圆端形钢管混凝土偏压构件受力性能研究

结合武汉市后湖大桥圆端形钢管混凝土塔柱工程实际,制作大尺寸圆端形钢管混凝土试件,开展偏心受压试验研究,分析了圆端形钢管混凝土偏心受压试件的破坏机理、荷载-横向位移曲线、荷载-纵向应变曲线及荷载-环向应变曲线。试验表明,钢管混凝土偏压构件具有良好的受力性能。随着偏心距的增大,承载力不断降低;中截面变形符合平截面假定,中和轴位置随偏心率的增大而不断往荷载作用侧移动;试件破坏时,钢管受压区侧进入塑性状态,受拉区尚处于弹性状态。     

GFRP筋混凝土大偏心受压柱试验研究

为了探寻GFRP筋混凝土大偏心受压柱的破坏机理和设计方法,完成了5根GFRP筋混凝土柱的大偏心受压试验,展现了GFRP筋混凝土大偏心受压柱从开始加载到破坏的全过程。重点分析了GFRP筋混凝土偏心受压柱在受拉区混凝土达到限值裂缝宽度0.5 mm时和受压区混凝土压碎时的状态,并对5根GFRP筋试件进行了有限元仿真分析。结果表明:GFRP筋混凝土大偏心受压柱的破坏模式是受拉区混凝土先达到限值裂缝宽度,然后受压区混凝土才被压碎;当受压区混凝土被压碎时受拉区裂缝宽度已经远远超过了限值0.5 mm,说明GFRP筋混凝土大偏心受压柱的设计极限状态是由裂缝宽度控制的。最后,得出了设计极限状态下受压区混凝土的压应变值,为GFRP筋混凝土大偏心受压柱的配筋计算提供了理论依据。     

CFRP筋-珊瑚混凝土柱偏压力学性能数值分析

为研究CFRP筋增强珊瑚混凝土柱偏心受压力学性能,通过ANSYS软件对30根试验柱进行数值分析,讨论不同偏心距、长高比、纵筋率对试件极限承载力、受压侧混凝土应力、柱中挠度和位移的影响。结果表明：偏心距、长高比的增大使试件的极限承载力减小,柱中挠度增大,其中,试件PY-60受压侧混凝土极限应力仅为23 MPa,约为轴压柱PY-0受压混凝土极限应力的1/2;纵筋率的增大一定程度上可提高试件的承载能力。进行二阶挠曲效应参数分析,提出CFRP筋-珊瑚混凝土偏心受压柱的弯矩放大系数ηns计算方法,并结合现行规范进行适应性修正,其理论计算值与现有研究的试验结果吻合良好,具有一定的参考价值。     

拉压弹性模量不等材料杆的纯弯曲及偏心压缩

基于弹性力学的基本理论,分析了拉压弹性模量不等材料直杆在纯弯曲变形状态下的应力和应变,给出相应的应力计算公式,并讨论了拉压弹性模量的比值参数对应力分布的影响,在此基础上又分析了拉压弹性模量不等材料杆在偏心压缩时的应力、应变,给出了横截面中性轴位置的数值计算方法和数值解,并进行了定性的讨论。     

圆钢管高强再生混凝土柱重复加载偏压试验

为研究圆钢管高强再生混凝土柱偏心受压性能,完成了4个试件的单调重复加载试验.4个试件分为两组,第一组试件包括圆钢管普通混凝土柱和圆钢管再生混凝土柱,偏心距100 mm;第二组试件与第一组试件相同,区别在于偏心距为160 mm.通过试验,得到了荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、应变沿截面高度分布情况,分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度、延性和耗能等.利用国内外相关规程对圆钢管再生混凝土偏心受压柱进行承载力计算,并与试验结果比对.研究表明:圆钢管高强再生混凝土偏心受压柱的损伤破坏过程与普通混凝土柱相似,承载能力和变形性能较普通混凝土试件有所提高;截面应变分布与平截面假定符合较好;随着偏心距增大,试件承载力降低,刚度退化加剧,变形能力增强.     

T形方钢管混凝土组合异形柱偏压性能试验研究

T形方钢管混凝土组合异形柱具有良好的力学性能,以试件长度、偏心距、偏心方向为试验参数,设计9个不同长细比的试件进行偏心受压试验,观察试件的破坏形态,得到荷载-应变曲线和荷载-挠度曲线,并分析各参数对试件偏心受压性能的影响.试验结果表明:长度为600 mm的试件发生了强度破坏,长度为1 500、1 800 mm的试件发生...     

