空夹层钢管混凝土短柱的性能分析

对外管为方形中空截面或者圆形中空截面,内管为圆形中空截面的夹层钢管混凝土短柱的抗压性能进行了有限元分析。通过与一系列由不同研究者进行的试验数据进行对比,以证实有限元建模的有效性。归纳了平均应力与纵向应变的典型曲线、混凝土应力曲线、混凝土和钢管的交互曲线以及空心率对CFDST短柱性能的影响。对影响复合柱截面性能的重要参数也进行了分析。     

钢筋混凝土空心柱抗震性能的试验研究

在我国装配式板柱体系房屋中比较广泛采用了钢筋混凝土空心柱,它的抗震性能如何却仍足有待研究解决的重要问题。本文讨论了钢筋混凝土空心柱在周期反复荷载作用下的抗震性能;研究了空心率、轴压比以及箍筋形式和纵向钢筋配置方式等因素对滞回特性和延性的影响,并与实心柱进行了对比。共进行了三十根试件的试验研究。试验结果表明,由于空心率的增加,构件的延性降低,变形性能明显变差。试验还表明,伸入节点区钢筋的粘结滑移对构件的变形及滞回特性有明显的影响。文中利用空心率影响系数修正名义混凝土压区高度系数来反映空心率对构件延性比和塑性转动能力的影响,从而得出了与实心截面柱相类似的变化规律。文中还根据对钢筋混凝土空心柱变形的全过程分析确定极限承载能力,并与实验结果进行了比较,表明两者符合较好。     

纤维增强复合材料-混凝土-钢双壁空心管短柱的轴压承载力

采用双剪统一强度理论对新型构件纤维增强复合材料（FRP）-混凝土-钢双壁空心管短柱的轴压承载力进行研究,通过考虑中间主应力及相应面上正应力的影响,忽略外层FRP套管对短柱轴力的贡献而只考虑套管对混凝土的套箍作用,提出FRP-混凝土-钢双壁空心管短柱的轴压承载力公式,并对影响因素进行分析。经比较,计算结果与相应文献的试验...     

空心钢管混凝土长柱轴压性能的试验研究

进行了11根圆形和正方形截面的空心钢管混凝土轴心受压长柱试验,研究了空心率、长细比和截面形式对空心钢管混凝土长柱承载力性能的影响,并对空心钢管混凝土轴压长柱的破坏形态进行了分析。分析结果表明,空心钢管混凝土长柱的破坏形态接近于空钢管长柱。同时在前人所做的轴压长柱试验数据基础上,进行了《薄壁离心钢管混凝土结构技术规程》(DL/T 5030-1996)与给出的空心钢管混凝土轴压长柱承载力计算公式的对比,表明给出的公式与试验结果吻合较好,说明使用该公式计算轴压长柱承载力是可行的。     

不锈钢管中管混凝土海洋平台导管腿轴压性能试验研究

不锈钢具有良好的耐腐性与变形能力,为研究海洋平台新型不锈钢导管腿轴压性能,通过12根不锈钢管中管混凝土柱的轴压力学性能试验,分析了空心率、混凝土强度、外钢管径厚比和材质对不锈钢管中管混凝土短柱轴压破坏模式、承载力等力学性能的影响。研究结果表明：不锈钢管中管混凝土短柱呈腰鼓型破坏,其塑性变形与屈服后应化强度比普通钢试件显著,但初始刚度比普通钢试件小;空心率和径厚比越小,试件承载力越大,空心率由0增加到0.61,试件承载力下降21%;径厚比由34减小到14,试件承载力提高63%;混凝土强度越高,试件承载力越大,混凝土由43.82MPa提高到59.37MPa,试件承载力提高11%。有限元模拟所得荷载-位移关系曲线、破坏形态和承载力均与试验结果吻合较好。     

中空夹层薄壁钢管混凝土短柱轴压性能研究

进行了9个轴压短柱的试验研究,考察空心率和径厚比对方套圆中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响。试验发现中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱具有较好的延性和较高的承载力。接着对中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱进行了数值模拟,数值模拟结果与实测结果吻合良好。机理分析表明:外钢管的约束效果主要集中在角部,纵向加劲肋可很好地提高外钢管的承载力。参数分析表明中空夹层薄壁钢管混凝土轴压短柱的承载力随着钢管屈服强度、混凝土强度或径厚比的增大而增大;构件的延性随着空心率的增大而增大。最终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。     

