基于有限元的双向偏心受压构件仿真计算分析

通过利用大型有限元计算软件对双向偏心受压的型钢混凝土柱的正面承载力进行计算分析,模拟计算型钢混凝土柱在受到偏心荷载的作用时结构的受力和变形情况,结合相对应的试验结果,对结构的受力进行分析,为今后的偏心受压型钢混凝土柱的研究和设计提供一定的参考。     

型钢部分包裹再生混凝土偏心受压短柱(强轴)受力性能试验研究

为了研究型钢部分包裹再生混凝土短柱(强轴)的偏心受压性能,设计了6个试件并进行静力加载试验,不同试件的主要变化参数为再生粗骨料取代率、偏心率。通过试验获得了试件的破坏形态、承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线,采用国外相关规范的计算方法对型钢部分包裹再生混凝土短柱(强轴)的偏心受压承载力进行计算,并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:试件的极限承载能力随着再生粗骨料取代率和偏心距的增大而减小;根据规范ANSI/AISC 360-10计算的型钢部分包裹再生混凝土短柱(强轴)的偏心受压承载力与试验结果较为吻合。     

型钢再生混凝土偏心受压柱刚度及变形分析

以再生粗骨料取代率和相对偏心距为主要参数,完成9个型钢再生混凝土偏心受压柱试验,分析偏心受压柱的破坏特征和侧向挠度变化规律。试验结果表明:型钢再生混凝土偏心受压柱在各个受力阶段的刚度发生变化,并对型钢再生混凝土偏心受压柱的变形特征产生影响。型钢再生混凝土偏心受压柱的最大挠度值随着相对偏心距及再生粗骨料取代率的增加而增大。在试验研究的基础上,根据偏心受压柱的简化力学模型,推导其侧向挠度计算公式,并提出型钢再生混凝土偏心受压柱截面刚度计算公式。利用该公式计算得到的偏心受压柱侧向挠度最大值与实测值吻合较好,可以满足计算要求。     

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。     

型钢混凝土偏心受压构件正截面受压承载力计算方法及试验验证

型钢混凝土偏心受压构件是组合结构中的主要结构构件,其正截面受压承载力的计算方法在各国组合结构规范中都有规定。主要介绍在试验研究基础上,以平截面假定为基础建立的型钢混凝土偏心受压构件正截面承载力的计算方法,以及承载力计算值与试验实测值的比较,二者吻合良好。此计算方法已列入《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138—2001)、《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)。     

对角线布置十字形型钢混凝土柱正截面承载力计算方法研究

为增加型钢混凝土(SRC)柱在高轴压比下的抗震性能,提出一种对角线布置的十字形SRC柱。由于其承载力计算不能直接采用JGJ 138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》或YB 9082—2006《钢骨混凝土结构设计规程》中的相关公式,采用强度叠加法和极限平衡法对其正截面受压承载力进行研究。先按强度叠加法分别计算约束混凝土、型钢翼缘和型钢腹板的承载力,再按照叠加理论得到最大轴力和极限弯矩;极限平衡法从材料力学的思路出发并进行推导,通过统计分析大量双向偏压十字形SRC柱的数值模拟结果,进而得到柱正截面受压承载力简化计算式。采用所提算式对3根试验柱和16根有限元模拟对角线布置十字形型钢混凝土柱进行计算,理论结果与柱实际承载力符合良好,验证了所提算式的正确性和适用性。     

不同再生粗骨料取代率下的再生混凝土柱轴心和偏心受压试验研究

为探究再生粗骨料取代率与再生混凝土柱受压性能的关系,文中制作了6根再生骨料取代率不同的混凝土柱并进行轴心受压试验和偏心受压试验,同时制作普通混凝土柱试件以作对照,观察混凝土柱试件发生破坏时的状态,分析各混凝土柱试件承载力等受压性能。结果显示,再生混凝土制作的柱试件在破坏机理、受力形式上与普通混凝土柱没有显著差异,现行工程规范中普通混凝土柱的承载能力计算方式同样适用于再生混凝土柱。     

