高温作用后圆钢管混凝土轴压力学性能研究

通过对 13个圆钢管混凝土短试件在恒定高温作用后荷载 -变形关系的试验 ,研究高温作用后钢管混凝土轴压力学性能和强度承载力的变化规律。结果表明 ,高温作用后圆钢管混凝土轴心受压构件仍然具有较好的抗变形性能和较高的后期承载力 ;钢管混凝土剩余强度和弹性模量总体上随温度的升高而降低。利用数值分析方法计算了圆钢管混凝土轴压荷载 -变形关系曲线 ,理论计算结果和试验结果吻合较好 ,在此基础上提出了恒高温作用后钢管混凝土轴压承载力和轴压模量简化计算公式     

钢管高强混凝土轴压力学性能的理论分析与试验研究

利用数值分析方法对钢管高强混凝土在轴心受压时的荷载－变形关系曲线进行了全过程分析。为了验证理论分析结果，进行了不同套箍系数的轴压标准试件的试验研究，计算曲线和试验曲线吻合。最后，提供了钢管高强混凝土轴压强度承载力的简化计算公式。     

高强混凝土自收缩对钢管混凝土轴压力学性能的影响

采用非线性有限元法,以钢管与混凝土之间的黏结初应力代表核芯混凝土的收缩作用,通过计算得出钢管高强混凝土轴压构件在不同程度自收缩作用影响下的压力-应变全过程曲线。通过对这些曲线的分析,总结了核芯混凝土纵向收缩单独作用、径向收缩单独作用及2个方向同时收缩作用时对钢管高强混凝土轴压构件压力-应变全过程曲线的影响。结果表明,自收缩会降低钢管混凝土构件的比例极限和屈服强度,同时会降低构件的模量,对构件的极限承载力有不利的影响。     

火灾后中空夹层高强钢管混凝土柱轴压机理分析

为了研究火灾后中空夹层高强钢管混凝土柱(高强CFDST)受压力学性能,选用合理的夹芯混凝土本构关系,利用ABAQUS有限元分析软件建立了计算模型,通过试验对有限元模型进行了验证,验证结果吻合较好。剖析了不同受火时间、空心率、外钢管屈服强度和混凝土抗压强度对火灾后高强CFDST受压力学性能的影响,对其典型曲线进行机理分析,揭示内外钢管与混凝土之间的相互作用力。结果表明:随着受火时间的增加,高强CFDST极限承载力减小;随着外钢管屈服强度由Q345变为Q460,核心混凝土和外钢管承载力占总承载力的比例发生了变化,核心混凝土由60%变为30%,外钢管由25%变为50%;高强外钢管屈服强度的变化对火灾后高强CFDST的极限承载力影响较大。     

高强方钢管高强混凝土短柱轴压性能

选取四种混凝土本构关系模型,应用有限元分析软件ABAQUS建立高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析模型,再通过试验研究加以验证。结果表明:采用韩林海提出的约束混凝土本构关系模型的有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,研究了含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度对模型混凝土贡献比(CCR)及跨中截面钢管应力的影响。最后,提出了高强方钢管高强混凝土轴压短柱组合构件受力全过程应力-应变关系曲线表达式,计算结果与试验结果吻合较好,验证了公式的准确性。     

钢管高强混凝土剪力墙轴压承载力研究

为研究钢管高强混凝土剪力墙的轴压承载力,进一步了解钢管间混凝土的体积配箍率对其轴压承载力和变形的影响,完成了18个钢管高强混凝土剪力墙试件的轴压试验,研究了试件轴心受压的破坏形态、受力机制、承载力及变形能力。试验结果表明:随着钢管间混凝土体积配箍率的提高,混凝土的受压极限应变提高,钢管对管中混凝土的套箍效应得到更好的发挥,使试件的承载力和变形能力相应提高。采用有限元软件ABAQUS对钢管高强混凝土剪力墙轴压性能进行非线性分析,结果与试验结果相符。根据对试验结果的统计分析和有限元分析的结果,提出了钢管高强混凝土剪力墙轴心受压承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

高强混凝土高温后的力学性能研究

对C60高强混凝土经不同高温历程(不同受热温度与不同恒温时间的组合)后的力学性能进行了试验研究,重点分析了其外观表征、抗压强度、峰值应变等的变化规律。结果表明:经不同高温历程后,C60高强混凝土的外表色泽变浅,从300℃恒温1小时开始混凝土试块呈铁锈红色,直到恒温3小时铁锈红色消失,800℃试块外表呈现为灰白色。随着试块受热温度的升高与所受恒温时间的增长,高强混凝土的抗压强度总体呈下降趋势,且相对恒温时间的不同,受热温度的变化对高强混凝土力学性能的影响更大。     

恒高温后圆钢管混凝土轴压短柱弹塑性分析

在已有恒高温后混凝土单轴受压和钢材单轴拉伸力学性能研究的基础上,建立了恒高温后混凝土轴对称三轴受压应力-应变关系和复杂受力下的钢材多轴应力-应变关系。应用连续介质力学,建立了恒高温后钢管混凝土同时受压的同心圆柱体计算模型,采用弹塑性全过程分析理论,建立了恒高温后钢管混凝土轴压组合弹性模量理论计算公式和组合应力-应变关系全曲线的理论表达式,并编制相应的计算程序对恒高温后钢管混凝土轴压短柱受力性能进行弹塑性全过程分析,计算结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土轴压柱受力力学性能研究

通过对两根圆钢管混凝土轴压短柱试件的试验研究,对其破坏现象及受力机理进行了分析,主要探讨了混凝土等级和钢管等级等因素对该类构件力学性能的影响规律,指出钢管强度是影响该类构件力学性能的主要因素,并针对该类构件在实际工程中的应用提出了合理的建议.     

