圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压承载力研究

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力计算方法,进行了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在不同加固钢套管厚度下的轴心受压试验,在试验结果的基础上,考虑混凝土三向受压Richard公式与蔡绍怀公式,根据叠加法与极限平衡法建立了圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱的轴压承载力公式。研究结果表明,对比国内外规程,利用叠加法且考虑蔡绍怀公式计算出的承载力与试验结果吻合度最高。     

圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压试验研究

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力,进行了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在不同加固钢套管厚度下的轴心受压试验。试验结果表明：加固试件的强度和延性由于钢套管的约束均得到成倍的提高,并且随着圆形钢套管管壁的增厚,试件的承载力增大,延性变好。     

考虑二次受力圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压承载力研究

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在二次受力下的基本力学性能,首先进行了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和2根圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压试验,其中1根柱通过对其施加后张预应力来模拟构件加固前的初始轴压力;其次,依照试验参数,应用有限元数值模拟加固柱在不同轴压比下的力学性能;最后建立了圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在二次受力下的轴心受压承载力计算公式.结果表明:无论是否有初始轴压力,加固柱承载力均比未加固柱高很多,但是二次受力下的加固柱的轴心受压承载力会略有降低,且承载力会随着轴压比的增大而减小;应用有限元数值模拟的结果和应用承载力公式计算出的结果均与试验结果吻合良好.     

圆形钢套管加固混凝土柱偏心受压性能研究

对18根圆形钢套管加固混凝土柱进行偏心受压试验,研究该构件在不同偏心率和初始受力情况下的力学性能。研究结果表明,加固构件的承载力随着偏心率的增大而降低,初始受力的大小对其影响不显著。通过编制非线性数值分析程序NU分析构件的力学性能,理论分析结果与试验结果的对比表明,两者吻合较好。最后,采用参数分析结果拟合的方法提出偏心率影响系数φe计算公式,计算公式与试验结果吻合较好,并对该偏心率影响系数φe的取值进行讨论。     

钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压试验研究

通过对6根粘贴钢套管加固的方形截面混凝土试件和3根未加固的对比试件的试验,研究了钢加固混凝土短柱的轴心受压性能和约束机理。6个被加固试件中,其中3个试件在加固前施加了预压荷载。试验研究发现预先受力试件的承载力和极限变形能力略小于一次受力试件,但不论是在一次受力还是预先受力状态下,钢加固都能有效的提高混凝土短柱的抗压承载力。     

圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在单调水平荷载作用下力学性能研究

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土柱在单调水平荷载作用下的力学性能,参考现有文献,进行了36根圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在轴压比、剪跨比、二次受力、加固模式4种参数下的有限元数值模拟.试验结果表明:圆形钢套管加固钢筋混凝土柱相比钢筋混凝土对比试件,峰值承载力显著提高,抗剪能力增强.同时,圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的延性系数均大于钢筋混凝土对比试件.最后,建立圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱抗剪承载力实用公式,并将其与其他学者的计算公式进行比较,为此类加固法的设计计算提供参考.     

FRP加固钢筋混凝土轴心受压柱的承载力研究

针对目前FRP加固钢筋混凝土轴心受压柱的研究情况,通过对影响FRP加固效果主要因素的探讨,引入了应变滞后因子和双参数含纤维特征值与约束比,建立了新的FRP加固钢筋混凝土轴心受压柱的承载力计算公式,并提出了该公式的应用范围及适用条件。     

预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

通过5根预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱轴心受压试验,研究了受损柱在预应力钢绞线加固后的破坏特征和破坏机理,以裂缝宽度作为受损指标,对比了不同受损程度下加固柱的极限承载力和延性。试验结果表明,预应力钢绞线加固方式充分发挥了钢绞线的约束能力,极大地改善了原构件的力学性能;受损柱极限承载力得到了提高,其延性也得到了明显的改善。在分析其破坏机理的基础上,提出了预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱的极限承载力计算公式,为该加固方式的应用提供了参考依据。     

高延性聚酯纤维加固钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

通过对10根采用高延性聚酯纤维加固技术(SRF)加固钢筋混凝土柱和1根未加固钢筋混凝土柱的轴心抗压对比试验,对高延性聚酯纤维SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压性能进行研究,研究加固间距、混凝土强度等级、纤维带层数、柱长细比对加固效果的影响,然后推导出SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压承载力的实用算式。试验结果表明:高延性聚酯纤维能够明显提高钢筋混凝土的承载能力,并且能改善构件的变形能力,避免构件出现脆性破坏,纤维带的加固形式和间距的大小对加固效果的影响较大,SRF加固钢筋混凝土柱的承载力和延性随着纤维层数的增多而明显提高。     

偏心受压矩形钢管混凝土短柱承载力研究

研究了偏心受压时矩形钢管混凝土中受压区钢管对混凝土的紧箍力计算方法,根据莫尔强度准则导出了受压区混凝土强度的计算公式,并以极限平衡理论为基础,推导了偏心受压矩形钢管混凝土短柱承载力的计算公式;制作了10个相同含钢率的矩形钢管混凝土短柱,按不同的偏心率进行加载试验,测出其极限承载力,并将计算结果和试验结果进行了比较,结果吻合较好.     