方套圆中空夹层不锈钢管混凝土短柱轴压承载力有限元分析

为了研究方套圆中空夹层不锈钢管混凝土短柱轴压承载力,采用Rasmussen本构模型,基于试验建立基准有限元模型,以空心率、不锈外钢管厚度、混凝土与内钢管强度等为主要影响参数开展有限元分析,提出了该类型结构承载力修正计算简式。分析结果表明:研究参数范围内,内钢管强度对结构受力影响不大;混凝土强度、不锈外钢管厚度与承载力呈线性正比关系;采用高强内钢管中空夹层结构承载力随空心率加大先增后减,空心率0.45时承载力最高;提出的修正计算简式可较好预测结构承载力。     

带端板圆锥形中空夹层钢管混凝土短柱轴向局压力学性能研究

利用有限元分析软件ABAQUS对带端板圆锥形中空夹层钢管混凝土短柱局压力学性能进行有限元分析和相应的试验研究,所得的荷载-位移全过程曲线及短柱破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力全过程中上端板、内外钢管及混凝土应力分布情况进行了分析,同时给出了内外钢管与夹层混凝土之间的相互作用,并对锥度、材料强度、空心率、局压面积比、端板刚度等参数对局压时短柱极限承载力及荷载-位移曲线的影响进行了比较。     

钢管再生混凝土短柱轴压性能试验研究

通过对6根钢管再生混凝土短柱及3根普通钢管混凝土短柱进行轴压试验,研究不同长径比和再生骨料取代率对钢管再生混凝土短柱轴压力学性能的影响。研究结果表明:钢管再生混凝土短柱的变形破坏形式与普通钢管混凝土短柱相似;随再生骨料取代率及长径比的增加,钢管再生混凝土短柱的极限承载力下降。基于试验验证普通钢管混凝土短柱极限承载力计算方法对钢管再生混凝土短柱的适用性,计算值与试验值吻合较好。     

钢管混凝土空心短柱的基本性能和强度计算

本文报导了9个钢管混凝土空心短柱轴压试验的结果。试验参数为空心率,即开孔直径d与核心混凝土直径D_0之比值。试验结果表明钢管混凝土空心柱与实心柱的基本性能相类似。随着空心率的增大,柱的极限承载力和变形能力都不断减弱。用极限平衡法推导了钢管混凝土空心柱的极限承载能力计算公式。公式计算结果与试验值符合良好。     

钢管聚丙烯纤维砂浆短柱动态性能试验研究

对3根钢管普通混凝土短柱和6根钢管聚丙烯纤维砂浆短柱进行轴压动态试验,研究应变率、径厚比对钢管聚丙烯纤维砂浆短柱动态力学性能的影响。试验结果表明:应变率ε为10-4s-1时,壁厚为2 mm的钢管聚丙烯纤维砂浆短柱相对于准静态应变率ε=10-5s-1时其极限承载力、初始弹性模量分别提高了5.80%、42.8%,峰值荷载对应的应变降低了6.77%。在试验参数范围内,在极限承载力、峰值荷载应变上,钢管聚丙烯纤维砂浆短柱比钢管普通混凝土短柱对应变率更敏感;在弹性模量上,钢管普通混凝土短柱比钢管聚丙烯纤维砂浆短柱对应变率更敏感。     

钢管混凝土空心长柱的性能和承载能力计算

本文报导了25个长细比L_0/D为3到30的钢管混凝土空心柱轴压试验结果。试验结果表明,虽然钢管混凝土空心短柱在变形性能,应力状态和承载能力等方面与实心柱不尽相同,但随着长细比增加,二者的差异迅速减小。本文根据试验结果提出了计算钢管混凝土空心长柱承载能力的试验公式(5),计算值与实测值吻合较好。     

带肋钢壳混凝土空心柱偏压试验研究

依托双鱼岛陆岛连接桥项目,对带肋钢壳混凝土空心柱进行偏压试验研究,试验设置了6个试件,以加劲肋数量和空心率作为主要研究参数,开展带肋钢壳混凝土空心柱力学性能的影响参数分析。通过对6个偏压试件的受力分析,研究发现在钢壳内表面布置纵横加劲肋可以增强钢壳与混凝土之间的粘结强度,有效地防止试件发生局部屈曲破坏,并提高试件的整体承载力、刚度和延性;另外,试件的空心率增大,试件的刚度减小、延性降低。     

焊接H型PEC组合短柱轴心受压试验研究

为了研究这种新型组合柱的受力性能,对9个焊接普通H型钢部分包裹混凝土组合短柱进行了轴压试验,试验主要考虑含钢率、翼缘宽厚比、横向系杆间距等对柱子的极限承载力的影响。通过分析得出,在不同含钢率下,影响PEC短柱承载力的因素。同时含钢率大小直接影响柱极限承载能力。     

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。