矩形钢管自密实自应力混凝土短柱轴压试验研究

为了克服混凝土的体积收缩和开裂,提高矩形钢管内混凝土的密实度,确保钢管和混凝土更好的工作,使结构自身产生较高的自应力,提高结构整体力学性能,通过对3根矩形钢管自密实自应力混凝土短柱的轴心受压试验,分析矩形钢管自密实自应力混凝土的钢管与核心混凝土的变形情况,与普通钢管混凝土进行比较,对此种结构的破坏形态、受力状态、承载能力和延性等特点进行分析。结果表明:在试验过程中,其核心混凝土始终处于三向应力状态下,使得矩形钢管自密实自应力混凝土结构的弹性工作阶段加长,弹性阶段可达到极限荷载的85%以上,与CECS 28:2012《钢管混凝土结构设计与施工规程》相比较,初始自应力的存在,使得矩形钢管自密实自应力混凝土构件极限承载能力提高的幅度在15%以上。自应力的存在亦使矩形钢管自密实自应力混凝土短柱位移延性系数降低。     

矩形钢管自密实混凝土的钢管-混凝土界面粘结性能研究

钢管混凝土构件在受力过程中,钢管及核心混凝土间的粘结性能一直是设计和研究人员关注的热点问题之一。合理确定钢管与核心混凝土间的粘结强度,是进行钢管混凝土梁柱节点设计的重要前提。通过对矩形钢管自密实混凝土构件界面粘结性能进行的试验研究,对钢管自密实混凝土与钢管普通混凝土进行比较。结果表明,自密实混凝土可以提高钢管与混凝土间的界面粘结强度。最后,提出粘结强度的简化计算公式和粘结应力-相对滑移关系的简化模型。     

钢管自密实高性能混凝土压弯构件力学性能研究

进行了38个钢管自密实高性能混凝土压弯构件的试验研究,考察的项目和基本参数有:(1)截面形式,包括22个圆试件和16个方试件;(2)管内混凝土不同浇筑方式,包括自密实、手工振捣和机械振捣;(3)截面径(宽)厚比,从33变化到67;(4)荷载偏心率,从0变化到0.3。研究目的在于:考察钢管自密实混凝土与采用振捣密实的钢管混凝土压弯构件力学性能的差异,并比较规程DL/T5085—1999、GJB4142—2000、AIJ(1997)、EC4(1994)、AISC—LRFD(1999)、BS5400(1979)和DBJ13—51—2003在计算钢管自密实高性能混凝土构件极限承载力时的差异,结果是圆钢管自密实混凝土压弯构件的极限承载能力值按规范计算比试验值低5%～20%,方钢管按规范计算比试验值低4%～15%,唯按EC4(1994)计算的方钢管值略高于试验值。     

型钢-方钢管自密实高强混凝土轴压短柱受力性能的试验研究

提出了一种重载柱设计的模式,即型钢-方钢管自密实高强混凝土柱。该组合柱是在方钢管中填充自密实高强混凝土和型钢而形成。通过13根型钢-方钢管自密实高强混凝土短柱的轴心受压试验,研究了该组合柱的受力性能。试验结果表明自密实试件与经过振捣的试件的受力性能几乎没有差别;型钢的存在有效地延缓或抑制了高强混凝土中剪切裂缝的产生从而提高了构件的延性;混凝土强度、方钢管的宽厚比和型钢的用量对构件的强度和延性有着显著影响。最后给出了型钢-方钢管自密实高强混凝土轴心受压短柱强度承载力的计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。     

Q460高强钢管自密实混凝土短柱轴压力学性能

本文以研究Q460高强钢管自密实混凝土短柱轴压力学性能为目的,通过开展6组短柱轴压试验并结合有限元软件ANSYS进行数值模拟分析,探讨核心混凝土强度对钢管自密实混凝土短柱轴压承载力、破坏模式、套箍效应等力学性能的影响规律。研究表明由于采用高强钢管,试件均呈现明显的腰鼓型失效模式;相比普通钢管混凝土柱,钢管自密实混凝土柱具有更好的承载能力,且其承载力与自密实混凝土强度成正比。基于现有规程并结合试验及有限元分析结果,修正了钢管混凝土组合强度公式,为钢管自密实混凝土构件设计提供参考。     