圆钢管约束超高性能混凝土短柱轴压受力性能研究

为研究钢管约束超高性能混凝土（UHPC）短柱的套箍效应和轴压承载力,进行了12根钢管约束超高性能混凝土短柱的轴压试验,分析其破坏模式、变形及受力全过程。试验结果表明：钢管约束超高性能混凝土轴压短柱破坏模式与套箍系数相关,随着套箍系数的增大,轴压短柱分别出现剪切破坏、混合破坏和腰鼓破坏;套箍系数较小（0.43~0.52）的短柱,其破坏全过程中弹塑性段较短,表现出较明显的脆性破坏,当套箍系数较大（1.21~1.80）时,短柱破坏时的塑性明显增强。基于试验验证的有限元模型,参数分析表明,钢管套箍效应产生的承载力提高系数介于1.2~1.4之间;在0.43≤ξ≤1.08范围内,承载力提高系数随套箍系数增大而增大,建议径厚比的取值范围为12.0~23.0。通过对现有钢管约束混凝土承载力计算方法分析,提出了钢管约束超高性能混凝土轴压短柱承载力计算方法,其计算结果与试验结果吻合良好。     

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土圆形截面短柱轴压性能试验研究

提出外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的复合加固方法。通过11个加固钢筋混凝土圆形截面短柱试件（其中2个为增大截面加固柱试件、9个为复合加固柱试件）和2个未加固钢筋混凝土圆形截面短柱试件的轴压试验,对不同方法加固的钢筋混凝土圆形截面短柱承载力、刚度和延性进行研究,分析加载方式、含钢率、后浇自密实混凝土强度、界面处理方式等因素对复合加固柱轴压性能的影响。试验结果表明：复合加固柱试件的承载力和延性均优于未加固钢筋混凝土圆柱试件和增大截面加固柱试件。仅核心混凝土受压的试件承载力略大于全截面受压的试件;随着含钢率的增大,复合加固柱试件的承载力和延性提高显著;随着后浇自密实混凝土强度的提高,复合加固柱试件的承载力略有提高,但延性有所下降;界面处理方式对复合加固柱试件轴压性能影响不显著。在试验研究的基础上,提出复合加固钢筋混凝土圆形截面短柱的承载力计算式,得出的计算结果与试验结果吻合良好。     

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。     

CFRP-薄壁圆钢管混凝土轴压短柱试验研究

进行了以CFRP为套箍指标主导的大钢管径厚比CFRP-薄壁圆钢管混凝土轴压短柱的轴压试验,观察了其破坏形态与变形特征,测得了CFRP和钢管的荷载-应变关系曲线。分析了CFRP-薄壁圆钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形曲线,探讨了套箍指标对试件受力性能和延性的影响,阐述了区别于普通CFRP-圆钢管混凝土轴压短柱的破坏过程。结果表明:CFRP-薄壁圆钢管混凝土轴压短柱的破坏形态为CFRP断裂引发钢管径向鼓曲破坏;在塑性上升阶段,CFRP能延缓钢管的屈服速率,同时CFRP被赋予一定的塑性,构件在这一阶段具备一定的加劲特征,而钢管混凝土试件呈现软化特征;CFRP套箍指标对构件的极限承载力和延性影响较大,钢管套箍指标的影响相对较弱。     

方形钢管混凝土短柱轴压承载力计算方法对比

以方形钢管混凝土短柱的轴压承载力为研究对象,总结了现有的几种计算理论及计算公式,通过各公式的计算结果与试验结果的对比表明,基于叠加原理的EC4(2004)公式较其他规范公式在计算方形钢管混凝土轴压强度时有更好的适用性。     

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。     

圆钢管钢纤维活性粉末混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究圆钢管钢纤维活性粉末混凝土（RPC）短柱的轴压性能,完成了7根外径219~273mm的圆钢管钢纤维RPC短柱轴压性能试验,分析了套箍系数、径厚比对轴压试件荷载-应变曲线和破坏特征的影响。结果表明：套箍系数ξ在0.63~0.88时,荷载-位移曲线在峰值荷载后出现下降段,短柱呈现剪切破坏模式;当ξ≥1时,在到达峰值荷载后,荷载下降幅度明显减小或出现回升趋势,短柱呈现腰鼓形破坏模式。在达到峰值荷载的85%之前,试件处于弹性阶段,钢管纵向应变大于横向应变;弹塑性阶段,钢管横向应变增加较快,其横向变形系数超过钢管的泊松比并逐渐增大,钢管对RPC的约束作用不断增强。随着混凝土抗压强度提高,其横向变形系数减小,钢管对核心区RPC约束效果降低。     

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。     

带T形钢的内置钢管混凝土组合柱轴压性能研究

为研究带T形钢的内置钢管混凝土组合柱(简称组合柱)的轴压性能,以T形钢翼缘宽度、翼缘厚度、腹板高度和体积配箍率、截面形式为试验参数,按照缩尺比例1∶3设计并制作了9个带T形钢的内置圆钢管混凝土组合柱、1个带T形钢的内置方钢管混凝土组合柱和1个十字形钢混凝土组合柱并对其进行轴压试验,研究组合柱的破坏形态、荷载-位移曲线、应变发展规律,并分析组合柱的受力机理和各参数对其轴压性能的影响;采用ABAQUS软件建立有限元模型,对比峰值荷载、峰值荷载时有限元与试验得到的组合柱的混凝土损伤和钢材破坏形态,在验证模型正确的基础上,进一步研究组合柱材料属性(混凝土强度、钢材强度)和几何参数(T形钢翼缘(腹板)尺寸、钢管径厚比)对其轴压性能的影响。研究结果表明：峰值荷载后,在箍筋和T形钢板的共同约束作用下,钢管外围混凝土性能得到改善,组合柱延性较好;钢管外围混凝土强度等级从C40提高至C80,峰值荷载提高25%～28%,而提高钢管内混凝土强度等级对提升峰值荷载效果不显著,建议钢管内混凝土强度不宜大于钢管外混凝土强度;钢管径厚比宜在10～18内取值,可显著改善该类组合柱的延性。