高温后方钢管混凝土双向压弯构件的承载力计算方法

目的评估高温作用后钢管混凝土双向压弯构件的残余承载力.方法对高温作用后方钢管混凝土双向偏压构件进行了数值计算、试验研究和理论分析.结合16个方钢管混凝土柱高温后双向偏压承载力的试验研究,对数值计算程序进行了验证,在试验数据和数值计算基础上,分析高温作用后方钢管混凝土双向压弯构件的承载力损伤系数kr的主要影响因素.结果经回归分析得到kr表达式,将kr与常温下计算公式相结合,得到高温后钢管混凝土双向压弯构件残余承载力的简化计算方法.将简化计算值与试验结果、数值计算进行比较发现三者吻合较好.结论笔者提出的简化计算方法是有效的,可为灾后钢管混凝土的损伤评估及修复加固提供技术支持.     

考虑扭转的矩形钢管混凝土双向偏压构件静力性能

在纤维模型法基础上,建立了能够考虑矩形钢管混凝土双向偏压构件截面变形轴扭转的计算方法,编制了非线性分析程序RA,分析了双向偏心荷载对矩形钢管混凝土轴向承载力及跨中截面变形轴扭转的影响.结果表明:程序计算结果与试验结果吻合良好;由欧洲规范4和我国规范计算矩形钢管混凝土双向偏压构件的轴向承载力(Nu)偏高于试验结果;双向偏心荷载严重降低了矩形钢管混凝土构件的轴向承载力.     

GFRP管混凝土组合构件偏心受压力学性能数值分析

为了研究影响GFRP管约束混凝土柱的偏心受压力学性能的因素,利用有限元软件ABAQUS建立了GFRP管混凝土柱偏心受压模型,并分析了GFRP管纤维缠绕角度、GFRP管管壁厚度、混凝土强度等级以及含钢率等因素对构件偏压力学性能的影响,对数据进行回归处理并得到偏心受压承载力公式.结果表明:数值计算结果与试验结果吻合良好;增加GFRP管管壁厚度、提高混凝土强度等级以及增加含钢率均能提高组合柱偏压承载力,偏心受压承载力公式计算结果与试验结果吻合较好.     

方钢管-钢骨混凝土偏压柱正截面承载力分析

为了进一步研究方钢管-钢骨混凝土偏心受压柱的力学性能,采用叠加法推导了其在钢管、钢骨受拉、受压区屈服条件下的承栽力计算公式;分析了长细比、偏心率、套箍率、配骨率等参数对偏压构件承载力的影响;通过算例对偏压柱正截面承载力的计算过程进行了演示。结果表明：偏心率的增大使承载力迅速降低;随着长细比的增加,构件的承载力呈直线下降;套箍率、配骨率的增加可以显著提高构件的承载力;得出的偏压承载力的计算公式可用于承载力复核,为方钢管一钢骨混凝土偏压柱设计提供参考。     

钢管自密实混凝土加固柱偏压性能有限元分析

提出钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的新型复合加固方法,介绍了1个原柱和3个钢管自密实混凝土复合加固柱的偏压试验,结果表明复合加固后柱的承载力与延性大幅提高,复合加固柱的承载力随偏心距的增大而减小.采用有限元软件ANSYS对钢管自密实混凝土加固偏压柱的受力全过程进行了分析,计算得到试件的荷载-变形曲线与试验结果吻合良好.在此基础上,对复合加固柱进行参数分析,分析钢管壁厚,自密实混凝土强度及偏心距对复合加固柱的承载力的影响.研究表明:偏心距与钢管壁厚对复合加固柱的承载力影响较为明显,自密实混凝土强度影响较小.     

方钢管混凝土偏压柱受力性能的试验研究

以偏心率、长细比和混凝土强度为参数,通过15根方钢管混凝土柱的偏心受压试验,研究了该种构件的受力性能.结果表明,偏心率和长细比是影响方钢管混凝土柱承载力的主要因素,随偏心率增大,紧箍力对提高核心混凝土强度的作用逐渐减弱,构件的承载力明显降低,混凝土强度对承载力的影响随偏心率增加逐渐减小.     

