高温时高强混凝土轴心受压柱力学性能研究

应用大型有限元分析软件ANSYS对高温作用下的高强混凝土轴心受压柱(C60)进行了仿真模拟,研究了轴压柱在不均匀温度场下的温度分布,并采用先升温后加载的顺序单向耦合法,对轴压柱的高温力学性能进行了理论分析,给出了柱荷载-挠度全过程曲线,通过与试验结果的对比表明,采用本文方法进行高强混凝土柱抗火性能的分析是可行的.     

铝合金圆管轴心受压构件稳定系数的试验研究

针对网格结构的发展方兴未艾、极具活力，而铝合金圆管型截面构件在网格结构中的应用又日渐广泛的特点，通过时目前研究较少的细长(长细比λ=69．4～194．3)铝合金圆管型截面轴心受压构件稳定性的试验研究，得到构件的极限稳定承载力，应用最小二乘法原理拟合出构件的λ-φ曲线及相应的计算公式．经与几种常见公式的计算结果对比，该公式的计算结果与试验结果吻合较其它公式的计算结果好，离散性小，所以构件的λ-φ曲线及相应的计算公式可以用于铝合金圆管型截面轴心受压构件的设计中。     

轴心受压组合T形短柱力学性能数值模拟分析

为研究轴心受压组合T形短柱力学性能,运用有限元软件ABAQU S建立有限元模型,考虑钢管厚度、混凝土强度和钢材强度等级以及肢厚的影响,对轴心受压钢管混凝土组合T形短柱的荷载-变形关系曲线进行模拟分析,并比较分析组合T形柱与普通T形柱的承载力与破坏形态。结果表明,组合T形柱极限承载力与钢材面积及屈服强度、混凝土面积及圆柱体抗压强度成正比;组合T形短柱的承载力比普通T形短柱的高,达到极限承载力时的变形更大,延性更好。     

楔形柱平面内稳定极限荷载计算分析

利用数值方法对楔形柱平面内稳定极限荷载的计算进行了探讨 ,在迭代条件中采用混合迭代的方法 ,避免了在截面M -P -Φ关系计算中迭代不收敛问题 ;在构件的荷载 -挠度关系计算中应用弹塑性条件 ,优化了计算过程 ,缩短了计算时间 ;并利用程序分析了柱子的极限荷载随楔率与柱端弯矩比的变化规律 .所得结论可供设计人员参考     

圆钢管RPC短柱轴心受压极限承载力分析

为了研究钢管活性粉末混凝土(钢管RPC)柱轴心受压力学特性,采用全截面受压方法进行了圆钢管RPC短柱轴心受压试验,测试了其在荷载作用下的变形、应变情况.试验结果表明,在荷载达到极限承载力时,钢管PRC短柱的变形主要处于弹性阶段,当承载力下降到极限承载力的80%~90%后趋于平缓,在总结相关试验资料的基础上,参照CECS 104:99中钢管高强混凝土极限承载力公式,提出了钢管RPC短柱的极限承载力计算经验公式.为了便于工程应用,把公式中的混凝土强度及其对应的系数α进行了扩展,采用扩展后的系数α对试验数据重新进行了计算,计算结果与试验数据符合良好,能满足工程应用.     

楔形工形柱平面内稳定极限承载力研究

通过对12根楔形柱进行静态加载试验,分析和研究楔率及偏心距对楔形柱平面内极限承载力的影响.试件的主要参数为荷载作用的偏心距和楔率.试验在5 000 kN试验机上进行,主要测量了型钢的纵向应变、试件的变形过程、荷载-挠度曲线及试件的极限承载力.试验结果表明,随着楔率的增大,构件的极限承载力也随之增加;荷载偏心距的增大将降低构件的极限承载力.     

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.     

