长期荷载作用对钢管混凝土叠合柱力学性能影响

为研究长期荷载作用对钢管混凝土叠合柱力学性能的影响规律,对考虑长期荷载作用影响时构件的荷载-变形曲线进行了全过程分析.基于合理的材料本构关系模型,采用有限元法建立了长期荷载作用下叠合柱力学性能分析模型,对长期荷载作用下叠合柱的工作机理以及影响叠合柱承载力的参数进行了细致分析.结果表明:考虑长期荷载作用影响时,叠合柱的承载力降低且对应的跨中挠度增大;随着截面含钢管率的增大,在长期荷载作用阶段,叠合柱中钢管混凝土承担由钢筋混凝土卸下荷载的比例增大;当长细比大于10时,随着长细比、外包混凝土强度的增大及截面含钢管率、截面配筋率的减小,长期荷载作用下叠合柱的承载力出现下降.     

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.     

内置钢骨的L形截面钢管混凝土中长柱轴心受压试验研究

内置钢骨的组合异形截面钢管混凝土柱是一种新型重载组合柱,为了解此类构件的轴压稳定力学性能,以内置钢骨的L形截面钢管混凝土柱为研究对象,考虑配箍率、配骨率和长细比等参数的影响,进行了17个试件轴压试验。分析试件的受力过程,实测试件的荷载-平均纵向应变曲线（N-εl）,荷载-挠度曲线(N-δ)和极限抗压承载力,研究各参数对试件轴心受压力学性能的影响。试验结果表明：组合柱轴压变形为“S形”,主要破坏形态为柱端局部屈曲破坏;随着长细比增加,试件极限承载力逐渐减小,配箍率和配骨率是决定试件极限承载力的关键因素;参考国内外相关规范的计算条文,提出内置钢骨的L形截面钢管混凝土柱轴心受压稳定性承载力的实用计算公式,计算结果与试验吻合良好。     

圆截面CFRP-钢管混凝土柱的偏压试验

目的了解圆截面CFRP-钢管混凝土偏压柱的静力性能,分析长径比和偏心率对该类构件极限承载力的影响.方法对12根圆截面CFRP-钢管混凝土偏压柱开展静力试验并对实验结果进行理论分析.结果得到圆CFRP-钢管混凝土偏压柱的荷载-柱中挠度关系曲线,该曲线可以划分为以下几个阶段：弹性阶段,弹塑性阶段,塑性阶段和下降段.结论CFRP-钢管混凝土偏压柱的延性性能要好于FRP筒内填混凝土偏压柱.在其他参数相同的条件下,随着偏心率的增加,试件极限承载力降低,随着长径比的增加,试件极限承载力降低.     

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.     

低周反复荷载下异形钢管混凝土柱力学性能有限元分析

为了研究低周反复荷载下异形钢管混凝土柱的力学性能,以试验研究为基础,在参考常用的方钢管混凝土柱核心混凝土本构关系的基础上,提出了适用于L形钢管混凝土柱核心混凝土在低周反复荷载作用下的应力-应变关系,采用有限元程序Opensees,模拟了低周反复荷载下L形钢管混凝土柱的荷载-水平位移(p-Δ)关系曲线;分析了L形钢管混凝土柱抗震性能的影响因素.结果表明:计算结果与试验结果吻合较好;轴压比是构件骨架曲线的主要影响因素,随着轴压比的增大,试件的刚度逐渐变小,水平极限承载力变小,曲线将会出现下降段,且下降幅度有增大的趋势;截面宽厚比D/t和截面长宽比D/B对构件骨架曲线的影响相似,总体上对荷载-位移骨架曲线的形状影响很小,主要表现在对水平承载力大小的影响.     

钢管约束钢筋混凝土受压构件力学性能试验研究

以钢管径厚比(55、110)、试件长细比(12、24)和加载偏心率(0、0.23、0.46)为主要参数,完成了12个钢管约束钢筋混凝土构件的受压试验.研究了试件的破坏形态、承载力和荷载-挠度曲线,并分析了各试验参数对试件力学性能的影响规律.试验结果表明:径厚比对该类试件破坏形态和承载力的影响不大;试件长细比和加载偏心率对试件破坏形态和承载力影响显著.轴压构件的典型破坏形态为试件中部钢管外凸或撕裂,核心混凝土出现明显的斜向剪切破碎带;偏压构件破坏位置主要集中在切缝处,该处受拉侧混凝土被拉裂,受压侧混凝土被局部压溃.试验数据可为钢管约束混凝土柱在实际工程中的应用提供参考.     

