型钢混凝土异形柱非线性分析

基于压弯构件的原理,编制了适用于计算型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete,简称SRC)异形柱截面的弯矩-曲率非线性程序.通过该程序,研究了SRC异形柱(T形、L形)在不同的荷载角、配钢形式、配钢率和轴压力比条件下的截面延性,并对计算结果进行了理论分析.由计算分析可知:加载角对截面的延性有较大的影响;在相同的延性条件下,配钢形式的不同对截面的抗弯承载力影响较大;在常用配钢率范围内,随配钢率的增大,SRC异形柱的延性逐渐增大;随轴压比的增大,SRC异形柱的延性逐渐下降.最后给出了适合于提高抗弯承载力的合理配钢形式,可作为SRC异形柱研究的参考.     

偏压作用下L形钢骨混凝土异形柱的非线性分析

目的 提出计算L形钢骨混凝土(SRC)异形柱正截面承载力的有效方法,分析含钢率和混凝土强度等级对构件正截面承载力的影响.方法 基于平截面假定和材料模型,利用数值积分法编制了适用于计算L形SRC异形柱正截面承载力的非线性程序,得出极限承载力的电算结果以及不同含钢率和不同混凝土强度等级的N-M相关曲线.结果 在偏压作用下,含钢率的变化和混凝土强度等级的变化对N-M相关曲线影响明显,且极限承载力随含钢率和混凝土强度等级的提高而增大.结论 笔者利用数值积分法分析了L形SRC异形柱正截面承载力的影响因素.此方法简单可行,可弥补实验与有限元分析的不足,为今后的研究工作奠定了基础.     

不等肢L形截面型钢混凝土异形柱极限承载力的研究

利用ANSYS有限元程序对不等肢L形截面桁架式型钢混凝土异形柱进行分析,研究了该类异形柱中型钢与混凝土的协同工作性能;混凝土强度等级及偏心距对桁架式型钢混凝土异形柱极限承载力的影响.分析结果表明:桁架式型钢混凝土异形柱中,型钢与混凝土能很好地协同工作;随着混凝土强度等级的提高,异形柱极限承载力也随之提高;加载点离截面力学中心越近,异形柱的极限承载力越大,且加载点偏心距对异形柱极限承载力的影响也越大.     

非对称T形截面型钢混凝土异形柱极限承载力的研究

利用ANSYS有限元程序,对非对称T形截面桁架式型钢混凝土异形柱进行分析,研究桁架式型钢混凝土异形柱中型钢与混凝土的协同工作能力;混凝土强度等级及偏心距对桁架式型钢混凝土异形柱极限承我力的影响.分析结果表明:桁架式型钢混凝土异形柱中,型钢与混凝土能很好地协同工作;荷载偏心距越小,混凝土强度等级对异形柱极限承载力的影响越大;加载点离截面力学中心越近,异形柱的极限承载力越大,加载点偏心距对异形柱极限承载力的影响也越大.     

十字形钢骨混凝土柱的力学性能研究

为研究这种新型构件的力学性能,扩大异形柱的应用范围,采用有限单元法,建立了十字形钢骨混凝土异形柱的有限元分析模型．通过对十字形钢骨混凝土异形柱进行轴心受压和偏心受压的数值计算,将计算得到的荷载一位移曲线与试验结果进行比较,有限元计算的结果与试验结果吻合较好．说明了有限元方法对钢骨高强混凝土十字形截面短柱轴压和偏压承载力进行分析计算的可行性;也为钢骨混凝土异形柱力学性能的研究提供新的研究方法．     

桁架式型钢混凝土异形柱正截面承载力的试验研究

根据异形柱截面特点和型钢混凝土结构的粘结力特性,设计4根内含桁架式型钢骨架的不对称T形截面型钢混凝土异形柱试件,进行轴心和偏心压力(包括双偏压)作用下的试验研究,以揭示桁架式型钢混凝土异形柱的工作机理、破坏形态和极限承载力.试验结果表明:桁架式型钢混凝土异形柱的破坏过程与普通钢筋混凝土构件相似,横截面的平均应变基本符合平截面假定,型钢和混凝土能够保持协同工作直至极限承载力破坏,试件破坏时型钢没有屈曲.初步掌握了桁架式型钢混凝土异形柱正截面承载力破坏的一般规律,得出了桁架式型钢混凝土异形柱的承载能力比普通钢筋混凝土异形柱有明显提高的结论.     

