GFRP轴心受压构件的稳定性能

通过对50根不同截面形式、不同尺寸的GFRP(玻璃钢)构件进行轴心受压试验,研究了构件的变形特征、破坏形态和稳定系数,并拟合出基于Perry公式的稳定系数计算式.结果表明:GFRP构件在其失稳后卸载完毕时,变形完全恢复,没有明显的残余变形;GFRP构件失稳前基本呈线弹性特征,破坏时呈脆性特征;GFRP构件失稳类型分为弯曲失稳和扭曲失稳;所拟合出的GFRP轴心受压构件稳定系数计算式的计算结果与试验值吻合较好,表明该计算式具有一定的有效性.     

GFRP套管钢筋混凝土轴心受压柱受力性能数值分析

利用有限元分析软件ANSYS,采用数值模拟的方法对GFRP套管钢筋混凝土轴心受压柱的受力性能进行了分析,分析结果与试验结果吻合较好,证明所建立的三维有限元模型是有效的。利用该模型,对GFRP套管钢筋混凝土轴心受压柱进行了受力机理分析以及套管厚度、混凝土强度、长细比等因素对构件受力性能的影响。分析结果表明,合理地选择数值模拟分析模型,并选择合适的参数,可以较好地预测轴压下GFRP套管钢筋混凝土柱的力学性能。     

劲性钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算方法

在对劲性钢筋混凝土轴心受压构件承载力进行试验及理论研究的基础上,综合国外的研究成果,提出了劲性钢筋混凝土轴心受压构件承载力的计算方法.     

钢柱整体稳定性的数值分析方法研究

采用通用有限元软件ANSYS建立轴心受压钢构件有限元模型,对23个已有试验结果钢材焊接截面轴心受压柱的整体稳定受力特性进行有限元分析.详细地介绍了建立有限元模型的具体方法,并给出了分析其整体稳定特性的求解全过程,提出了输入构件几何初始缺陷和模拟截面残余应力的方法.通过将有限元计算结果与相应的试验结果进行对比,验证了本文建立的有限元模型的有效性.计算结果还表明,本方法不仅适用于普通钢材的轴心受压构件计算,而且适用于高强钢轴心受压构件承载力计算.     

轴压GFRP管件极限承载力试验与理论研究

利用3组共9根玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管件轴心受压稳定性试验,观察其破坏过程及破坏特征,分析研究管件变形、极限承载力及破坏形式,同时建立了管件的ANSYS有限元模型.结合试验及有限元分析结果,推导出GFRP圆管构件实用的极限承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好.     

屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢结构轴压构件承载力计算模式研究

本文收集了目前国内外屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件的试验数据,参考现行的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002),对其承载力的合理计算模式进行了系统研究。结果表明,现行规范考虑板组约束计算截面有效宽厚比的方法对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件极限承载力的计算是可靠的。     

玻璃纤维增强复合材料筋混杂纤维混凝土短柱轴心受压性能的研究

为了探寻玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋混杂纤维混凝土轴心受压短柱的破坏机理和设计方法,进行了5根GFRP筋混杂纤维混凝土短柱和1根普通钢筋混凝土短柱轴心受压性能研究,对GFRP筋混杂纤维混凝土轴心受压短柱的破坏形式、纵筋应变、混凝土压应变、极限荷载值等试验结果进行了分析。结果表明：掺入纤维的GFRP筋混凝土轴心受压短柱具有较好的阻裂性能且破坏后可以保持较好的整体性;掺入纤维的GFRP筋混凝土轴心受压短柱均有明显的塑性阶段,纤维可以有效抑制微裂缝扩展,改善混凝土延性;钢纤维掺入使混凝土弹性模量减小,聚乙烯醇(PVA)纤维使混凝土弹性模量增加;混杂纤维能有效提高GFRP筋混凝土短柱极限承载力,GFRP筋混杂纤维混凝土短柱中PVA纤维掺量为0.1%、钢纤维掺量为0.8%时比例最好。     

