基于共轭先验分布的圆钢管混凝土短柱抗压概率模型分析

以圆钢管混凝土轴心受压短柱为研究对象,基于贝叶斯动态信息更新思路建立其共轭概率抗压计算模型.选取《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50396-2014)、美国钢结构协会规范AISC360-2010以及日本建筑协会规范AIJ-SRC01中圆钢管混凝土短柱受压承载力计算公式作为先验模型,收集国内外有关圆钢管混凝土短柱抗压试验数据为样本信息,选取共轭先验分布为参数的先验分布,应用贝叶斯方法综合先验模型、试验数据两类信息对参数先验分布进行更新,得参数后验分布,从而达到对先验模型的修正,修正后模型即为圆钢管混凝土短柱受压承载力的概率模型.研究表明:基于贝叶斯共轭概率模型得到的圆钢管混凝土短柱受压承载力与试验结果吻合良好,较规范建议设计方法的计算结果更接近试验值.简化模型能合理的进行圆钢管混凝土短柱受压承载力预测及设计.     

钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力试验研究

钢管混凝土短柱是工程中的常用构件,其核心混凝土的性能对钢管混凝土承载能力有较大影响,为了研究玄武岩纤维混凝土对钢管混凝土受力性能的影响,采用钢管混凝土和钢管玄武岩混凝土短柱轴心受压对比试验,结果发现,在相同条件下,钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力均大于普通钢管混凝土短柱,最大提高率10.1%,承载能力提高率随着钢管混凝土含钢率的提高而降低;相对于钢管混凝土短柱,钢管玄武岩纤维混凝土短柱的弹性阶段较长,延性增加.延性系数随含钢率提高而提高,纤维长度改变对钢管玄武岩纤维混凝土短柱承载力影响较小.     

钢筋玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力试验研究

为了研究玄武岩纤维对钢筋混凝土受压构件中增强功能,推进玄武纤维的应用,本文首先对添加0.1%体积掺量的5种长度玄武岩纤维混凝土进行纤维最佳长度研究;得到最佳长度为12 mm玄武岩纤维对混凝土立方体强度增强效果最佳;其次选择12 mm和24 mm的两种玄武岩纤维混凝土最佳掺量进行研究,得到最佳掺量0.15%.在此基础上,本文以体积掺量0.15%,长度为12 mm和24 mm玄武岩纤维混凝土各制作了3根钢筋玄武岩纤维短柱,制作普通钢筋混凝土短柱3根,并对所有试验柱进行了轴心受压极限承载力试验,结果发现,钢筋玄武岩纤维混凝土短柱的轴心受压极限承载能力较普通钢筋混凝土柱最大提高了28%;玄武岩纤维提高了钢筋混凝土短柱的延性.另外,钢筋玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压极限承载力试验值大于理论计算值,说明玄武岩纤维不仅提高了混凝土抗压性能,也提高了钢筋和混凝土共同作用效能.     

PVC管约束钢筋玄武岩纤维混凝土(BFRC)短柱轴心受压试验研究

为了研究PVC管和短切玄武岩纤维共同作用于钢筋混凝土短柱对短柱承载能力影响,对PVC管约束配有螺旋箍筋的钢筋玄武岩纤维混凝土(PVC-BFRC)短柱,钢筋玄武岩纤维混凝土(BFRC)短柱和钢筋混凝土(RC)短柱轴心受压试验,并对实验结果进行对比分析,结果显示,PVC-BFRC短柱极限承载力相对RC短柱提高了45.7％,相对于BFRC短柱提高了11.6％,PVC-BFRC短柱轴心受压极限承载力峰值出现和PVC管破坏几乎同时发生.峰值时PVC-BFRC短柱竖向位移明显大于其他两种短柱的竖向位移,塑性特征更加明显;研究表明,PVC管和短切玄武岩纤维共同作用下对钢筋混凝土短柱轴心受压承载力具有较好的增强功能,提高了钢筋混凝土短柱的延性特征.     

薄壁钢管矿渣混凝土短柱的轴压性能试验研究

通过12根内置大尺度矿渣的薄壁钢管矿渣混凝土短柱的轴压试验,以核心混凝土强度、截面含钢率、矿渣块体取代率为变化参数,分析了新型短柱的破坏模式、荷载-位移关系,同时探讨了三种因素对新型短柱轴压承载力的影响程度.结果表明:全部试件均发生了剪切破坏,且试件都具有较高的轴压承载力和后期变形的能力;核心矿渣混凝土强度等级对新型短柱轴压承载力的影响程度最大,其次是含钢率,影响能力最小的是矿渣块体取代率.研究成果说明薄壁钢管矿渣混凝土短柱在承载力、延性方面有较多的优越性,有进一步研究和推广应用的价值.     