型钢钢筋混凝土柱正截面承载力研究

本文通过12根偏压型钢钢筋混凝土(SRC)柱的试验,对型钢钢筋混凝土柱正截面发生破坏的形态、特征以及承载力等内容进行了研究。作为试验结果的补充和验证,本文采用有限条带法,对型钢钢筋混凝土柱正截面受力行为进行了全过程模拟试验分析。在此基础上,运用结构分析理论,对型钢钢筋混凝土柱正截面承载力破坏的力学模型、承载力确定原则和截面内力特征进行了分析,提出了建议的型钢钢筋混凝土柱正截面承载力简化计算公式。以相对偏心距e_0/h,长细比l_0/h为参数,对型钢钢筋混凝土柱的二阶效应进行了讨论,结合试验结果分析,提出了考虑柱二阶变形的正截面简化承载力计算公式。计算结果表明,理论分析与试验结果符合良好。     

型钢混凝土异形柱滞回性能分析

基于试验研究,采用Open Sees系统对型钢混凝土(SRC)异形柱的滞回性能进行有限元模拟,计算结果与试验结果吻合较好.根据计算结果,获得了柱端的弯矩-曲率滞回曲线,分析了P-Δ效应的影响和耗能能力.结果表明:SRC异形柱的滞回曲线饱满对称;P-Δ效应使SRC异形柱的承载力降低3.2%~12.4%,延性变差;与钢筋混凝土异形柱相比,SRC异形柱的能量耗散系数大,耗能能力强;实腹式配钢试件的滞回性能优于空腹式配钢试件.研究为SRC异形柱的工程应用提供参考.     

用ANSYS程序进行型钢混凝土偏压柱的有限元分析

在12根型钢混凝土(SRC)偏心受压柱试验基础上,以荷载偏心距e0/h,长细比l0/h为主要参数,采用ANSYS有限元分析程序,对SRC柱正截面破坏的形态、特征及承载力计算等进行了研究,较真实地模拟了型钢混凝土偏压柱在偏心荷载作用下由开裂、钢筋和型钢屈服直到构件破坏的全过程.从理论计算角度作了非线性分析,为进一步了解其力学性能和型钢混凝土压弯构件的设计提供了理论依据.     

型钢混凝土异形柱的受剪机理及承载力影响因素分析

为了揭示型钢混凝土(SRC)异形柱的受剪机理,进行了17个试件的低周反复荷载试验,试验表明:SRC异形柱的破坏形态有剪切斜压、剪切粘结、剪弯型和弯曲破坏;试验实测的荷载-应变滞回曲线反映了试件在发生剪切斜压破坏时型钢及箍筋屈服,而发生剪切粘结、剪弯型和弯曲破坏时,型钢及箍筋尚未屈服.同时也对异形柱中翼缘、截面的配钢形式、荷载加载方向、剪跨比以及轴压比等因素对SRC异形柱受剪性能的影响进行了分析;结果表明:翼缘的存在能提高异形柱的抗剪承载能力,提高的程度与截面形式和荷载作用方向等因素有关;实腹配钢试件的抗剪承载能力大于空腹配钢试件;SRC异形柱的抗剪承载力随着轴压比的增大而增大,但随着剪跨比的增大反而减小.     

十字形钢骨混凝土异形柱轴心受压承载力研究

目的设计一种新型实腹式钢骨混凝土异形柱,进一步研究这种新型构件的承载能力,得到钢骨混凝土异形柱轴心受压承载力的计算公式.方法通过对3根十字形钢骨混凝土异形柱和1根钢筋混凝土异形柱的轴心受压承载力的试验研究,对不同含钢骨率及无钢骨构件的承载力进行了对比分析.结果随着含钢骨率的增大,构件的承载力及延性也相应增加;在轴心荷载的作用下,从开始加载到混凝土开裂直至试件达到极限荷载,型钢与混凝土能保持协同工作;提出了十字形钢骨混凝土异形柱轴心受压承载力的计算公式,理论计算值与试验结果吻合较好.结论钢骨混凝土异形柱与普通钢筋混凝土异形柱相比具有更高的承载力和更好的延性.这种新型实腹式钢骨混凝土异形柱可以在工程中推广使用.     

轴心受压下十字形钢骨混凝土异形柱延性的研究

作者设计了一种新型实腹式钢骨混凝土异形柱,为进一步研究这种新型构件的受力性能,进行了3根十字形钢骨混凝土异形柱和1根钢筋混凝土异形柱的轴心受压下的静力试验,对不同含钢骨率及无钢骨构件的力学性能进行了对比分析。发现钢骨混凝土异形柱与普通钢筋混凝土异形柱相比具有更高的承载力和更好的延性。这种新型实腹式钢骨混凝土异形柱可以在工程中推广使用。     