GFRP管混凝土组合柱轴压性能研究

为研究GFRP管混凝土组合柱的力学性能,对4根GFRP管混凝土组合柱进行轴压试验。通过编制程序,绘制应力-应变全过程曲线,并与有关文献试验数据进行比较,吻合较好。在此基础上,以GFRP管壁厚度、混凝土强度等因素为主要参数对构件轴压性能的影响进行比较。结果表明:组合柱截面应力随着GFRP管壁厚度增加而增加,随着混凝土强度的增加而增加。最后通过对数值计算结果的回归分析,得出实用的组合柱轴心受压承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力,对15根轴心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并采用有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性,然后对典型截面构件进行大量的有限元参数分析。研究结果表明：冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力随着构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比以及钢材强度的增大而减小。通过参数分析得到了考虑局部屈曲、整体屈曲和畸变屈曲影响的构件屈服强度折减系数,提出了冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法及其相应计算公式,且通过试验验证了本文折减强度法计算卷边槽钢轴心受压构件极限承载力的适用性。     

铝合金矩形开孔柱轴压性能试验研究

采用试验研究的方法,对6061-T6系列和6063-T5系列的铝合金矩形开孔柱的轴心受压性能进行了试验研究。试验主要研究了材料的力学性能、试件的初始几何缺陷、变形性能、破坏模式、轴压承载力、孔洞的存在及数目对铝合金轴心受压构件承载力和屈曲模式的影响等,并将试验所得结果与各国铝合金设计规范中相关公式计算所得结果和北美冷弯型钢轴心受压开孔构件的有效宽度法公式的计算结果进行了对比。通过试验和对比发现:中国规范关于铝合金轴心受压构件极限承载力的计算结果偏大,欧洲规范更贴近试验结果,孔洞的存在降低了构件的承载力,北美冷弯型钢轴心受压开孔构件的计算公式不适用于铝合金开孔构件。     

Experimental study on GFRP pipes under axial compression

Fiber reinforced polymer (FRP) is suitable for structures in corrosive environment and long-span light-weight structures due to its high-strength, light-weight, and anti-corrosive qualities. The behavior of pultruded glass fiber reinforced polymer (GFRP) pipes, which are the members of long-span lattice structures, under axial compression was investigated by tests. Short GFRP pipes were first tested to determine the basic mechanical properties. Then the stability of long GFRP pipes was studied by axially compressive tests in four groups with different slenderness ratios, twelve specimens totally. Based on the results of the tests and literature, the formula of the buckling load of composite pipes under axially compressive load was presented based on Perry formula. It can well predict the buckling failure load GFRP pipe under axial compression.     

Flexural and shear capacities of concrete beams reinforced with GFRP bars

This paper reports test results of 12 concrete beams reinforced with glass fibre-reinforced polymer (GFRP) bars subjected to a four point loading system. All test specimens had no transverse shear nor compression reinforcement and were classified into two groups according to the concrete compressive strength. The main parameters investigated in each group were the beam depth and amount of GFRP reinforcement. Two modes of failure were observed, namely flexural and shear. The flexural failure is mainly occurred due to tensile rupture of GFRP bars either within the mid-span region or under the applied point load. The shear failure is initiated by a major diagonal crack within the beam shear span. This diagonal crack extended horizontally at the level of the GFRP bars indicating bond failure.Simplified methods for estimating the flexural and shear capacities of beams tested are presented. The flexural capacity is estimated based on the compatibility of strains and equilibrium of forces. Comparisons between the flexural capacity obtained from the theoretical analysis and that experimentally measured in the current investigation and elsewhere show good agreement. To predict the shear capacity of the beams tested, four methods recently proposed in the literature for GFRP-reinforced concrete beams are used. These methods have been developed by modifying the ACI 318-99 shear capacity formula for steel-reinforced concrete beams to account for the difference in the axial stiffness of GFRP and steel bars. It has been shown that the theoretical predictions of the shear capacity obtained from these methods are inconsistent and further research needs to be carried out in order to establish a rational method for the shear capacity calculation of GFRP-reinforced concrete beams.     

