水下不分散混凝土短柱轴心受压性能研究

大量水下工程的建设,对于水下不分散混凝土的材料性能和配筋梁构件的抗弯性能,国内外已有研究,但是对于水下不分散混凝土柱的受压性能,还未见报道。本文完成了水下不分散混凝土短柱的轴心受压实验,研究了受力性能,主要包括柱的破坏形态和承载能力等,并与普通混凝土柱进行了对比实验。基于实验结果的分析,探讨了现行规范中针对普通混凝土柱的计算方法对水下不分散混凝土柱的适用性。     

再生混凝土柱轴心受压性能试验

本文通过对再生混凝土柱和普通混凝土柱的轴心受压对比试验,研究了再生混凝土柱的受力性能,主要包括破坏形态和承载能力,基于试验结果的分析,探讨了现行规范(GB50010)中针对混凝土柱的计算方法对再生混凝土柱的适用性。     

再生混凝土柱轴心受压性能试验

本文通过对再生混凝土柱和普通混凝土柱的轴心受压对比试验,研究了再生混凝土柱的受力性能,主要包括破坏形态和承载能力,基于试验结果的分析,探讨了现行规范(GB50010)中针对混凝土柱的计算方法对再生混凝土柱的适用性.     

CFRP-混凝土-钢管组合柱轴心受压性能的有限元分析

采用有限元方法对碳纤维增强塑料(CFRP)-混凝土-钢管组合柱轴心受压性能进行了分析.结果表明,通过合理选择材料的本构模型和单元类型,有限元方法可以较好对组合柱的性能进行分析和评价.同时表明,该新型的组合柱有较大的强度和较好的延性,且各部分受力特性充分利用各材料承力特性,发挥各自的优点,具有很好的力学性能.本文并对钢管和CFRP的应力发展和轴向应力沿径向分布进行了分析,最后经线性拟舍得到核心混凝土的强度和极限应变表达式.     

配有双圆钢管的钢骨混凝土柱轴心受压承载力研究

针对配有双圆钢管的钢骨混凝土柱的轴心受压承载力分析方法进行了研究,基于核心区混凝土、外围混凝土和钢管、钢筋的材料本构关系,建立了钢骨混凝土柱的有限元分析模型,分析了轴心受压承载力的计算方法及原理,对已有的承载力计算公式进行了改进,并通过工程实例的计算结果与有限元分析结果的对比进行了验证。     

钢管混凝土核心短柱轴心受压承载力的研究

在前人试验的基础上对钢管混凝土核心短柱轴心受压承载力的计算方法进行初步探讨,提出了两个建议公式并分别比较其计算结果与试验结果,作出定量的评价。     

配有圆钢管的钢骨混凝土短柱轴心受压正截面受压承载力的试验研究

根据9根轴心受压的配有圆钢管的钢骨混凝土轴心受区短柱的正截面承载力试验结果，结合全截面非线性数值分析，提出了轴心受压柱正截面受压承载力的计算公式。     

钢骨-钢管混凝土柱轴心受压承载力数值分析

利用材料破裂过程分析RFPA系统,对钢骨-钢管混凝土组合柱的承载能力进行了数值模拟.通过与素混凝土柱和钢管混凝土柱的承载能力的对比,发现由于钢骨、钢管和混凝土的协同工作,该种组合柱不但具有很高的承载能力,而且延缓或抑制了混凝土中剪切裂缝的开展,提高了柱子的延性,对于提高建筑物的防倒塌能力具有重要意义.     

轴心受压方钢管-钢骨混凝土组合长柱力学性能的非线性有限元分析

基于钢管-钢骨高强度混凝土轴压组合长柱轴压试验,利用大型有限元软件ANSYS建立三维有限元数值分析模型,并对建立的模型进行非线性有限元数值模拟,分析方钢管-钢骨高强度混凝土组合长柱在轴心压力作用下的力学性能。有限元计算出来的荷载-轴向应变曲线、极限承载力和延性系数与试验结果吻合较好,证明所建立三维有限元模型和分析结果是可靠有效的;在此基础上,利用有限元模拟对若干影响组合长柱受力性能的因素进行了分析。研究表明:组合长柱截面含骨率与混凝土轴心抗压强度对方钢管-高强度混凝土组合长柱的荷载-轴向应变曲线、极限承载力和延性系数有重要影响;随着方钢管厚宽比的增大,方钢管-高强度混凝土组合长柱的屈服承载力和极限承载力均有明显的增加。     

再生混凝土柱受压性能试验研究

完成了6根不同再生骨料取代率下的轴心、偏心柱受压试验,研究了再生混凝土柱的破坏形态和承载力等受压性能,并与普通混凝土柱进行对比分析,基于试验结果的分析,探讨了现行规范受压承载力的计算方法对于再生混凝土柱的适用性.     

