外圆内方中空夹层钢管混凝土柱轴压性能分析

文中以外钢管的径厚比及内钢管的宽度与外钢管的直径之比(简称宽径比)作为设计变量,分析外圆内方中空夹层钢管混凝土柱在轴向荷载作用下的力学性能。试验结果表明,构件的破坏形态可分为两种,即与核心区混凝土剪切破坏有关的局部屈曲和双钢管的局部屈曲。构件的轴向承载能力取决于上述两种破坏形态。与其他因素相比,宽径比对破坏形态的影响程度较大。此外,本文还分析了内外钢管在平面应力状态下的双轴弹塑性受力性能,并提出计算外圆内方中空夹层钢管混凝土柱的轴向承载力的方法。     

钢管混凝土(SRC)短柱的轴向受压性能和强度分析

给出轴压下钢管混凝土短柱性能的试验和理论研究。共对14根圆钢管混凝土短柱和15根方钢管混凝土短柱进行试验,以研究钢管混凝土短柱的失效模式和轴压性能。分析了直径(或宽度)、相对厚度比对钢管性能的影响。试验结果表明:在相同配钢率的前提下,钢管混凝土短柱比普通混凝土短柱的受压承载力大。钢管的弹塑性分析可用于研究轴压下钢管混凝土短柱的破坏机理。基于已有的试验成果,提出求解钢管混凝土短柱的轴向受压强度的方程式。     

钢管再生混凝土短柱轴压性能试验研究

通过对6根钢管再生混凝土短柱及3根普通钢管混凝土短柱进行轴压试验,研究不同长径比和再生骨料取代率对钢管再生混凝土短柱轴压力学性能的影响。研究结果表明:钢管再生混凝土短柱的变形破坏形式与普通钢管混凝土短柱相似;随再生骨料取代率及长径比的增加,钢管再生混凝土短柱的极限承载力下降。基于试验验证普通钢管混凝土短柱极限承载力计算方法对钢管再生混凝土短柱的适用性,计算值与试验值吻合较好。     

钢管混凝土短柱的抗震性能和抗剪强度分析

钢管混凝土短柱在地震中易遭受脆性剪切破坏。为评估圆形或方形钢管短柱的性能,对轴向恒载和侧向往复荷载组合作用下的8个短柱构件进行了测试。测试的构件包括3个圆形钢管柱和3个方形钢管柱,另外2个为普通钢筋混凝土短柱(其中一个为圆形柱,另一个为方柱)。试验结果表明:普通钢筋混凝土短柱在遭受脆性剪切破坏时延性很差,但由于外层薄钢管对核心混凝土的包裹作用,使得钢管混凝土短柱的延性明显增强。圆形钢管混凝土短柱的侧向承载强度随着轴向加载率的增大而增大,但轴向加载率对其塑性变形能力的作用不大。对于方形钢管混凝土短柱,抗剪强度会随着轴向加载率的增大而增大,但塑性变形能力会随着轴向加载率的增加而减小。钢管混凝土短柱中,圆形钢管比方形钢管能更有效地防止核心混凝土发生剪切破坏。基于试验和分析结果,采用了改进的ACI设计方法来计算方形和圆形钢管柱的名义抗剪强度。     

钢管混凝土轴压短柱经济含钢率的探讨

从含钢率,钢管强度和核心砼强度三方面对钢管砼轴心受压短柱的强度提高率进行了讨论分析,对各种材料组合下的钢管砼强度提高率进行了数值计算,得出各规程轴压短柱经济含钢率。     

钢管混凝土和套管混凝土短柱的抗剪强度和性能分析

TRC和TSRC短柱都是钢管混凝土柱的特殊形式。在这两种短柱中,钢管并不会跨越梁柱连接,并且长度也短于混凝土核心筒。在地震区,短柱容易产生脆性剪切破坏。TRC和TSRC短柱广泛应用于桥梁、高层建筑和大型厂房,所以对短柱的剪切破坏及如何提高此类柱的延性便显得非常重要。研究目的是为TRC和TSRC短柱的计算开发一个非线性有限元模型,并将计算结果与试验结果进行对比。基于有限元计算结果,采用弹塑性方法来分析钢管的应力状态,并利用一个改进的ACI设计方法去计算TRC和TSRC短柱的名义抗剪强度。     