圆钢管再生混凝土偏压短柱抗震性能分析

应用ABAQUS建立模型对比分析研究偏心率对圆钢管再生混凝土短柱抗震性能的影响,组内模型的再生混凝土取代率、轴压比、轴压力等影响因素相同,对比分析了偏心率对模型破坏特征、滞回性能、极限承载力与延性系数所产生的影响.结果表明:偏心率对模型的破坏形态有较大的影响;随着偏心率的增大,大轴压比圆钢管再生混凝土短柱的耗能能力、极...     

FRP约束混凝土轴心受压短柱承载力计算分析

本文通过采用混凝土三轴应力Ottosen破坏准则及本构关系对FRP约束混凝土柱受压过程进行计算及分析,发现当组合构件应力超过混凝土抗压强度不多时核心混凝土已达到破坏条件.但由于FRP的约束作用整体承载力仍可有很大提高,此时混凝土主动承载力对组合承载力的贡献应小于fc,故引入混凝土抗压强度折减系数k1,并根据大量试验数据对k1进行了回归分析.     

内填充再生混凝土短柱单轴抗压试验研究

再生骨料混凝土要想应用在钢筋混凝土结构构件上,不仅在力学性能方面满足结构所需的性能指标要求,还应在耐久性能方面满足结构设计使用寿命年限的要求.因再生骨料混凝土在耐久性能方面与普通混凝土相比存在诸多性能不稳定因素,直接导致再生骨料混凝土在实际应用当中受到很大的限制.本试验研究为了尝试提高再生骨料混凝土耐久性能的一种方法,制作了内填充再生骨料混凝土短柱,并对其进行了单轴抗压试验研究,从力学性能方面研究内填充再生混凝土试件的整体工作性能.试验结果表明,内填充再生骨料混凝土短柱的轴向变形能力与普通整体浇筑钢筋混凝土短柱较接近,并具有良好的韧性.     

玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱偏压试验与理论计算

将废旧钢纤维以75％的比例替换工业钢纤维制得混杂钢纤维混凝土.通过对5根玄武岩筋(BFRP筋)混杂钢纤维混凝土短柱进行偏心受压试验,研究不同类型钢纤维和不同偏心距对短柱承载力及破坏形态的影响.在此基础上对玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱进行理论受力分析,提出玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱极限承载力计算方法.试验结果表明,玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱在不同偏心距作用下,与普通钢筋混凝土柱小偏心受力过程和破坏形态相似,均由受压区混凝土压碎引起短柱破坏,偏压柱极限承载力理论计算值与试验值符合较好.     

玄武岩纤维加固混凝土短柱抗剪承载力计算分析

为分析玄武岩纤维布加固混凝土短柱的抗剪承载力和破坏形态,对1根对比短柱和2根采用玄武岩纤维布加固的无损混凝土短柱进行了低周反复荷载试验。试验表明,玄武岩纤维布加固能显著改变短柱的破坏形态,提高短柱的抗剪承载力。基于现有试验数据和计算公式,提出了玄武岩纤维布加固混凝土短柱抗剪承载力的简化计算公式。     

预应力钢带加固混凝土圆柱轴压性能试验

通过32个加固柱及4个对比柱试件的轴压性能试验,研究了钢带间距、层数对承载力及变形能力的影响。试验结果表明,混凝土圆柱试件经预应力钢带加固后,不仅可以提高柱的轴压承载力,还能使加固柱具有良好的变形能力,可有效改善其轴压性能。在试验研究的基础上,分析了预应力钢带加固混凝土柱轴压受力机理,提出了预应力钢带加固混凝土圆柱极限强度模型,计算值与试验值吻合程度较好。     