轴向及偏心压力作用下混凝土抗冻性试验分析

针对在轴心受压和偏心受压状态下C25混凝土的抗冻性问题,设计了0.4、0.5和0.6三种压应力水平的轴心受压试件及一种偏心受压试件,测算了其预应力损失,通过标准快速冻融循环试验来对比分析抗冻性能.结果表明:所有试件的破坏均达到了相对动弹性模量的限值,而质量损失不明显;轴心受压试件随着应力水平的提高,冻融循环前期抗冻性能逐步增强,但后期损伤速度急剧加快;偏心受压试件与轴心受压试件抗冻性能衰减规律相似,但破坏前受压侧边缘逐步发展了两条主裂缝,导致其抗冻性能快速下降.     

偏心拉压作用力及其方位的测定方法

给出了用电阻应变法测定圆形、圆环形、矩形和口字形截面杆在偏心拉伸或压缩时的作用力及其方位．同时给出了不同的贴片方案和一、二次加载方法．并且结合力学基础理论推导出了简捷的计算偏心拉压作用力及其方位的公式．电测应变法属于无损伤测试,它使用的设备和电阻应变片的安装工艺比较简单,而且测量的精确度较其他方法都高,即经济又方便．     

竖向荷载作用下偏心受压短柱的应力重分布

当偏心垂直荷载作用在短柱的截面核心以外时,诸如砖工和素混凝土等抗拉性能极差的材料的短柱截面上将产生压应力重新分布,以平衡外荷载并使截面上没有拉应力出现。在本文中,我们推导出了计算此种压应力重分布的公式,包括截面有对称轴或无对称轴,以及合力作用点不在对称轴上等各种情况,并以例题来说明本文方法的应用。     

碳纤维布增强二次受力RC构件小偏拉计算方法

结合在役钢筋混凝土小偏心受拉构件承载力不足的特点, 推导了碳纤维布增强二次受力钢筋混凝土构件小偏心受拉计算式, 并与6根碳纤维布增强二次受力钢筋混凝土构件小偏心抗拉试验进行了对比.结果表明, 所提公式与试验数据有较好的一致性, 可供实际工程设计参考.所得研究成果对二次受力钢筋混凝土小偏心受拉加固具有理论指导意义和工程应用价值.     

协调桁架模型在抗剪承载力中的应用

本文采用协调桁架模型与钢筋砼受剪单元的修改受压屈服理论,推导了钢筋砼梁、框架柱及偏心受拉构件的抗剪承载力统一理论计算式。该式由三部分组成,即箍筋的抗剪、剪压区砼的抗剪和砼拉应力作用的抗剪。计算式与５７个试件的实测值对比,表明具有较高精度。     

套筒节点受压力学性能

套筒节点是一种新型的装配式空间网格结构节点,其螺纹外伸端为关键受力区域.为了解该节点受压力学性能,首先利用ANSYS对节点进行数值分析模型比选,提出可行的分析模型,研究节点受压性能和应力分布规律;通过试验考察轴心受压、偏心受压作用下节点外伸端受力特征和破坏机理;然后对试件数值模拟结果与试验数据进行对比,验证数值模拟方法的准确性;最后基于数值模拟和试验结果,推导出节点抗压承载力和刚度计算公式.研究表明:套筒节点轴压时承载力约为相同材料等直径、等壁厚圆管的63.2%;当存在较大偏心时,节点偏压承载力约为轴压时的83.9%;轴压试件与偏压试件破坏形式一致,均为螺纹外露段屈曲破坏;数值模拟得到的节点抗压性能与试验结果吻合较好,节点分析模型合理;理论分析得到的节点承载力和刚度计算公式与试验结果吻合较好.套筒节点受力合理可靠,其薄弱部位为螺纹外露段,受压时呈屈曲破坏.     