复式薄壁方钢管混凝土构件受弯性能研究

通过复式薄壁方钢管混凝土构件受弯性能的试验研究,分析了内置圆形截面空钢管和钢管高强混凝土对薄壁方钢管混凝土构件纯弯段受弯性能的影响。试验表明：内置圆形截面空钢管和钢管高强混凝土可有效提高构件的受弯承载力,内置钢管高强混凝土的提高效果更显著;薄壁方钢管混凝土的受弯承载力和抗弯刚度明显较对比空钢管的高;试验过程中未出现钢管角部破坏的情况。对复式薄壁方钢管混凝土纯弯构件受力性能进行有限元分析,分析结果和试验结果吻合较好,外管的约束作用有效提高了夹层混凝土转角处混凝土的抗压强度。有限元参数分析结果表明,构件的受弯承载力和抗弯刚度随着夹层混凝土强度和径宽比的增大而增大,但随着径厚比的增大而减小;同时构件的受弯承载力随着钢管强度的增大而增大。建议了复式实心薄壁方钢管混凝土构件和复式空心薄壁方钢管混凝土构件受弯承载力的简化计算模型,其计算结果精度较高。     

自密实混凝土受弯破坏构件有限元分析

利用自密实混凝土单向轴压本构关系模型,对文献[1]中自密实混凝土梁弯曲破坏试验过程进行非线性有限元分析,结果表明用ABAQUS有限元分析软件对自密实混凝土构件弯曲破坏过程进行模拟,荷载一跨中挠度分析结果与构件弯曲破坏的试验结果基本相吻合。     

自密实钢管混凝土力学性能试验

近年来随着大跨度桥梁和高层建筑的发展,钢管混凝土结构的工程应用越来越广泛,但在许多实际工程中此种结构还存在一定缺点,如核心混凝土浇筑后振捣困难、硬化后混凝土的收缩和徐变使钢管约束力降低等。本文对自密实钢管混凝土进行力学性能的试验研究,在自密实钢管混凝土混凝土中,自密实混凝土不但可以补偿混凝土硬化过程中产生的收缩,而且还可以使结构产生一定的自应力,从而提高其整体力学性能。本课题通过对3根自密实钢管混凝土的轴压试验,对自密实钢管混凝土短柱轴压试验全过程进行分析。并利用PVC管密封试件得到了自密实钢管混凝土短柱核心混凝土真实的混凝土强度。     

钢管自应力自密实高强混凝土中长柱受压性能试验研究

为提高钢管内混凝土的密实度,减小混凝土的收缩,以保证钢管与混凝土更好地工作,满足实际工程需要,文中提出采用钢管自应力自密实高强混凝土柱,考虑初始自应力、长细比和混凝土强度等因素的影响,设计制作16个钢管自应力自密实高强混凝土中长柱试件,通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-纵向变形曲线、荷载-挠度曲线和极限承载力,分析了各参数对试件轴心受压力学性能的影响。研究表明：大部分中长柱的破坏形态均为弯曲失稳破坏;初始自应力提高5MPa,钢管自应力自密实高强混凝土中长柱极限承载力提高19%,并改善了延性;长细比由5增大至12,试件的极限承载力降低16.9%;混凝土强度提高36.3%,钢管自应力自密实高强混凝土中长柱极限承载力提高16.3%。基于试验结果,参考国内相关规范,建立钢管自应力自密实高强混凝土中长柱轴心受压稳定承载力计算公式,可供工程设计参考。     

方钢管混凝土粘结强度试验研究

为了得出方钢管混凝土构件的粘结强度计算公式,进行了不同长宽比、宽厚比方钢管混凝土柱的轴心推出试验,得到了方钢管混凝土的粘结强度变化规律;总结并分析了各国相关试验,提出了当核心混凝土周边的薄壁混凝土破坏之后试件破坏这一思路,利用弹性力学与材料力学的相关理论,推导了方钢管混凝土粘结强度的半经验半理论公式。分析结果表明:方钢管混凝土的粘结强度受构件宽厚比影响较大,受长宽比影响较小;所得公式的计算结果与试验值吻合良好,为方钢管混凝土粘结强度计算提供了新思路。