端钩型钢纤维UHPC抗压强度的试验研究

本文对5组超高性能混凝土(UHPC)立方体试件进行了轴心受压试验,观察不同纤维掺量及不同尺寸UHPC试件的破坏过程及破坏形态,研究了端钩型钢纤维及不同尺寸对UHPC受压性能的影响,比较各纤维体积掺量立方体试块的荷载-位移曲线,给出了纤维约束系数,分析了其对UHPC立方体抗压强度及压缩耗能的影响,建立了UHPC立方体抗压强度的预测模型。结果表明:与未掺纤维UHPC试件相比,掺入端钩型钢纤维的试件,在载荷达到极限荷载的40%左右时,试件开始发生损伤,在载荷接近极限荷载时,试件内部发生持续的快速断裂声响;掺入端钩型钢纤维的UHPC试件最终破坏呈多条斜向裂缝,且最终破坏时试件仍能保持完整形态,呈现“裂而不碎”的状态;随着端钩型钢纤维体积掺量的增加,试件的受压峰值荷载增加,且伴随着试件的变形增大;与未掺纤维UHPC试件相比,随着纤维掺量的增大,尺寸效应对UHPC的受压性能的影响逐渐减小。基于纤维约束指数,建立了UHPC立方体抗压强度的预测模型,预测结果与试验结果吻合度较高。     

塑钢纤维轻骨料混凝土抗压强度换算关系试验研究

为了研究塑钢纤维轻骨料混凝土的轴心抗压强度(fc)与立方体抗压强度(fcu)的换算关系,通过432个标准棱柱体试件和标准立方体试件研究了塑钢纤维掺量、轻骨料种类和水灰比等影响因素对两种抗压强度关系的影响规律.结果表明:塑钢纤维掺量(5~13 kg/m3)、轻骨料种类和水灰比(0.32~0.4)对轴心抗压强度与立方体抗压强度比值(fc/fcu)无明显影响;经回归分析得到了fc与fcu相关性很好的线性关系方程;基于fc/fcu回归和数学统计分析,塑钢纤维轻骨料混凝土fc相对于fcu的换算系数可取为0.80.     

钢管-微膨胀混凝土气孔结构改变对徐变的影响

以膨胀剂掺量为4％、8％、12％配制钢管核心混凝土,进行了三种掺量下的钢管混凝土徐变试验研究.试验结果表明:膨胀剂掺量12％时徐变应变最小、8％次之、4％最大,即徐变应变随着膨胀剂掺量的增加而减小.同时为了阐明膨胀剂对钢管混凝土徐变作用的内在机理,应用扫描电镜二次电子成像观测及孔结构测试仪进行微观结构分析,分别进行了三硫型硫铝酸钙形貌、气泡数目、气泡弦长、硬化混凝土空气含量观测等.结果表明:膨胀剂反应生成三硫型硫铝酸钙,填充在混凝土结构的空穴和缝隙中,完全填充或减小混凝土中的大气泡或小气泡,起到补偿收缩的作用.     

水胶比对于高强自应力钢管混凝土膨胀性能的影响

高强自应力钢管混凝土实现自应力依赖于核心混凝土的膨胀性能以及混凝土膨胀与强度的协调发展,而水胶比是实现核心混凝土膨胀性能和强度等级的关键.因而,试验研究了水胶比对核心混凝土膨胀性能的影响,结果表明,对于强度等级不同膨胀混凝土和砂浆,水胶比的影响规律不尽相同,随着水胶比的降低,C60混凝土的膨胀率数值先增加后降低,C70混凝土的膨胀值则持续降低;对于相同强度等级的膨胀混凝土及其砂浆,其膨胀性能具有较好的相关性.     

塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变全曲线试验研究

通过研究不同水胶比、塑钢纤维掺量和轻骨料种类对塑钢纤维轻骨料混凝土应力-应变全曲线影响,得到了各影响因素对全曲线的影响规律.研究结果表明:随着水胶比的增大,塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变曲线的峰值应力有不同程度的降低,但峰值应变稍微增大,韧性和延性有所提高;而塑钢纤维轻骨料混凝土轴心抗压强度随着塑钢纤维掺量的增加先增大后减小,其随着筒压强度的提高峰值应力呈增大趋势.     

截面尺寸对CC+CFRP共同约束钢筋混凝土方柱受力性能的影响

截面尺寸对于碳纤维增强复合材料(CFRP)约束柱的性能具有重要影响,鉴于CFRP在特殊环境中的耐久性问题,提出了碳纤维布与混凝土帆布(CC)联合加固方式,通过两种加固方案(CFRP加固和CFRP+CC共同加固)的矩形钢筋混凝土方柱轴压试验,研究了不同截面尺寸对混凝土方柱轴向受压承载力的影响,分析了加固后混凝土方柱的破坏形态和延性.结果表明:随着柱截面尺寸的增大,试件的持荷平台变小,截面应力、应变和延性系数均减小;CC+CFRP复合加固柱的承载力和延性较CFRP加固对照组均得到提高,破坏形态也得到明显改善.