钢管钢纤维混凝土短柱轴压性能的有限元分析

对3根钢管混凝土试件(1根钢管混凝土短柱和2根钢管钢纤维混凝土短柱)进行轴压试验。试验结果表明:掺入钢纤维能有效提高钢管混凝土柱的延性,对其承载力的提高作用较小。在此基础上,采用有限元软件ABAQUS对钢管钢纤维高强混凝土短柱的轴心受压性能进行有限元分析,实验结果与有限元结果符合良好。对轴压短柱进行参数分析,分析钢管壁厚,混凝土强度及钢纤维含量对钢管混凝土柱力学性能的影响。研究表明:钢管壁厚对轴压短柱的承载力影响较为明显,其延性也略有提高;混凝土强度对钢管混凝土柱的承载力有一定提高,但随着强度的增大延性略有降低;钢纤维含量对轴压短柱的承载能力略有提高但对其延性的提高作用较为明显。     

钢管混凝土短柱轴压性能研究

文章针对钢管混凝土短柱的轴压性能开展了研究,首先建立了数值分析模拟,通过某实际钢管混凝土短柱的轴压试验验证了有限元模型的可靠性。然后分析了钢管厚度、钢材等级、混凝土强度、配筋率对钢管混凝土短柱轴压承载力和延性的影响,最后采用各国规范对钢管混凝土短柱的轴压承载力进行了评价。研究结果表明：钢管厚度、钢材等级、混凝土强度、配筋率均可以提高钢管混凝土短柱的轴压承载力,但钢管厚度和钢材等级的提升效果更为明显。钢管厚度和配筋率可以提升延性,钢材等级和混凝土强度导致延性变差。其中,配筋率对延性的改善最为有效。目前各国规范关于轴压承载力的计算方法均过于保守,美国规范更接近于试验值。     

空心钢管混凝土轴压短柱的有限元分析

在轴压试验结果的基础上,选择合理的材料本构关系模型,应用有限元软件ABAQUS对空心圆钢管混凝土短柱进行了有限元模拟,着重讨论了有限元模型的建立方法,并通过模拟结果与试验结果的对比验证了有限元模型的合理性。     

多边形空心钢管混凝土轴压短柱非线性分析

在轴压试验结果的基础上,选择合理的材料本构关系模型,应用大型通用ANSYS有限元软件对四边形和八边形空心钢管混凝土短柱进行了有限元模拟,着重讨论了有限元模型的建立方法,并通过模拟结果与试验结果的对比,验证了有限元模型的合理性。     

Behavior and strength of tubed RC stub columns under axial compression

This paper presents an experimental and analytical study on the behavior of axially compressed tubed RC stub columns. Forty specimens including twenty circular tubed RC (STRC) and twenty square tubed RC (STRC) stub columns were tested to investigate the failure mode and axial load strength of tubed RC columns subjected to axial compression. The effect of diameter/width to thickness ratio of the tubes and compressive strength of concrete were also studied. The effect of height to diameter/width ratio of the separated tube in tubed RC columns was studied to investigate the effect of bond and friction between tube and concrete on the behavior of tubed RC columns. Elastic–plastic analysis on the steel tube was employed to study the mechanism of tubed RC stub columns subjected to axial compression. Equations for the prediction of the ultimate axial load strength of tubed RC stub columns were proposed and the results from prediction were compared with the test results.     

Axial load behavior and strength of tubed steel reinforced-concrete (SRC) stub columns

This paper presents experimental and analytical studies on the behavior of tubed SRC stub columns subjected to axial compressive load. Fourteen circular tubed SRC (CTSRC) and fifteen square tubed SRC (STSRC) stub columns were tested to investigate the failure mode and axial loaded behavior of tubed SRC columns. The effect of diameter/width to thickness ratio of the tubes was studied. The effect of height to diameter/width ratio of the separated tubes in tubed SRC columns was studied to investigate the effect of bond and friction between tube and concrete on the behavior of tubed SRC columns. The test results indicated that tubed SRC stub columns exhibited higher axial load capacity than common SRC columns with the same volumetric steel ratio. Elastic–plastic analysis on the steel tube was employed to study the mechanism of tubed SRC stub columns subjected to axial compression. Equations for the prediction of the axial load strength of tubed SRC stub columns were also proposed based on the proposed experimental results.     