椭圆形钢管再生混凝土组合柱轴压力学性能分析

为研究椭圆形钢管再生混凝土（RACFEST）组合柱轴压力学性能,共设计了24根RACFEST轴压短柱进行试验;基于钢材的双折线本构模型以及引入椭圆形钢管修正系数的约束再生混凝土本构模型,对4根RACFEST组合柱以及2根钢管再生混凝土组合柱进行模型验证,证明了边界条件以及材料本构模型的合理性。基于此,对24根RACFEST组合柱进行拓展参数分析,并对RACFEST组合柱在轴心荷载作用下的破坏模式进行了深入剖析。研究结果表明,100%取代率的RACFEST组合柱的轴压极限承载力对比0%取代率的RACFEST组合柱的轴压极限承载力仅下降了17.5%。在所取参数范围内,24根RACFEST组合柱在轴心荷载作用下的破坏形式类似,表现为混凝土向外膨胀,钢管向外鼓曲。通过引入再生混凝土取代率影响系数,统计回归出RACFEST组合柱的轴压极限承载力公式,计算出的极限承载力值与模拟承载力极限值最大误差为7.09%,满足工程精度要求。该研究成果为RACFEST组合柱在实际工程中的应用奠定了理论基础。     

钢管钢纤维高强混凝土轴压短柱的数值分析

针对轴心受压的钢管钢纤维高强混凝土短柱,采用有限元分析软件ANSYS建立了多个圆钢管钢纤维高强混凝土短柱模型进行数值模拟,材料模型使用修正的钢管钢纤维高强混凝土本构关系模型,考虑了钢管和钢纤维对构件的影响,模拟结果与试验结果吻合性较好。对构件进行了影响因素分析,研究结果表明,混凝土强度等级的提高有利于构件承载力的增大;钢纤维体积率的提高使构件承载力提高较大;钢管壁厚的增大对构件承载力提高作用最大。在合理范围内增大钢管壁厚、增加钢纤维体积率并提高混凝土强度等级均能够有效提高轴压构件的承载力。     

配筋钢管混凝土短柱轴压力学性能有限元分析

为探究配筋钢管混凝土短柱轴压力学性能,首先基于已知文献验证有限元模型的准确性,随后通过变换混凝土保护层厚度、套箍系数、钢管屈服强度以及核心混凝土强度对配筋钢管混凝土短柱的影响,揭示了钢管截面面积的变化相比于钢筋截面面积对套箍效应的影响尤为显著。钢管屈服强度与核心混凝土强度的提高并没有对试件承载力及延性产生显著影响,故认为有必要对二者的匹配关系做进一步研究。混凝土保护层厚度对短柱试件的力学性能影响甚微。     

复式钢管高强混凝土柱轴压试验研究

通过20个复式钢管高强混凝土柱试件的轴心受压试验,对其破坏形态、受力机理、刚度和承载力进行研究。结果表明:内外钢管在轴压力作用下同时屈服,从主要承受竖向压力转变为主要承受环向拉力,内外层混凝土因受套箍约束而具有更高的抗压强度;随着等效套箍指标的增大,试件承载力与屈服荷载的比值增大、峰值后曲线趋于水平,破坏形态从剪切破坏转变成腰鼓形破坏;混凝土抗压强度、钢管屈服强度、内外管直径比、外管厚径比和内管厚径比是影响复式钢管高强混凝土柱轴心受压承载力的主要因素。试验结果及有限元分析表明,理想弹塑性本构模型适宜作为钢管混凝土轴压柱中钢管的本构模型。利用非线性有限元分析软件ABAQUS进行有限元分析,其结果与试验结果吻合良好。通过对试验结果的统计分析,提出了复式钢管高强混凝土柱轴心受压承载力实用计算式,可供实际工程设计参考应用。     

钢管高强混凝土柱轴压性能试验研究

为研究钢管高强混凝土柱轴压性能,以混凝土强度和长径比为变化参数设计5个试件进行轴心受压加载试验,并与空钢管和素混凝土试件进行对比。试验结果表明,钢管高强混凝土试件和空钢管试件的破坏形态呈腰鼓形破坏,素混凝土试件的破坏形态为纵向劈裂破坏;除素混凝土试件外,所有试件荷载-轴向变形曲线的变化趋势基本相似,都经历上升段、下降段、再回升段三个历程;钢管高强混凝土试件的极限承载力随核心混凝土强度的提高而增大,随长径比的增大而降低。采用统一强度理论和套箍理论提出的计算方法对钢管高强混凝土柱承载力进行计算发现,《钢-混凝土组合结构设计规程》(DL/T 5085—1999)和《钢管混凝土结构技术规程》(CECS 28∶2012)的计算结果与试验结果吻合较好,可用于钢管高强混凝土柱的设计。     

钢管再生混凝土轴压力学性能的研究综述

再生混凝土技术可以将建筑垃圾的废弃混凝土加以充分利用。钢管再生混凝土技术是再生混凝土技术中一种较为合理的方案。文章对再生混凝土以及钢管再生混凝土轴压的力学性能研究进行了总结和评述,总结了钢管再生混凝土轴压力学性能的研究结果,并指出钢管—碎砖骨料再生混凝土研究是一个值得关注的研究方向。