水工钢筋砼构件裂缝宽度控制极限状态可靠度分析及分项系数确定

本文根据概率理论和试验统计资料对水工钢筋砼受弯、轴心受拉、偏心受拉和偏心受压等构件的裂缝宽度控制极限状态进行可靠度分析，并对分项系数确定方法进行探讨，可供修订《水工砼结构设计规范》时参考。     

水工混凝土结构设计规范基本构件的相当安全系数的计算分析

以我国现行DL/T 5057-1996"水工混凝土结构设计规范"中的轴心受拉、受弯、受剪、受扭、轴心受压、大偏心受压、小偏心受压、板受冲切等8种典型的基本构件为例,从相当安全系数的角度,对DL/T 5057-1996规范承载能力极限状态的安全度设置水平进行了计算分析,结果表明,当作用效应比值较小时,采用分项系数设计表达式进行设计时较为经济;当作用效应比值较大时,采用系数设计表达式进行设计时更为合理,使得所设计的结构构件在安全可靠与经济合理之间,在不同设计条件下都能达到一种较佳的平衡.     

钢管-钢骨高强混凝土偏压短柱正截面承载力研究

目的 确定组合构件的理论模型和大小偏心的判断方法 ,提出偏心受压正截面承载力公式.方法 采用了极限平衡理论分析了钢管-钢骨高强混凝土偏心受压柱的受力过程,探讨了钢管、钢骨和混凝土三者的协同作用和大小偏心的判断依据.结果 确定了大小偏心的界线值.给出了不同偏心力作用下钢管-钢骨高强混凝土组合柱偏心受压正截面承载力公式.结论 计算结果 分析表明.由于钢骨、钢管和混凝土三者的相互作用,可有效提高柱子的承载能力,为促进其在工程实践中的应用提供了理论依据.     

对新旧水工钢筋混凝土结构设计规范抗裂极限状态可靠度的验算

对原规范和新规范的水工钢筋混凝土轴心受拉、受弯、偏心受压和偏心受拉等构件抗裂极限状态可靠度进行了验算，验算结果表明两本规范４种构件的抗裂可靠度平均水平都能满足一般要求，而新规范的抗裂可靠指标较高。     

中美混凝土结构设计规范安全度设置水平的比较研究

根据中美两国现行混凝土结构设计规范GB 50010-2002和ACI 318-08关于承载能力极限状态的有关设计规定,以GB 50010-2002规范结构安全级别为二级的基本构件为基准,从分项系数设计表达式的相当安全系数的角度,对GB 50010-2002和ACI 318-08规范中的轴心受拉、轴心受压、大偏心受压、小偏心受压、正截面受弯、斜截面受剪、受扭、板受冲切等8种典型基本构件的安全度设置水平进行了计算分析和比较,并对我国混凝土结构设计规范提出了若干修改意见和建议,可供工程应用及我国混凝土结构设计规范今后修订时参考.     

蒸压粉煤灰多孔砖砌体偏心受压承载力试验研究

为研究偏心率e／y对蒸压粉煤灰多孔砖砌体承载力性能的影响。以e／y为主要参数,对24个蒸压粉煤灰多孔砖砌体试件及4个普通黏土砖砌体试件进行偏心受压试验,分析其受压破坏形态。通过试验研究表明砌体的偏心受压承载力随e／y值的增加而呈线性降低。偏心影响系数φ试验值略低于规范中规定值。对规范中φ公式进行调整,给出蒸压粉煤灰多孔砖无筋砌体矩形截面单向偏心受压构件承载力的建议计算公式,并建议蒸压粉煤灰多孔砖单向偏心受压构件的偏心距限值为0.6y。     

中、美规范中受压构件的正截面承载力计算

对中国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002）和美国ACI 318M—05规范中钢筋混凝土受压构件的最小和最大配筋率、正截面轴心受压、偏心受压承载力及其配箍构造的规定进行了对比分析。结果表明：对于轴心受压构件,美国规范中受压承载力的折减系数小于中国规范;随着受力状态由大偏心受压向小偏心受压过渡,美国规范抗力折减系数的变化与构件的受力破坏特征有关,而中国规范的抗力折减系数基本不体现大、小偏心受压构件受力破坏特征的影响;对于高强混凝土,中国规范在确定混凝土材料强度标准值时引入了脆性系数,而美国规范通过较高的配箍率规定来保证高强混凝土构件的受力破坏特征与普通混凝土一致。     

矩形钢管混凝土短柱受压承载力计算

在实验基础上，比较了矩形钢管混凝土轴心受压和偏心受压构件应用方钢管混凝土构件在GJB(2000)中轴压和压弯构件承载力的计算公式的差异；提出了在方钢管混凝土轴压承载力计算公式基础上的修正公式，即将原公式中的约束效应系数考虑截面长宽比的影响后乘以折减系数0．9．修正公式可供矩形钢管混凝土轴心受压柱参考．