冷弯薄壁方钢管混凝土柱的非线性有限元分析

为了研究设肋方式、钢管厚度、钢材强度和混凝土强度对冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱力学性能的影响,本文采用ABAQUS有限元程序,对冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱进行非线性有限元分析,计算和分析了冷弯薄壁方形钢管混凝土组合柱轴压时的荷载-变形全过程关系曲线。给出了有限元计算中钢材和混凝土本构关系模型、钢管及其核心混凝土之间界面模型等确定方法,分析在轴压作用下四种不同截面形式的冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱的力学性能和破坏模态,理论计算结果与试验结果吻合较好。研究表明,设肋能有效改善冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱的力学性能,与不带肋截面钢管混凝土构件相比,四边肋截面钢管混凝土构件的轴压承载力提高了9.4%~14.8%,十字肋截面钢管混凝土构件提高了18.7%~39.9%,而空钢管构件降低了65.3%~89.7%。同时,混凝土强度和钢管厚度对冷弯薄壁方钢管混凝土柱的轴压承载力影响较大。     

偏心受压下的L型截面钢骨混凝土异型柱试验

目的研究L型截面钢骨混凝土异型柱的破坏特征、破坏机理以及受力性能.方法通过制作3根不同含钢率的L型截面钢骨混凝土异型柱和1根无钢骨的L型截面钢筋混凝土异型柱,对异型柱在单向偏心受压下进行试验研究,利用试件的试验数据,绘制了各种荷载-应变、荷载-位移关系曲线并进行分析.结果通过对L型截面钢骨混凝土异型柱和钢筋混凝土异型柱的单向偏压试验研究,明确了L型截面钢骨混凝土异型柱的破坏特征,受力性能、破坏机理及含钢率对异型柱承载力的影响.结论L型截面钢骨混凝土异型柱跟普通的L型截面钢筋混凝土异型柱相比,具有更高的承载力,更大的延性性能,随着含钢率的增加,构件的承载力及延性也相应增大.     

基于ABAQUS的钢管混凝土L形柱有限元分析

为了对钢管混凝土L形柱的力学性能和工作机理进行分析,将钢管对混凝土不均匀的约束作用简化为侧压相等的约束.考虑截面形状对侧向约束的影响,对Mander约束混凝土本构模型进行修正,建立了核心混凝土的本构关系.应用有限元软件ABAQUS对3个轴压短柱试件进行了模拟分析,并将计算结果与试验结果进行了对比,在此基础上探讨了构件中钢管对混凝土的约束机理.计算结果表明,该本构关系能较好地适用于对钢管混凝土L形柱轴压性能的非线性分析,钢管对混凝土的约束效应主要集中在L形截面阳角处.     

玻璃纤维聚合物约束混凝土柱轴压比限值研究

对采用外粘玻璃纤维布加固震损柱进行低周反复荷载试验 ,研究其力学性能。试验结果表明 :无论轴压比的高低 ,加固后柱的承载力和位移延性都有了不同程度的提高和改善 ,高轴压比柱的效果更加明显 ,加固前为小偏压破坏的柱 ,加固后变成了大偏压破坏 ,变形性能和耗能能力显著提高。基于试验结果和约束混凝土的计算分析理论 ,导出了玻璃纤维聚合物加固柱的轴压比限值。计算结果和试验结果均表明 ,加固后柱的轴压比限值可予以适当放宽。     

钢骨混凝土偏心受压长柱受力性能试验研究

进行了10根钢骨混凝土偏心受压长柱的试验,研究了柱子的长细比、荷载作用的偏心距及混凝土强度对柱子承载力的影响,分析了型钢与混凝土整体共同工作情况、长柱的破坏形态、型钢与受压区混凝土的受力性能、荷载与挠度曲线的特点.     