实腹式配钢L形截面异形柱轴心受压承载力分析

为研究实腹式配钢L形截面异形柱的型钢强度、混凝土强度、型钢翼缘厚度、型钢腹板厚度、柱高、栓钉及箍筋间距等关键参数对异形柱承载能力和破坏形式的影响,共设计5组对比构件进行轴心受压有限元模拟分析。获得异形柱破坏模式、荷载-位移曲线、各组成部分应力分布等,分析异形柱轴心受压性能。结果表明实腹式配钢L形截面异形柱构件构造合理;随着型钢强度、配钢率和混凝土强度的增大,承载力逐渐上升;当柱高范围为3～5 m时,柱高对异形柱极限承载力影响不大;栓钉间距和箍筋间距对于承载能力影响可以忽略。     

超高强混凝土型钢组合长柱静力性能试验研究

为解决目前规范中缺乏超高强混凝土型钢组合柱设计方法和静力受压试验研究不够深入的问题,开展了5个轴心受压和4个偏心受压的立方体抗压强度为120 MPa超高强混凝土型钢长柱的静力试验,通过考察其破坏形态、轴力-挠度曲线、轴力-竖向位移曲线和轴力-应变曲线,研究了长细比、相对偏心距和箍筋间距对其静力性能的影响.试验结果表明:...     

再生混凝土柱轴心受压性能试验

本文通过对再生混凝土柱和普通混凝土柱的轴心受压对比试验,研究了再生混凝土柱的受力性能,主要包括破坏形态和承载能力,基于试验结果的分析,探讨了现行规范(GB50010)中针对混凝土柱的计算方法对再生混凝土柱的适用性.     

型钢混凝土异形柱结构受力性能研究的发展现状

型钢混凝土异形柱结构不仅具有异形柱结构的房间柱棱不凸出、美观适用、实际得房率高等优点,同时能够克服钢筋混凝土异形柱结构承载能力不足、抗震性能差等缺点,对于进一步推广异形柱结构具有重要意义。在综合介绍型钢混凝土异形柱结构研究背景的基础上,分析了型钢混凝土异形柱轴心受压性能、偏心受压性能、受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架节点的受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架的抗震性能以及构造要求等方面的研究现状,指出了型钢混凝土异形柱结构受力性能研究领域有待进一步解决的问题,为该领域的深入研究及型钢混凝土异形柱结构的设计应用提供参考。     

型钢混凝土异形柱结构受力性能研究的发展现状

型钢混凝土异形柱结构不仅具有异形柱结构的房间柱棱不凸出、美观适用、实际得房率高等优点,同时能够克服钢筋混凝土异形柱结构承载能力不足、抗震性能差等缺点,对于进一步推广异形柱结构具有重要意义。在综合介绍型钢混凝土异形柱结构研究背景的基础上,分析了型钢混凝土异形柱轴心受压性能、偏心受压性能、受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架节点的受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架的抗震性能以及构造要求等方面的研究现状,指出了型钢混凝土异形柱结构受力性能研究领域有待进一步解决的问题,为该领域的深入研究及型钢混凝土异形柱结构的设计应用提供参考。     

某高层建筑型钢混凝土柱计算分析

考虑到型钢混凝土结构比钢筋混凝土结构具有更大的结构承载能力及良好的结构延性,某高层建筑主体结构采用型钢混凝土柱-钢筋混凝土简体结构;型钢混凝土柱正、斜截面设计以《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082—2006）和《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138—2001）为依据,在设计中将以上两种规程相互比照并互相参考。     