钢骨-T形钢管混凝土短柱轴心受压试验研究

为避免柱角凸出室内,方便房间布置,提出一种适用于中高层建筑的重载组合柱———钢骨-T形钢管混凝土柱。考虑配骨指标、套箍指标等参数的影响,应用正交试验方法设计试验构件,通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-纵向应变曲线和强度承载力,分析各参数对试件轴心受压力学性能的影响。通过试验值的回归和理论计算值的比较,提出钢骨-T形钢管混凝土短柱轴心受压承载力计算公式。试验表明,钢管、混凝土和钢骨三者能很好地协同工作,柱承载力较高。所提出的计算公式可供工程设计参考。     

Polymer concrete-filled steel tubes under axial compression

Concrete-filled steel tubular (CFT) structures are rapidly emerging as one of the inevitable structural systems for earthquake resistance, as they have been known to exploit the best attributes of both steel and concrete, resulting in higher stiffness, strength and ductility. However, the limitations imposed by certain drawbacks of cement concrete and which are not alleviated or moderated by the encasing steel tube, e.g. its high shrinkage, creep, brittleness, reactivity and low tensile strength, may be a hindrance to the rapid and diversified application of CFTs, in line with current emphasis on ductility-based seismic design. In this context, studies are presently being conducted on filled steel composite members, employing lighter, more ductile, high tensile strength and inert polymer-based fill materials for the steel tube. Findings of these studies relating to the elasto-plastic response of filled steel composite stub columns subjected to axial compression highlight the significant increase in strength and/or ductility of epoxy polymer concrete-filled steel columns.     

薄壁圆钢管混凝土柱轴压极限承载力分析

为了研究薄壁圆钢管混凝土柱轴压极限承载力是否适用CECS:2012《钢管混凝土结构技术规程》提供计算式,制作了不同壁厚(t=0.92、1.42、1.92 mm)、不同高度、不同钢管强度的9根圆钢管混凝土柱构件进行试验研究;试验结果表明薄壁圆钢管混凝土柱依然有很好的承载力及延性;对构件极限承载力对比发现,试验结果与按构件实际强度计算结果基本吻合,表明薄壁圆钢管混凝土柱轴压极限承载力依然适用《规程》提供计算式,且按《规程》提供计算式偏于保守,并根据试验结果对薄壁圆钢管混凝土柱的极限承载力取值进行了建议。     

开孔钢板加劲的矩形钢管钢纤维高强混凝土柱轴压试验研究

为探明加劲肋类型、开孔钢板（PBL）开孔间距、钢纤维体积掺量、混凝土强度等级等对矩形钢管钢纤维高强混凝土（SFRHC）柱轴压破坏模式的影响规律,对10根柱进行了轴压性能试验,得到了其荷载-压缩变形曲线、位移延性系数、耗能指标和破坏模式。研究结果表明：与PBL加劲试件相比,钢板加劲试件和未加劲试件的位移延性系数分别降低11.9%和10.4%,耗能指标分别降低8.3%和5.6%, PBL加劲肋能有效加强钢管与核心混凝土的组合作用。掺入体积率为0.8%钢纤维的PBL加劲试件,其位移延性系数和耗能指标分别提高12.5%和42.3%,钢纤维体积率为0.8%~1.2%时,试件位移延性系数和耗能指标明显提高。加劲SFRHC柱为肋间管壁局部外鼓破坏,PBL加劲柱的破坏位置均位于PBL开孔处,未加劲SFRHC柱为管壁外鼓破坏,对应钢板屈曲处核心混凝土表现为压碎破坏,钢纤维被整体拔出;加劲SFRHC柱沿高度方向破坏位置明显下移,钢板加劲肋和PBL加劲肋均能有效分担轴向荷载。     

