带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件压弯剪复合作用下的滞回性能试验研究

进行了12根钢管混凝土柱(4根无脱空柱、8根带环向脱空缺陷柱)在压弯剪复合作用下的滞回性能试验,试验参数包括剪跨比和脱空率。通过试验考察带环向脱空缺陷的钢管混凝土柱在压弯剪复合作用下的破坏形态,并详细分析了脱空缺陷对试件滞回曲线、骨架曲线、刚度和耗能能力的影响。结果表明:剪跨比和脱空率对试件的受剪承载力、剪切刚度和耗能能力有较大的影响,随着剪跨比增大试件的剪切刚度减小;随着脱空率增加,试件的受剪承载力和耗能能力均降低。     

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。     

脱空缺陷对钢管混凝土压弯扭构件力学性能的影响研究

为研究脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合作用下力学性能的影响,对14根(包括6根带脱空缺陷试件、6根无脱空试件以及2根空钢管试件)压弯扭复合作用下的试件进行试验研究。以轴压比、弯扭比为主要试验参数,考察带缺陷试件的破坏模式和脱空缺陷对荷载-位移关系曲线、扭矩-转角关系曲线的影响。试验结果表明:脱空缺陷的存在对试件的破坏模式影响并不显著,但会降低试件的承载力;对于带脱空缺陷的试件,轴压比和弯扭比的增加均导致试件承载力系数有所降低。     

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.     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件滞回性能试验研究

以脱空率和轴拉比为主要参数,对4根带球冠形脱空缺陷及2根无脱空的钢管混凝土试件进行了滞回性能试验研究,考察了球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯试件的破坏模式、侧向荷载-位移滞回曲线、以及承载力的影响,分析了不同脱空率和轴拉比对带缺陷试件的滞回性能影响规律。试验结果表明:球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件的侧向荷载-位移滞回曲线及骨架线影响较小,但加剧了夹具两侧外钢管的屈曲,并使核心混凝土在跨中部位的裂缝更加密集;试件的承载力随着脱空率的增大而降低;轴拉比对无脱空试件承载力影响不明显,而球冠形脱空缺陷试件承载力随轴拉比的增大而降低。     

不同受荷条件下脱空缺陷对钢管混凝土构件的承载力和刚度的影响分析

为了解脱空缺陷对钢管混凝土在不同受荷条件下的力学性能影响,将已有报道中不同受荷条件下(压弯、拉弯、压弯扭等)带脱空缺陷试件的承载力和刚度折减系数的变化规律进行比较,并对脱空的影响规律进行探讨。结果表明:在承受压弯荷载时,偏心受压为最不利荷载条件;轴压比和轴拉比分别为压弯荷载和拉弯荷载加载路径下影响带缺陷试件承载力的重要因素;滞回作用能加剧压弯荷载加载路径下的承载力折减;轴压比为0. 3时,脱空对压弯构件承载力和刚度的影响最小;压弯荷载对带缺陷构件承载力的影响比压弯扭荷载更为不利。     

内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪性能研究

为研究内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪复合受力工作机理,完成10个内配型钢方钢管混凝土试件的压弯剪试验研究,考虑剪跨比、轴压比和型钢截面形式对构件承载力和破坏模式的影响。运用有限元对试验结果进行模拟,针对典型算例进行受力机理分析,并对影响水平承载力的不同因素进行参数分析和评估。结果表明：内配型钢方钢管混凝土压弯剪试件表现出良好的延性行为,钢管在受压侧产生明显的鼓曲变形,型钢与内部混凝土发挥着共同作用;弱轴加载试件的水平承载力比强轴加载试件平均降低13%,设置加劲肋后构件的水平承载力平均提高21%;整个加载过程中轴向荷载发生重分布,混凝土承担的水平荷载和轴向荷载最多;型钢与混凝土的相互作用力分布不均匀,受压区型钢翼缘与混凝土的相互作用更强。保持轴压比不变,当剪跨比小于0.8时,构件的水平承载力随着剪跨比的减小大幅提高;当轴压比不超过0.4时,轴力的存在可以提高构件的水平承载力。     

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...     

带脱空缺陷的不锈钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究和有限元模拟

球冠形脱空缺陷已被发现存在于钢管混凝土结构横向构件中,该脱空现象对不锈钢管混凝土拉弯构件的力学性能影响尚未明确,因此完成了8个不锈钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括4个带球冠形脱空缺陷不锈钢管混凝土试件和4个无脱空不锈钢管混凝土对比试件。试验参数为脱空率和偏心距,通过对比分析试验结果以明晰上述参数对带球冠形脱空缺陷的不锈钢管混凝土试件在偏拉作用下的力学性能影响规律。试验结果表明:在同一脱空率下,试件的承载力随偏心率的增大而减小;在同一偏心率下,试件的承载力随脱空率的增大而减小;偏心率越大,脱空缺陷对试件承载力系数影响越明显。此外,在合理选择不锈钢管与混凝土本构关系的基础上,建立了带缺陷的不锈钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合良好。