四面受热时型钢混凝土柱的简化计算方法研究

高温作用下型钢混凝土柱的力学性能的有限元分析是进行其抗火性能设计研究的重要途径。基于型钢和混凝土材料在高温下的力学性能曲线,简化得到其计算模型,通过ABAQUS软件分析,研究了高温下型钢混凝土柱在不同时刻的温度场分布,根据分析得到的结果确定了柱截面等温曲线的位置,结合常温下型钢混凝土柱的计算公式对高温下的计算公式进行了研究,简化得到了高温下型钢混凝土柱极限承载力的计算公式,根据已有的试验资料对所推导型钢混凝土柱简化计算方法的正确性进行了分析,结果表明:利用文中简化的计算公式计算所得的型钢混凝土柱的弯矩值为865 kN,轴力值为132 kN·m,与其试验值具有一定的吻合度。     

型钢高强混凝土短柱承载力非线性分析

为了研究型钢高强混凝土短柱的性能,对具有不同型钢截面尺寸、混凝土强度等级和配箍率的型钢高强混凝土短柱进行了非线性分析.考虑矩形箍筋和型钢翼缘对核心区混凝土的约束作用,将截面划分为非限制性混凝土、半限制性混凝土、限制性混凝土、钢筋和钢骨5部分,分别采用不同的应力应变曲线.程序计算结果与试验结果吻合良好.     

CFRP加固混凝土翼缘受拉T形截面柱试验研究

目的研究碳纤维布（CFRP）加固钢筋混凝土异形柱的受力和变形性能，探讨构件截面几何参数、材料强度、材料用量等与翼缘受拉T形截面柱抗压弯承载力之间的定量关系．方法通过相同截面不同配筋量和碳纤维布粘贴量的试件进行单调一次短期加载对比试验，分析各因素对构件承载力和延性等的影响；运用力的平衡和材料的本构关系了建立构件承载力计算的力学模型．结果得到具有对比性的荷载一柱中挠度、材料应变一荷载的关系曲线并进行分析；得出碳纤维布加固钢筋混凝土翼缘受拉T形截面柱正截面抗压弯承载力计算公式．结论采用碳纤维布加固钢筋混凝土翼缘受拉T形截面柱以提高其正截面抗压弯承载力是可行的，T形截面柱加固的承载力计算公式对于类似的工程设计问题具有借鉴作用．     

钢管再生混凝土短柱承载性能有限元分析

为了分析钢管再生混凝土短柱承载性能的影响因素,试验设计了3个不同偏心距的方套方中空夹层钢管再生混凝土短柱进行单调加载,用于验证所建立有限元模型的正确性;并利用得到验证的有限元模型设计了三种截面类型（方套方中空截面、方套圆中空截面、方实心截面）共7个钢管再生混凝土短柱试件,并以偏心距及外钢管壁厚为变化参数,运用ABAQUS建立有限元模型进行静力加载分析。得到了不同偏心距及外钢管壁厚下钢管再生混凝土柱的荷载-轴向位移曲线,分析了偏心距及外钢管壁厚对钢管再生混凝土短柱承载性能的影响。分析结果表明：三种类型中方钢管中空夹层再生混凝土短柱随偏心距减小或外钢管壁厚的增加,其承载性能均有所提高;三种截面类型中,方套方中空夹层试件初期刚度最大,极限承载力最高。     

型钢混凝土异形柱框架角节点的承载力及其有限元分析

为了研究型钢混凝土异形柱框架角节点的抗震性能,进行了四个模型试件的低周反复荷载试验.结果表明,型钢混凝土异形柱框架角节点的滞回曲线饱满,抗震性能良好.在试验研究的基础上,通过有限元软件ABAQUS对试件进行了模拟分析,并与试验结果进行对比.二者符合较好.进而对承载力的影响因素进行了分析.结果表明:在一定范围内,轴向压力能提高试件的抗剪承载力;随着配钢率的增大,试件的抗剪承载力逐渐增大,在轴压比较小时,抗剪承载力增幅较大,当轴压比较大时,抗剪承载力增幅较小;水平荷载合力作用点的位置对试件的抗剪承载力影响较小.     

超高性能混凝土连接装配式柱抗震性能试验研究

为了改善装配式结构中构件连接部位的抗震性能,提出采用超高性能混凝土（UHPC）连接预制柱. 设计1个普通混凝土（NC）整浇柱和6个塑性铰区采用UHPC的装配式柱,通过拟静力试验,研究轴压比、搭接长度、配箍率、搭接段配置短钢筋对试件破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、耗能能力等的影响. 结果表明,搭接长度为8倍钢筋直径的装配式柱的各项抗震性能均高于普通混凝土整浇试件,可以实现与现浇整体柱相同的效果. 随着搭接长度的增大,装配式柱的承载力逐渐增大,变形能力与耗能能力显著提高. 在搭接区段设置短钢筋,可以提高装配式柱的受弯承载力,改变破坏形态,使塑性铰区上移. 基于试验结果,考虑UHPC的受拉作用,提出UHPC装配式柱的正截面受弯承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好.