脱空缺陷对长期荷载作用下圆钢管混凝土构件静力性能的影响研究

在钢管混凝土工程的现场检测中已有发现钢管和混凝土之间存在着脱空缺陷,目前关于脱空对于钢管混凝土结构在长期荷载作用下的力学性能的影响尚不明确,因此完成了带脱空缺陷的钢管混凝土构件在长期荷载作用下的变形测试和承载力试验。结果表明,脱空对构件的徐变性能以及长期荷载作用后的极限承载力均有影响,其影响程度和脱空率有关。研究结果可为钢管混凝土拱桥的检测和鉴定提供参考。     

钢管混凝土拱桥脱空问题研究分析

根据对某钢管混凝土拱桥的完全脱空和正常状态的位移及稳定性对比分析计算,研究脱空对拱桥结构的具体影响,并总结出一些减轻脱空影响的相应措施,可有效避免钢管拱桥出现大规模的脱空,促进和推动钢管混凝土拱桥的发展。     

长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土柱的受力性能研究

为研究长期荷载作用对带脱空缺陷钢管混凝土柱受力性能的影响,以脱空类型、脱空率和长期荷载比为主要参数,对长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土短柱的变形特性和承载力进行了试验研究。试验结果表明：在长期荷载作用下,与普通无脱空缺陷钢管混凝土柱类似,脱空缺陷钢管混凝土柱徐变系数终值的上限值为0.9;长期荷载比大的脱空缺陷钢管混凝土柱较长期荷载比小的脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力略大。采用有限元分析软件ABAQUS,对考虑长期荷载作用影响时脱空构件的受力性能进行分析,有限元计算结果和试验结果吻合良好。利用验证过的有限元模型,系统地分析了长细比、含钢率、钢管屈服强度、混凝土强度、长期荷载比、脱空率和荷载偏心率等参数对长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力影响规律。结果表明,混凝土脱空缺陷对考虑长期荷载作用的承载力影响系数的不利影响小于1.5%;现有的考虑长期荷载影响的普通钢管混凝土柱的设计方法可用于预测带脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力。     

考虑环向脱空影响的椭圆钢管混凝土短柱轴压性能研究

椭圆钢管混凝土由于其力学性能优越,近年来被广泛应用于实际工程中,然而目前相关研究及设计均未考虑其脱空缺陷问题。为此,设计并制作10个带环向脱空椭圆钢管混凝土短柱,并通过轴压试验研究钢材强度和脱空率对其破坏形态、轴压强度、初始刚度及延性的影响规律,获得带环向脱空椭圆钢管混凝土轴压短柱的典型荷载-位移曲线和脱空影响特征。试验研究结果表明：环向脱空使钢管缺乏混凝土支撑作用而产生局部内凹及鼓曲,而约束作用的削弱造成混凝土出现脆性压溃和斜剪面破坏,进而导致试件的承载力、刚度和延性显著降低。环向脱空缺陷(脱空率在2.1%～6.5%)导致椭圆钢管混凝土短柱轴压承载力下降20.6%～34.5%,初始刚度下降10.8%～17.8%,位移延性系数下降8.0%～30.4%。利用ABAQUS有限元分析软件建立带环向脱空椭圆钢管混凝土轴压短柱有限元模型,并基于试验结果对模型进行验证;在试验结果基础上,利用有限元模型研究了材料与几何等参数对其轴压性能的影响,明确环向脱空缺陷对椭圆钢管-混凝土界面接触应力的影响。分析结果表明,随着脱空率的增大,椭圆钢管混凝土轴压承载力和初始刚度明显减小,但当脱空率大于0.5%时,降...     