截面长宽比对矩形钢管高强混凝土力学性能的影响

采用数值分析方法分析了矩形钢管高强混凝土轴压短柱、偏压短柱、轴压长柱、偏压长柱及受弯构件的力学性能,理论分析结果和试验结果进行了对比,两者吻合较好。在此基础上利用数值分析程序,通过大量算例的计算,分析了截面长宽比对矩形钢管混凝土轴压、偏压构件及受弯构件力学性能的影响.研究结果表明:截面长宽比在1.0~1.6内变化时对矩形钢管混凝土轴压构件承载力的影响很小,对构件纵向应力-应变关系曲线的下降段有较显著影响;当长细比相同时,截面长宽比对压弯构件相关曲线的影响也较小;矩形钢管混凝土绕强轴的抗弯承载力和刚度随着截面长宽比的增加而增大,绕弱轴的变化规律正好相反.     

CFST柱和RC柱偏压性能比较

为了研究钢管混凝土柱在偏压荷载下的力学性能,对已有的偏压荷载钢管混凝土柱进行了有限元模拟,并与试验结果进行了比较.在此基础上,分别模拟了同等条件下钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱的受力性能,对比分析了它们的破坏形态、承载力、挠度变形等力学性能.研究结果表明:相同条件下,钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱更具有延性,钢管混凝土柱轴力比钢筋混凝土柱高约25%,弯矩高约40%;最大荷载时,钢管混凝土柱跨中截面的挠度为钢筋混凝土柱的1.67倍,极限荷载时为2.30倍;钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱承载力随着偏心率的增大而减小,与构件性质无关.长细比对构件破坏性质有明显影响.     

圆CFRP—钢管混凝土偏压构件荷载—变形关系分析

目的 深入了解圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的静力性能.方法 以试验研究为基础,依据圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系,采用纤维模型法模拟圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的荷载-变形关系;分析了长径比和偏心率对圆CFRP-钢管混凝土偏压构件力学性能的影响.结果 圆CFRP-钢管混凝土偏压构件荷载-变形关系曲线可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和软化阶段.结论 计算值与试验值吻合良好且偏于安全.     

高温后方钢管再生混凝土偏压力学性能

为了深入研究高温后方钢管再生混凝土在偏心受压作用下的力学性能,使用有限元模拟软件ABAQUS分析了不同温度、不同取代率及不同偏心率对方钢管再生混凝土短柱的影响.通过建立模型并与试验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性.典型曲线分析结果表明,随着温度的升高,极限承载力呈逐渐降低的趋势;当经历温度相同时,随着取代率的升高,极限承载力缓慢降低,降低幅度不明显;随着偏心率的增大,剩余承载力逐渐减小,下降幅度明显.     

钢管混凝土柱偏压承载力新公式

为了研究钢管混凝土柱偏压承载力计算公式,在对比钢筋混凝土柱和钢管混凝土柱的基础上,分析了二者的组成特点,并通过类比理论研究相对比较成熟的钢筋混凝土柱的偏压计算公式.采用平截面假定,通过静力平衡条件、几何变形条件和物理条件,根据钢管混凝土柱偏压受力特点,从理论上推导了钢管混凝土柱的大、小偏压承载力计算公式,为钢管混凝土柱偏压承载力计算提供了一种新算法,对钢管混凝土的理论发展及推广应用提供了依据.     

低周反复扭矩下钢筋混凝土复合受扭构件的受扭性能研究

为了合理的设计反复扭矩下箱形截面钢筋混凝土双向压弯剪构件的受扭承载力的方法,通过对六个箱形截面钢筋混凝土试件进行了双向压弯剪作用下的受扭性能试验,得到了构件在反复扭矩作用下的裂缝发展规律及破坏特征,扭矩-扭转角曲线特性、耗能能力,并讨论了轴压比和相对偏心距对构件受扭性能的影响.基于变角空间桁架模型得出了构件的承载力相关方程,并结合规范推导出一个实用公式,其计算值与试验值符合较好,且偏于安全,具有一定的参考价值.     

圆钢加固钢管混凝土偏压构件弯曲性能提升机制

为探索拱腹焊接圆钢对钢管混凝土偏压构件弯曲性能的提升机制，在ABAQUS软件中建立了圆钢加固钢管混凝土梁数值模型，并采用试验数据验证了模型的合理性。通过分析圆钢加固钢管混凝土偏压构件的弯矩-挠度曲线、弯矩-纵向应变曲线、环向应变曲线、约束指数和中性轴偏移规律，揭示了焊接圆钢对钢管混凝土偏压构件弯曲性能的提升机制。进一步，分析了圆钢直径以及构件长细比对圆钢加固钢管混凝土偏压构件弯曲性能的影响规律。结果表明：焊接圆钢可以降低截面中性轴的位置，增大受压侧钢管环向应变，从而提高了受压区混凝土面积，增强了受压侧钢管对混凝土的约束作用，进一步提升钢管混凝土偏压构件的抗弯承载力和弯曲刚度，并且圆钢直径越大提升幅度越高；圆钢加固钢管混凝土偏压构件的极限弯矩随着轴压比的增加而减小，减小的幅度随着圆钢直径和构件长细比的增加而增大，焊接圆钢提升大长细比偏压构件弯曲性能的效果更好，且对大长细比构件弯曲性能的提升效果随着轴压比的增加而增大。     