轴心受压钢骨方钢管高强混凝土组合短柱承载力

为研究钢骨方钢管高强混凝土组合短柱轴心受压力学性能,基于合理选取钢材和混凝土本构关系以及正确定义单元类型、模型接触、加载边界条件和加载方式,采用大型通用有限元软件ABAQUS建立钢骨方钢管高强混凝土组合短柱轴心受压有限元模型,通过后处理得到组合短柱的荷载纵向应变关系曲线,并与试验的荷载纵向应变曲线进行对比分析。分析了典型试件受力全过程以及最终破坏形态,同时比对了不同类别组合短柱轴心受压承载力简化计算公式,最后给出最优简化计算公式。     

CFRP加固黏土砖轴心受压柱研究

基于碳纤维布加固实心黏土砖柱的试验研究与有限元分析,研究了碳纤维环箍加固的轴心受压实心粘土砖柱极限承载力及其受力性能,并分析了碳纤维布加固轴心受压粘土砖柱的受力特点及影响承载力、延性的因素。研究表明:碳纤维布提供的紧箍力使实心黏土砖柱的承载力和延性都得到较大提高。通过考察CFRP布加固的实心黏土砖柱的荷载-变形关系,CFRP的应力-应变发展,进一步证实了CFRP不对实心黏土砖柱加固的有效性。     

钢管聚丙烯纤维超高强石渣混凝土短柱的静力特性

以试件的直径、径厚比和混凝土强度等级为试验参数进行了19根试件的轴心抗压试验,考察了钢管聚丙烯纤维超高强石渣混凝土短柱轴心受压时的破坏形态,揭示了影响其力学性能的因素和规律.试验结果表明:钢管内填充低碳聚丙烯纤维超高强石渣混凝土可以解决由于自收缩偏大引起的钢管混凝土脱空问题;在试验参数范围内,影响试件静力特性的主要因素是套箍指标和核心混凝土强度;荷载-平均应变关系曲线可以分为4个阶段,即弹性阶段、弹塑性阶段、承载力下降阶段和承载力回升阶段;所有试件都呈剪切型的破坏特征,残余承载力达到极限荷载的80%以上,都有较好的延性性能,极限应变达到8.67%～24.9%;最后,推荐了经回归分析得到的钢管聚丙烯纤维超高强石渣混凝土短柱轴心受压极限承载力的计算公式,计算结果与试验数据比较吻合.     

双向偏压钢筋混凝土柱的有限元分析模型

为实现钢筋混凝土柱的高效精确分析，建立了基于纤维积分法的可用于任意截面双向偏压钢
筋混凝土柱材料和几何非线性分析的有限元模型。基于混凝土和钢筋的非线性应力-应变关系，引入
Rodriguez截面分析模型，按边界顶点把混凝土截面划分成若干个梯形单元，通过对纤维直接积分导出截
面切线刚度矩阵，并基于空间非线性杆单元理论建立标准有限元公式。利用该分析模型对双向偏心受压钢
筋混凝土试验柱进行极限承载力分析计算，结果表明所提出的有限元模型具有较高的计算精度；通过采用
纤维积分法来替代传统的截面分块或分条法，显著提高了计算效率。     

圆钢管再生混凝土柱轴压试验研究

通过8根圆钢管再生混凝土柱进行轴压试验,研究构件长细比、钢管壁厚以及添加废弃混凝土块体等因素对试件轴压性能的影响,获得试件承载力、轴向变形、轴向和环向应变等参数。试验表明,钢管再生混凝土试件主要为弹塑性失稳破坏;构件长细比对试件的承载力有一定影响,轴向承载力随着试件的长细比的增大而减小;钢管壁厚对试件的承载力影响较大,钢管壁厚越大,其极限承载力就越大;添加混凝土块体对轴压承载力影响不大。     

方钢管高强混凝土轴压短柱的试验研究

进行了24根方钢管高强混凝土轴压短柱的试验研究,采用的混凝土强度fcu^10为59．7～79．6MPa．通过实验分析了混凝土强度、含钢率和套箍系数对方钢管高强混凝土试件力学性能的影响．研究结果表明,混凝土强度是决定方钢管高强混凝土轴压短柱破坏模式的主要因素,混凝土强度较低时试件表现为腰鼓形破坏,随着混凝土强度的提高,试件的破坏模式由腰鼓形向剪切形转变;钢管截面宽厚比70时,达到极限承载力之前钢管出现明显的局部鼓曲现象;混凝土强度提高系数随着套箍系数的增加而增大．     

混凝土板墙加固砖墙轴心受压承载力试验

为研究混凝土板墙加固砖墙后的墙体轴压力学性能,通过张拉螺杆对砖墙预压来模拟工程中的在役砖墙加固前承受竖向荷载并发生轴向压缩变形,进行了高宽比为0.8、1.1,轴压比为0.15、0.25、0.35共6片混凝土板墙加固砖墙的轴心受压试验.试验结果表明:在新增轴心荷载作用下,混凝土板墙加固砖墙截面新增的轴向压缩变形均匀,混凝土板墙首先被压坏,混凝土板墙加固砖墙的轴心受压承载力比未加固砖墙有明显提高.基于试验结果,引入混凝土、砖墙的强度利用系数,建立了混凝土板墙加固砖墙轴心受压承载力计算公式.     