自密实混凝土在大直径异形钢管结构中的设计与应用

宁波中银大厦大直径异形钢管结构采用自密实混凝土,在自密实混凝土原材料选择、配合比设计、混凝土施工过程中的质量控制等方面进行了试验研究。工程实践证明,自密实混凝土能够很好地解决大直径异形钢管结构混凝土施工中钢管和混凝土脱空的技术难题。     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

脱空对钢管混凝土拱桥的影响分析

为了保持钢管混凝土复合材料的优越性,钢管和混凝土之间就需要紧密接触,但目前国内的钢管混凝土拱桥都出现了不同程度的脱空现象,严重影响了拱桥运营阶段的承载能力及稳定性。文章采用有限元分析方法对脱空状态下的钢管混凝土拱桥以及影响脱空的各种因素做具体分析,指出了脱空对拱桥线形、稳定性及动力特性的影响,为解决钢管混凝土脱空问题以及改善拱桥受力性能提供参考。     

脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件性能的影响分析

在合理选用材料本构、单元类型、网格划分和边界条件的基础上,采用有限元分析软件建立了考虑脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件有限元分析模型。在验证模型可靠性的基础上,通过对比分析有无脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的荷载-变形关系曲线、钢管与混凝土拉力分配、界面接触应力等力学性能指标,明晰了脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件受力性能的影响机理。研究结果表明:球冠形脱空缺陷削弱了钢管对混凝土的约束作用,在构件受拉弯荷载时,混凝土受压区开裂严重因而对构件的抗拉承载力贡献较无脱空构件低;外钢管拉力分配比重较高,所受应力较大,且钢管脱空侧由于缺少混凝土支撑作用从而出现局部屈曲,降低了构件抗拉承载力;构件的抗拉承载力系数随脱空率的增大而减小,但减小幅度趋于平缓;相同脱空率下承载力系数随偏心率增大而降低。     

带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件在压弯扭复合#br# 受力作用下的滞回性能研究

为研究环向脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合受力作用下抗震性能的影响,进行了12个钢管混凝土试件（包括8个带缺陷试件、2个无脱空试件以及2个空钢管对比试件）在恒定轴压力和反复弯扭耦合荷载作用下的滞回性能试验。试验主要参数为：脱空率、弯扭比和轴压比。基于试验结果考察了带脱空缺陷的钢管混凝土试件在压弯扭复合受力作用下的破坏模态,并分析了脱空对试件滞回曲线、骨架曲线、刚度和耗能等力学指标的影响规律,结果表明：环向脱空缺陷的存在会改变钢管混凝土构件的破坏模态,并使试件的承载力、刚度和耗能能力有不同程度的降低。同时,建立钢管混凝土压弯扭构件的有限元模型,分析环向脱空对构件承载力系数,以及钢管与核心混凝土接触时刻的影响规律,在此基础上提出相关工程建议。     

钢管混凝土施工技术探讨

简单介绍了钢管混凝土结构的应用范围和特点,对其施工技术进行了探讨,分别阐述了钢管混凝土的节点构造,钢管的技术控制,混凝土的配合比要求及其浇筑、检测等内容,以期为今后钢管混凝土结构施工提供指导。     

钢管混凝土结构的特点及其发展前景

指出钢管混凝土结构能够充分发挥钢管和混凝土两种材料的优点,且具有强度高、重量轻、抗震性能好等优点,介绍了钢管混凝土结构的特点、研究现状及其工程应用,探讨了钢管混凝土结构的研究方向,以推广钢管混凝土结构的应用。     

钢管混凝土柱抗剪承载力计算

钢管混凝土柱是将混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构,具有良好的塑性和韧性、耐火极限高、施工简单和经济效益好等优点。分析钢管混凝土的基本工作原理和钢管混凝土剪切问题的研究现状。     

某重型工业厂房结构选型分析和应用

结合工程实例,对于典型重型工业厂房的结构设计选型进行分析。通过模型计算,比较了钢格构工字柱、4管钢管混凝土柱和2管钢管混凝土柱3种柱系统的结构性能和经济指标,最后确定采用2管钢管混凝土柱。简洁的钢管混凝土体系增加了厂房有效使用面积,综合效益明显。     