Experimental study on GFRP pipes under axial compression

Fiber reinforced polymer (FRP) is suitable for structures in corrosive environment and long-span lightweight structures due to its high-strength, light-weight, and anti-corrosive qualities. The behavior of pultruded glass fiber reinforced polymer (GFRP) pipes, which are the members of long-span lattice structures, under axial compression was investigated by tests. Short GFRP pipes were first tested to determine the basic mechanical properties. Then the stability of long GFRP pipes was studied by axially compressive tests in four groups with different slenderness ratios, twelve specimens totally. Based on the results of the tests and literature, the formula of the buckling load of composite pipes under axially compressive load was presented based on Perry formula. It can well predict the buckling failure load GFRP pipe under axial compression. __________ Translated from Journal of Tianjin University, 2007, 40(1): 19–23 [译自: 天津大学学报]     

GFRP筋活性粉末混凝土梁受力性能试验研究

为了研究GFRP筋活性粉末混凝土梁的受力性能,对8根梁进行三分点加载试验,获得了试验梁的开裂弯矩、极限弯矩以及各级荷载作用下的变形及裂缝分布与开展。试验结果表明：活性粉末混凝土试验梁纯弯区段开裂应变 (750×10-6) 约为普通混凝土梁的7倍,开裂弯矩及截面塑性系数计算应考虑纵向受拉GFRP筋的有利影响。GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面受弯破坏形式可分为纵向受拉GFRP筋被拉断而受压边缘活性粉末混凝土未被压碎的受拉破坏,受压边缘活性粉末混凝土被压碎(5500×10-6)而纵向受拉GFRP筋未被拉断的受压破坏,以及纵向受拉GFRP筋被拉断的同时受压边缘活性粉末混凝土被压碎的界限破坏等三种。对于受压破坏可按拉区应力为0.25倍活性粉末混凝土抗拉强度来考虑拉应力对正截面受弯承载力的贡献。对于受拉破坏则基于材料应力-应变关系通过数值积分迭代计算正截面受弯承载力。刚度及裂缝宽度计算的关键是合理计算使用阶段GFRP筋的拉应力,在计算GFRP筋拉应力时所用弯矩应为外荷载弯矩减去拉区活性粉末混凝土拉应力合力对压区合力点的弯矩。图9表12参10     

混凝土非杆系构件正截面承载力计算方法的研究

混凝土结构非杆系的二维结构或构件的配筋计算是混凝土结构配筋计算的重要部分,对于腹部均匀配筋的偏心受压构件,规范算法过于简化。针对此点,采用曲线拟合的方法来简化公式,拟合中考虑钢筋等级对相对受压区高度的影响,并通过算例进行比较,计算结果理想。     

等边单角钢轴心压杆局部稳定计算问题的讨论

在钢结构工程中,特别是在输电线路的铁塔设计中,经常采用等边单角钢作为轴心受压构件.在设计计算中,无论是按照我国现行的GB 50017-2003<钢结构设计规范>,还是采用ASCE 10-1997<美国输电铁塔设计导则>,都需要考虑角钢肢宽与厚度之比的问题.针对此问题,根据弹性稳定理论,推导了等边单角钢轴心压杆宽厚比限值的计算公式,并提出设计计算的方法,供工程设计参考.     

单角钢压杆的屈曲及稳定计算

在钢结构工程中经常采用等边或不等边单角钢作为轴心受压构件,现行钢结构设计规范(GB50017—2002)提供了等边单角钢压杆的截面类别及稳定计算方法,但对不等边单角钢压杆的规定相对粗糙。本文根据弹性稳定理论和角钢截面特征规律,推导了等边及不等边单角钢轴心受压构件的屈曲条件和长细比简化计算方法,并给出了稳定设计方法。扭转屈曲换算长细比仅与角钢肢宽与肢厚的比值有关,这使得弯扭屈曲换算长细比的计算也进一步简化。经过验证,该方法简单实用,可供工程设计参考。     

型钢混凝土结构(SRC)设计规程比较

首先对日本及欧美等国外有关型钢混凝土(SRC)结构的设计规程进行了介绍,并简单介绍了我国现有的关于型钢混凝土(SRC)结构的两部规程《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082-97)及《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)的编制背景和依据。对两部规程中有关型钢混凝土梁的正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力、型钢混凝土(SRC)偏心受压构件、剪力墙和梁柱节点的计算理论和计算方法进行了重点比较分析,并结合型钢混凝土(SRC)梁、型钢混凝土(SRC)偏心受压构件和梁柱节点承载能力的计算实例,对两部规程的应用方法、计算步骤和计算结果做了比较分析,为使用两部型钢混凝土结构设计规程提供参考。     

轴压构件帽型截面缀板的优化与配置

通过理论分析和试验验证相结合的方法,提出了薄壁型钢帽型截面轴心压杆缀板配置的优化方法与缀板配置的实用计算方法。