圆钢管混凝土轴压短柱弹塑性全过程分析

钢管混凝土短柱在轴心受压下的力学性能作为钢和混凝土组合结构的一个基本力学问题历来受到国内外学者的广泛关注。基于钢管混凝土构件中钢管与核心混凝土相互作用,采用Xiao提出的约束混凝土八面棱柱体应力-应变本构模型及相应的破坏和流动准则,结合经典塑性力学中钢材的各向同性线性强化模型,采用增量法对钢管混凝土轴压短柱进行全过程非线性力与变形分析。研究了钢管和混凝土在整个受力过程中的不同状态,考虑了16种钢管和混凝土之间的约束情况,利用Visual Basic语言编写计算程序计算输出各分类情况下钢管和混凝土在每一增量步下的应力和应变增值。通过与已有试验数据进行比较验证了所提出方法的有效性。     

Buckling of fixed-ended concrete-filled steel columns under axial compression

In recent years, due to a relatively high price increase of nickel alloys, there is an increase in demand for lean duplex stainless steel (LDSS) with a low nickel content of ~1.5%, such as grade EN 1.4162. LDSS offers roughly twice the strength compared to austenitic stainless steels and has great potential for expanding future structural possibilities, enabling a reduction in the section sizes leading to lighter structures. This paper reports the buckling behavior of fixed-ended concrete-filled LDSS tubular (CFDSST) columns with L-, T-, and +-shape (Non-Rectangular Sections or NRSs) sections and a representative square section with varying lengths through Finite Element (FE) analysis. The purpose is to compare and assess the strength and deformation characteristics as well as the failure modes of such columns. It is seen that concrete-filled tubular columns with NRSs offered a better performance for all lengths considered, especially the T-shaped and +-shaped sections, in terms of strength. The influence of the cross-sectional shapes on the ε _u becomes less significant with increasing λ, but becomes increasingly significant with decreasing λ. The design standards show over conservative results for square and L-shape sections and conservative for T-shape and +-shape sections.     

钢管混凝土受轴向局压荷载时的工作机理研究

采用通用有限元软件ABAQUS对钢管混凝土受轴向局压荷载时的工作机理进行了研究。计算和分析钢管混凝土受局压时的荷载-变形全过程关系曲线,计算曲线与实验曲线吻合较好。通过分析局压面积比、截面含钢率、钢材和混凝土强度以及端板刚度等对钢管混凝土局压力学性能的影响规律,较深入地认识了钢管混凝土受轴向局压荷载时的工作机理。研究表明,在距局压端高度约0.8倍截面直径或1.0倍截面边长的局压影响区内,核心混凝土局压承载强度与塑性性能有所提高,此局压影响区随局压面积比的增大而减小;随着含钢率和钢材强度的增加,钢管混凝土的局压承载力与塑性性能提高;随着混凝土强度的增加,钢管混凝土局压承载力提高,塑性性能降低;随着端板刚度的增加,局压受力性能趋近于全截面受力的情况。最后,在系统参数分析结果的基础上,提出钢管混凝土局压承载力实用计算方法。     

钢管地聚物混凝土柱轴向重复受压性能试验研究

为探究钢管地聚物混凝土柱轴向重复受压性能,制作了4根钢管地聚物混凝土中长柱和8根钢管地聚物混凝土短柱,对其进行了轴向重复受压试验,观察结构的行为表现及破坏模式,分析其荷载 位移曲线、骨架曲线、特征荷载与位移、延性、刚度退化曲线、荷载 残余位移曲线、耗能等内容。结果表明：钢管地聚物混凝土中长柱破坏模式为典型的弹塑性破坏,而短柱则为材料破坏;长径比不同,试件的荷载 位移曲线变化趋势略有不同,但其刚度退化曲线变化规律类似;地聚物混凝土强度、外套钢管壁厚、长径比,对试件的承载能力、平均压缩力和耗能能力影响显著。研究结果表明钢管地聚物混凝土承载能力良好,为其试验研究和工程应用提供了参考。     

圆端形钢管混凝土柱偏压性能研究

圆端形钢管混凝土柱具有外观优美、截面布置灵活、承载力高和施工方便等优点,已被应用于实际工程中.为了研究圆端形钢管混凝土长柱的偏压性能,完成了 12根圆端形钢管混凝土柱的偏压试验,变化参数为偏心距和长细比.结果表明:该类柱的承载力随偏心距和长细比的提高而降低,而其延性随偏心距和长细比的提高而增加;达到峰值荷载前,圆端形钢...     

轴向力作用下方钢管混凝土柱的非线性分析

利用ANSYS程序对方钢管混凝土的受力性能进行非线性有限元数值分析，得出混凝土在轴向力作用下的等效应力应变曲线，对方钢管混凝土中内填混凝土的力学性能有了更好的了解。