大长细比钢管混凝土轴压柱的力学性能

通过16根大长细比钢管混凝土轴心受压柱的实验，对构件的力学性能进行了研究，并对其影响因素进行了分析，给出了轴压稳定承载力的计算公式，最后对《钢－混凝土组合结构设计规程》中有关钢管混凝土长柱的规定进行了讨论，研究表明设计规程是安全可靠的。     

高强单角钢一端偏心压杆极限承载力试验研究

为了研究输电塔中Q460高强角钢一端偏心压杆受力性能,通过试验与理论计算方法分析了受压试件的整体稳定和局部屈曲情况,试件轴心端采用球铰和双刀口支座模拟,考察了不同端部条件和残余应力等对角钢受力性能的影响,结果表明：试件轴心端无论采用球铰支座或双刀口支座形式,均能较准确反映角钢构件的受力性能,残余应力对试件承载力影响小于5％。比较了试验、有限元法、美国《输电铁塔设计导则》（ASCE10—1997）和中国《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL／T5154—2002）对角钢极限承载力值的不同处理方法,指出采用DL／T5154—2002标准计算方法对高强钢杆件承载力得出的结果偏保守,在此基础上,提出了对实际材料强度除以抗力分项系数rR=1．111后改造的ASCE设计方法。     

钢管混凝土压扭、弯扭构件承载力相关方程

本文在对钢管混凝土压扭、弯扭构件进行全过程分析结果的基础上，推导了钢管混凝土压扭和弯扭构件承载力相关方程．采用相关方程计算钢管混凝土压扭和弯扭构件的承载力，方法简便，符合实用原则，并且和轴压、纯弯及纯扭构件承载力计算公式相衔接．最后，本文提供了压扭和弯扭构件设计公式．     

玄武岩纤维改性HSCC柱偏心受压试验研究

为研究玄武岩纤维的加入对高强自密实混凝土长柱受力性能的改善作用,以玄武岩纤维体积掺量0.1%和0.2%、长度15 mm和30 mm为参数,设计制作了10个长细比为6的高强自密实混凝土长柱,进行偏心受压试验。结果表明：玄武岩纤维的加入,可明显改善高强自密实混凝土柱偏心受压的受力性能、延性;大、小偏心受压构件开裂荷载分别提升20.7%、11.8%,极限承载力最大增幅为18.2%、16.7%;大、小偏心构件受压过程中,玄武岩纤维的加入使应力峰值对应的混凝土应变受到较为显著的影响,当达到大极限承载力时,最大的拉、压应变下降25.0%、15.0%;由于玄武岩纤维的作用,大偏心受压试件达到极限承载力时,跨中最大挠度提升7.6%,提高了构件变形能力,但纤维长度、体积掺量改变引起的挠度效应不大。     

Q460高强角钢轴心受压构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强角钢轴压构件的受力性能,采用静力试验对试件破坏状态和稳定承载力进行分析,两端设置球铰、单刀口铰和双刀口铰支座,分析了不同铰接方式对构件受力性能的影响。结果表明,采用不同支座均能很好地反映杆件的受力性能;短构件的极限承载力由钢材强度控制,长细比变化对其影响很小,长细比等于30和45的试件以局部破坏为主,长细比等于60和80的杆件以整体弯曲失稳为主。比较试验和各规范理论计算结果发现,试验值显著高于中国DL/T 5154—2002杆塔技术规定计算值,与美国ASCE 10—97导则计算值吻合较好。     

预应力钢管混凝土组合结构受弯构件计算理论及应用研究

针对普通钢管混凝土结构有良好的抗轴心受压性能，但没有明显的抗弯优势这种现象，提出一种新的组合结构型式--预应力钢管混凝土结构，它充分发挥预应力束的高强抗拉性能和钢管混凝土结构的良好抗压性能。在受力机理分析基础上提出了新结构的承载能力的计算方法，通过具体工程实例分析比较得出预应力混凝土结构具有良好的抗弯性能，大大扩大了钢管混凝土结构的应用范围。