矩形钢管橡胶混凝土短柱强度承载力试验

为了探讨橡胶粉取代率和橡胶粉粒径对矩形钢管橡胶混凝土力学性能的影响,进行了8个矩形钢管橡胶混凝土轴心受压短柱的试验研究,比较了设计规程（如美国ACI（2005）和AISC（2005）、日本AIJ（2008）、英国BS5400（2005）、欧洲EC4（2004）及中国CECS（2004））对矩形钢管橡胶混凝土强度承载力的适用性.结果表明：橡胶粉取代率和橡胶粉粒径均对矩形钢管橡胶混凝土力学性能影响显著,上述各设计规程计算获得的强度承载力与试验结果相比均偏于安全,可为实际工程提供参考.     

内置CFRP圆管的方钢管混凝土角柱节点有限元分析

为了分析内置CFRP圆管的方钢管混凝土角柱节点在往复载荷作用下的力学性能,以及不同的材料属性对节点力学性能的影响,利用ABAQUS有限元分析软件建立了10个角柱节点模型,分析钢材强度、含钢率和轴压比等参数对节点力学性能的影响.结果表明,随着钢材强度的提高,极限承载力有显著提高,含钢率对极限承载力和延性均有一定的改善,轴压比的增加使得极限承载力急剧下降,且延性变差.加强环宽度的增加对节点承载力有显著提高,达到70 mm之后有脆性破坏的趋势.     

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.     

基于离散单元法的钢筋混凝土框架非线性分析

为了能够更好地描述在模拟强震作用下结构倒塌破坏过程中构件的断裂、碰撞等现象,在杆段多弹簧模型的基础上构建了节点单元来考虑框架梁柱的连接关系,进而建立了钢筋混凝土框架结构的离散元整体分析模型,并对钢筋混凝土平面框架在低周往复加载情况下的受力行为进行了数值模拟.分析结果表明,该模型能够较准确地描述复杂受力状态下钢筋混凝土框架的非线性力学行为,能够满足结构强震作用下倒塌全过程精细化分析的需求.     

拼接成型UHPC免拆模板钢筋混凝土柱的抗震性能

为研究超高性能混凝土(UHPC)免拆模板钢筋混凝土(URC)柱的抗震性能,选取UHPC免拆模板拼接方式和表面处理方式为试验设计参数,制作并完成了9个URC柱和1个钢筋混凝土(RC)柱的拟静力加载试验。模板拼接方式为螺栓加角钢连接、螺栓连接和环氧树脂砂浆连接;表面处理方式为光面处理、气泡膜印花处理和设肋处理,通过拟静力试验研究了模板拼接方式及表面处理方式对该类柱抗震性能的影响。此外,基于平截面假定,提出了URC柱的正截面偏压承载力计算式。结果表明：峰值荷载前,UHPC模板与核心混凝土黏结面无明显破坏,URC柱表现出良好的整体性,尤其是采用螺栓加角钢连接的URC柱,即使加载至极限位移时,也没有发生界面黏结失效破坏;与普通RC柱相比,URC柱的承载力提高了6.4%～43.3%,延性提高了11.4%～48.7%,耗能能力提高了27.7%～85.3%;三种连接方式中,采用螺栓加角钢连接的URC柱承载力最高,连接最可靠。最后,基于平截面假定提出的公式计算值与试验值吻合较好,可为工程应用提供参考。     

用于海洋平台结构的钢管混凝土摇摆柱构造性能试验研究

为研究摇摆柱海洋平台结构的摇摆柱构造形式,研究制作了10个组合型钢管混凝土构件,采用圆钢管、圆钢管-工字钢、圆钢管-圆筒、方钢管、方钢管-工字钢、方钢管-圆筒6种截面形式进行三点弯曲试验.研究了不同形状、截面形式的组合型钢管混凝土在三点弯曲试验过程中的破坏过程,包括破坏形态、承载能力和变形能力;并且通过局部横纵比和局部应变分析加载后试件内部变化和受力特征.试验结果表明:试件在加载过程中,钢管与混凝土以及钢管混凝土中内置的型钢在不同阶段有着不同的受力特征和协同工作机理;圆钢管混凝土更有利于钢管对混凝土发挥套箍作用,从而提高构件承载能力和变形能力;内置圆筒的双圆筒截面形式构件抗剪性能最好.