CFRP-钢复合管约束型钢高强混凝土短柱的轴压力学性能

对8根碳纤维增强复合材料(CFRP)-圆/方钢复合管约束型钢高强混凝土（C-C/STCSRC）短柱和4根CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土（C-CTSRC）短柱进行了轴压试验,分析了CFRP约束效应系数、钢管截面形式以及钢管受力性能对CFRP-圆/方钢复合管约束型钢高强混凝土（C-C/STCSRC）轴压短柱力学性能的影响。结果表明:CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土（C-CTCSRC）轴压短柱的极限承载力提高率随着约束效应系数的增加呈指数形式增长;在柱核心混凝土截面面积相同时,CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土（C-CTCSRC）轴压短柱的极限承载力比CFRP-方钢复合管约束型钢高强混凝土（C-STCSRC）轴压短柱的极限承载力高50%以上;在弹性工作阶段,CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土（C-CTSRC）柱的弹性模量高于CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土（C-CTCSRC）柱的弹性模量;CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土（C-CTCSRC）柱的极限承载力高于CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土柱的极限承载力;CFRP与钢管黏结良好时,CFRP与钢管能够协同工作。     

钢筋混凝土框架柱轴压比设计

为深入认识钢筋混凝土框架柱轴压比限值的含义 ,从框架柱的破坏机理、配箍构造等因素出发 ,引伸建立轴压比与变形角、配箍特征值的关系式 ,以便更好理解新修订的《混凝土结构设计规范》(GB5 0 0 1 0— 2 0 0 2 )的具体规定。另外 ,提出高强螺旋箍筋能增加框架柱抗震性能 ,是解决框架柱轴压比问题的有效措施 ,其研究结果对发展应用高强混凝土有实际意义     

CFRP-钢管混凝土轴压短柱的力学性能

采用双剪统一强度理论,对CFRP-钢管混凝土轴压短柱进行研究,分析了核心混凝土内摩擦角、中间主应力、钢管厚径比和CFRP粘贴层数对极限承载力的影响,提出了CFRP-钢管混凝土轴压短柱的极限承载力公式。并将理论计算结果与文献资料的试验结果作比较,验证了理论公式的正确性。进一步简化了理论公式,在没有外CFRP筒,且k=4,b=0时,理论公式退化为圆截面钢管混凝土轴压短柱承载力极限平衡法的表达式。该结果为CFRP-钢管混凝土轴压短柱的极限承载力分析提供了一定的理论依据,供工程设计参考。     

Seismic behavior and shear strength of tubed RC short columns

Reinforced concrete (RC) short columns are vulnerable to brittle shear failure during an earthquake. The objective of this research is to evaluate the performance enhancement of RC short columns tubed with circular or square tubes. Eight short columns were tested under combined constant axial load and cyclic lateral load. The tested specimens included three circular tubed RC (CTRC) columns and three square tubed RC (STRC) columns. Two common RC short columns including one circular RC column and one square RC column were also tested as control specimens. The test results indicated that common RC short columns suffered brittle shear failure with little ductility, while the ductility of tubed RC short columns was excellent due to the effective confinement of the outer thin tube to the core concrete. The lateral load strength of CTRC short columns increases with the increasing of axial load ratio, while the axial load ratio has little effect on the plastic deformation capacity of CTRC short columns. The shear strength increases with increasing of axial load ratio, while the plastic deformation capacity decreases with increasing of axial load ratio for STRC short columns. A circular tube prevents the core concrete from shear failure more effectively than a square tube for the tubed RC short columns. A modified ACI design method is adopted to calculate the nominal shear strength of STRC columns as well as CTRC columns based on the test and analysis results.     

钢骨高强混凝土柱的轴压比限值

通过对５个１：８缩尺比例的钢骨高强混凝土（＞Ｃ７５）柱的伪静力试验,研究了在不同轴压力和配箍率条件下的破坏形态、承载力、延性与耗能能力,并经理论分析提出了钢骨高强混凝土柱的怕压比与轴力比限值。