钢管混凝土研究进展

钢管混凝土是将混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料。钢管混凝土构件承载力高,具有很好的塑性和韧性,耐火性比钢结构好,施工简单易行,经济和社会效益好。近年来,钢管混凝土逐渐成为建筑领域内许多学者的重点研究对象。分析了钢管混凝土的基本工作原理和钢管混凝土剪切问题的研究现状,并指出了剪切问题研究的不足。     

公路隧道钢管混凝土拱架偏压长柱承载机理研究

通过对不同尺寸的钢管混凝土长柱进行偏压试验,对比分析了试验结果与数值模拟结果,主要研究了核心混凝土以及钢管的力学性能和破坏特征,研究结果表明:(1)钢管是影响钢管混凝土压弯承载力的主要因素,钢管的直径、壁厚与钢管混凝土长柱在偏压荷载作用下的承载能力有较大关联;(2)偏心距的增大会减小钢管混凝土长柱的承载力,但影响程度与钢管尺寸有关,钢管截面尺寸越小,偏心距对其承载力的影响越小;(3)钢管在承载时表现出明显的弹塑性特性,在达到极限承载力时,钢管弯曲部位由于受压屈服导致破坏;(4)核心混凝土在承载过程中主要承受压力。由于钢管对核心混凝土的约束效应,虽然核心混凝土已经进入塑性阶段,但在钢管的约束下仍有一定的承载能力;(5)在轴向压力作用下,钢管混凝土的破坏过程是整体达到屈服极限,但由于整体变形的差异导致弯曲破坏。     

设置传力构件的矩形钢管混凝土柱轴压性能分析

采用有限元软件ABAQUS,对不考虑钢管壁与核心混凝土的粘结,只设置传力构件的矩形钢管混凝土轴压柱进行研究分析。分析核心混凝土及钢管壁的轴力-竖向位移曲线,得出设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的轴力-竖向位移曲线及混凝土工作承担系数。通过对轴压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱性能的研究分析,验证了可采用CECS159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》的相关规定对设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的轴压承载力进行计算。     

某工程钢管混凝土结构施工工艺及优缺点

本文通过某大学体育中心工程利用钢管混凝土施工工艺的介绍及施工方案的优化选择,同时与钢筋混凝土结构工程的对比得出了利用钢管混凝土结构的优势,并指出了钢管混凝土应用过程中存在的问题及发展前景。     

圆端形椭圆钢管混凝土受扭性能数值分析及抗扭承载力计算

为探究圆端形椭圆钢管混凝土构件的受扭性能和抗扭承载力计算方法,采用ABAQUS建立了圆端形椭圆钢管混凝土构件在纯扭作用下的有限元分析模型。为解决核心混凝土本构关系问题,提出了一种关于圆端形椭圆钢管核心混凝土本构关系的新等效方法,利用已有试验结果验证了等效方法的可行性和数值分析模型的准确性。开展了纯扭作用下圆端形椭圆钢管混凝土构件性能的参数分析,研究参数包括钢材强度、混凝土强度、含钢率、长短轴比和截面尺寸等。揭示了圆端形椭圆钢管混凝土构件在纯扭作用下的受力机理,提出了圆端形椭圆钢管混凝土构件的抗扭承载力简化计算公式。结果表明:构件抗扭承载力随钢材强度、截面尺寸、含钢率增大而增大,随长短轴比增大而减小;研究成果将为圆端形椭圆钢管混凝土构件的设计提供参考。     

高强混凝土自收缩对钢管混凝土轴压力学性能的影响

采用非线性有限元法,以钢管与混凝土之间的黏结初应力代表核芯混凝土的收缩作用,通过计算得出钢管高强混凝土轴压构件在不同程度自收缩作用影响下的压力-应变全过程曲线。通过对这些曲线的分析,总结了核芯混凝土纵向收缩单独作用、径向收缩单独作用及2个方向同时收缩作用时对钢管高强混凝土轴压构件压力-应变全过程曲线的影响。结果表明,自收缩会降低钢管混凝土构件的比例极限和屈服强度,同时会降低构件的模量,对构件的极限承载力有不利的影响。