高强混凝土管柱轴心受力性能试验研究及分析

通过4根高强混凝土管柱长柱的受压全过程试验及2根管柱的受拉全过程试验，研究了高强混凝土受压管柱的正常使用状态及极限状态的受力及变形特征、破坏过程及其承载力。并且研究了高强混凝土受拉管柱在正常使用状态下的变形规律、裂缝开展情况及受拉承载力。通过试验，发现高强混凝土管柱破坏具有突然性。同时用数值积分方法编制了非线性分析程序并分析了9根高强混凝土管柱。结果表明，计算结果与试验数据吻合较好，并且管柱承载力主要取决于混凝土强度及长细比。     

轴压下GFRP管-混凝土-钢管组合柱的尺寸效应

为了研究尺寸效应对GFRP管-混凝土-钢管组合柱力学性能的影响,在满足几何相似性的条件下,利用静力加载的方法对具有不同试件尺寸、不同混凝土强度等级的8根试件的轴压力学性能进行了试验研究.对8根组合柱试件的试验破坏现象、荷载-应变曲线、极限承载力以及应力值变化进行相应的分析比较,结果表明,随着试件尺寸的增大,试件抵抗变形能力减弱且尺寸效应明显,而增加GFRP管壁厚可以提高试件承载力、增强试件力学性能、减少尺寸效应的影响.     

型钢再生混凝土高轴压比柱抗震性能试验

为研究3种不同再生粗骨料取代率的足尺型钢再生混凝土柱试件在高轴压比及较低轴压比下的抗震性能差异,本文通过40 000 k N多功能试验机对4个柱试件进行了低周反复荷载试验.观察分析各试件的受力性能及破坏特征,得到不同设计变量对试件的水平承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能、变形及刚度等的影响规律.结果表明:4个柱试件的最终破坏形态均为弯剪破坏;各试件滞回曲线较饱满,试件耗能性能较好;再生粗骨料取代率增大,会使试件的变形能力有所降低,但对试件水平承载力及刚度退化影响不大;轴压比增大,试件的水平承载力、刚度及耗能性能提高,但承载力下降加快,刚度退化加剧,延性降低.总体来看,型钢再生混凝土柱在高轴压比下仍然能保持较好的抗震性能,可为后续的理论研究及实际工程应用提供依据.     

内摇摆柱-钢框架结构新体系受力性能分析

提出一种新型的钢框架结构体系,即内摇摆柱-钢框架结构体系.为了研究这种新体系的受力性能,并与普通钢框架体系性能相比较,本文建立了六层的新型结构体系和传统普通钢框架体系的三维非线性有限元模型,分析了在不同类型的侧向荷载作用下结构的变形特征、承载力以及塑性铰分布等受力性能,结果显示本文提出的内摇摆柱-钢框架结构体系具有良好的受力性能,并且新型结构体系构造简单施工方便,采用该体系建筑结构可以获得较好的经济效益.     

CFST柱和RC柱偏压性能比较

为了研究钢管混凝土柱在偏压荷载下的力学性能,对已有的偏压荷载钢管混凝土柱进行了有限元模拟,并与试验结果进行了比较.在此基础上,分别模拟了同等条件下钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱的受力性能,对比分析了它们的破坏形态、承载力、挠度变形等力学性能.研究结果表明:相同条件下,钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱更具有延性,钢管混凝土柱轴力比钢筋混凝土柱高约25%,弯矩高约40%;最大荷载时,钢管混凝土柱跨中截面的挠度为钢筋混凝土柱的1.67倍,极限荷载时为2.30倍;钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱承载力随着偏心率的增大而减小,与构件性质无关.长细比对构件破坏性质有明显影响.