型钢混凝土柱承载能力主要规程计算方法比较

型钢混凝土(SRC)柱截面承载能力计算主要有基于钢筋混凝土柱承载能力计算模式、钢结构柱容许应力法和叠加原理的型钢混凝土柱计算方法。在简单介绍基于上述各种模式的ACI、AISC-LRFD、我国冶金行业标准(YB规程)采用的简单叠加法及冶金行业标准条文说明中建议的型钢混凝土柱截面承载能力四种主要计算方法基础上,通过算例比较,对四种典型计算模式的计算方法和计算步骤进行详细介绍。基于已有试验研究结果,对各种计算方法所得结果与试验结果及各计算模式进行比较分析。结果表明,四种计算模式中,AISC-LRFD计算SRC柱截面承载能力较为保守,ACI和冶金部行业标准计算方法所得结果与试验结果比较接近,并且计算也较方便。     

自密实混凝土与角钢联合加固混凝土柱轴心受压承载力试验研究

提出了自密实混凝土与型钢联合加固混凝土柱的加固方法,对16个试件进行了静力加载试验,研究了型钢尺寸与缀板间距等因素对加固后混凝土柱的轴心受压承载力的影响。研究结果表明:采用该方法加固的混凝土柱轴心受压承载力显著提高;自密实混凝土能够将型钢和混凝土柱有效结合,使其协同工作;增大型钢截面面积与减小缀板间距均能有效提高柱的轴心受压承载力。最后,建立了联合加固混凝土柱轴压承载力计算公式。     

试论型钢和钢板混凝土剪力墙偏心受压斜截面承载力的计算

详细讨论了现行规范中型钢和钢板混凝土剪力墙偏心受压斜截面承载力的差异和不足之处,并给出了型钢和钢板混凝土剪力墙偏心受压斜截面承载力计算的建议公式,同时对端柱型钢布置与面积计算提出了合理的建议。     

钢筋混凝土偏心受压柱在设计、施工中存在问题浅析

通过阐述不合理的设计和施工对钢筋混凝土偏心受压柱承载能力的影响,提出在设计和施工时,正确区分钢筋混凝土受压柱的类型、合理估算截面尺寸、准确配置钢筋,避免钢筋、模板、混凝土的施工不当,确保钢筋混凝土偏心受压柱承载能力,提高结构的可靠性。     

高温后型钢再生混凝土短柱轴压性能试验

为研究高温后型钢再生混凝土(SRRAC)柱的轴压性能,以高温温度、恒温时间、型钢保护层厚度、配钢率和配箍率为变化参数,对18个试件进行高温后的静力单调加载试验,观察不同温度后试件的受力破坏过程和形态,获取了质量烧失率、荷载-位移全过程曲线和剩余承载力等数据,并对各参数对其力学性能的影响予以分析。结果表明:高温后型钢再生混凝土柱轴心受压破坏过程和形态与常温下基本相同,均呈灯笼状破坏。高温后型钢再生混凝土柱的轴压刚度和剩余承载力退化明显,且温度越高,退化程度越大。高温后SRRAC柱承载能力降低了13%~50%,其中600℃时下降32%~42%。     

高强箍筋约束高强混凝土柱的偏心受压试验研究

以箍筋间距、箍筋形式和偏心矩为变化参数,对10根高强箍筋约束高强混凝土柱进行偏心受压试验,研究这类柱的偏心受压性能。通过试验,观察高强箍筋约束高强混凝土柱分别在大小偏心受压时的破坏过程与破坏形态,并记录各个试件荷载挠度曲线;各个加载阶段的截面应变分布;对比分析各个试件的弯矩-曲率关系曲线;试验表明:箍筋间距较小的高强连续复合箍筋约束高强混凝土柱具有非常好的延性性能,且试验测得柱的受压承载能力均高于按现行规范的计算值;采用约束混凝土本构关系对试件进行截面分析,得到弯矩-曲率关系曲线,且与试验曲线吻合较好。     

再生混凝土柱受压性能试验

完成了12根不同再生粗骨料取代率下的再生混凝土柱轴心和偏心受压试验,研究了再生混凝土柱的受力性能,主要包括其破坏形态和承载能力等,并与普通混凝土柱进行了对比。基于试验结果的分析,探讨了现行规范（GB50010）中针对普通混凝土柱的计算方法对再生混凝土柱的适用性。