锈蚀方钢管混凝土短柱轴压承载力研究

采用ABAQUS有限元软件,建立模拟酸雨溶液腐蚀后方钢管混凝土轴压短柱有限元模型。为模拟钢管锈蚀损伤,在钢材和混凝土的本构关系模型中考虑了锈蚀对钢材的弹性模量和屈服强度的影响。有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的有效性。运用该有限元模型,通过典型算例对锈蚀方钢管混凝土短柱进行轴压全过程分析,比较不同锈蚀率下方钢管混凝土柱荷载-轴向位移关系、外钢管承担的荷载-轴向位移关系、核心混凝土承担的荷载-轴向位移关系的变化规律。并对锈蚀方钢管混凝土轴压短柱进行参数分析,讨论了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和锈蚀率等参数对方钢管混凝土柱极限承载力的影响,最后给出酸雨腐蚀后方钢管混凝土柱极限承载力建议计算式。     

方钢管再生混凝土短柱轴压承载力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行非线性分析,建立了适用于有限元分析的钢管和再生混凝土本构关系模型;利用极限平衡法推导方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式函数类型;利用计算结果拟合出方钢管再生混凝土短柱轴压承载力的计算公式。研究结果表明:所提出的材料本构关系模型可以较好地满足对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行模拟分析的要求,通过模拟获得的计算结果与相关试验结果差异较小,所建立的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式能够较准确地计算构件极限承载力。     

T形钢管混凝土组合柱轴压有限元分析

为了研究不同钢管直径对T形钢管混凝土组合柱轴压力学性能的影响,分析试件的破坏形态及钢管、核心混凝土、外围混凝土的应力分布、破坏情况,本文对三个不同钢管直径的T形钢管混凝土组合柱进行有限元模拟研究,在选择合理的材料本构模型的基础上,利用有限元软件ANSYS建立三个试件的有限元模型并对其做轴压下的模拟。分析得出钢管直径越大,极限承载力越大,验证了利用ANSYS模拟T形钢管混凝土组合柱轴压极限承载力的可行性,为深入研究T形钢管混凝土组合柱的提供了参考。     

海砂钢管混凝土柱耐腐蚀性能的试验和理论研究

目的是研究将海砂直接应用到钢管混凝土柱中的可行性。首先通过试验,测量了钢管海砂混凝土的腐蚀电流密度,结果表明海砂对钢管混凝土的腐蚀不大。然后运用有限元模型对海砂钢管混凝土的腐蚀做了模拟,模拟结果也表明海砂钢管混凝土的腐蚀量很低。试验和有限元模拟证明,海砂应用到实心钢管混凝土中是可行的。     

方钢管混凝土轴压短柱力学性能非线性有限元分析

在以往有关研究成果的基础上,选取具有代表性的轴压方钢管混凝土结构试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,对方钢管混凝土轴压短柱的受力性能进行计算分析。分析受力过程中钢管混凝土柱的破坏模态;计算方钢管混凝土轴压短柱荷载-变形关系曲线;分析含钢率、套箍系数对极限承载力和荷载-变形关系曲线的影响规律。并将计算分析结果与试验结果相比较,验证了建立的模型可以模拟方钢管混凝土柱的极限承载力和破坏全过程。文中的研究成果可为其他研究提供相关参考。     

钢管自密实混凝土短柱的有限元分析

钢管自密实混凝土在工程结构中得到了广泛的应用.通过理论分析,建立了轴心受压钢管自密实混凝土短柱的承载力计算公式.并借助有限元分析软件ANSYS,考虑了钢管与混凝土两种材料本构关系的非线性,对轴心受压钢管自密实混凝土短柱进行了大量的非线性有限元分析,建立了钢管自密实混凝土短柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算模型.通过数值模拟,对提出的轴心受压钢管自密实混凝土短柱的承载力计算公式得出的结果进行了验证,发现计算结果与有限元分析结果吻合良好.     

爆炸荷载作用下复式钢管混凝土柱的数值分析

采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了不同截面形式的复式钢管混凝土柱有限元模型,并采用后处理软件LS-PREPOST对复式钢管混凝土柱在3种典型工况下的动态响应进行分析。结果表明:由于钢管的存在,复式钢管混凝土柱具有良好的抗爆性能。模拟结果可为复式钢管混凝土的抗爆设计、抗爆加固和结构选型提供一定的参考。     

钢骨-钢管混凝土柱的偏压承载力研究

介绍了钢骨-钢管混凝土柱是一种新型的结构组合柱,它是综合钢管混凝土和钢骨混凝土的优缺点而提出的一种新模式的重载柱,对钢骨-钢管混凝土柱的偏压极限承载力进行了试验研究的同时,采用ANSYS有限元软件对钢骨-钢管混凝土柱的偏压承载力进行了模拟分析,结果证明了有限元分析的有效性。     

锈蚀圆钢管混凝土短柱轴压承载力研究

运用ABAQUS有限元软件建立了模拟酸雨溶液腐蚀后圆钢管混凝土轴压短柱有限元模型,为模拟钢管锈蚀损伤,在钢材和混凝土的本构关系模型中考虑了锈蚀对钢材的弹性模量和屈服强度的影响,有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的有效性。运用该有限元模型,通过典型算例对锈蚀圆钢管混凝土短柱进行了轴压全过程分析,比较了不同锈蚀率下圆钢管混凝土短柱荷载-轴向位移关系曲线、外钢管承担的荷载-轴向位移关系曲线、核心混凝土承担的荷载-轴向位移关系曲线以及外钢管与核心混凝土之间的相互作用力-位移关系曲线的变化规律。最后对锈蚀圆钢管混凝土轴压短柱进行了参数分析,讨论了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和锈蚀率等参数对圆钢管混凝土短柱极限承载力的影响,并由此导出了酸雨腐蚀后圆钢管混凝土短柱极限承载力简化计算公式。     

中空钢管混凝土轴压短柱有限元分析与验证

为了研究中空钢管混凝土(HCFST)短柱的轴压性能,本文采用有限元软件ABAQUS对5根已有中空钢管混凝土短柱轴压试验进行数值模拟分析。通过选择合理的材料本构模型,建立该类短柱的有限元模型,获得轴压短柱的荷载-位移全过程曲线,与已有的试验结果进行对比,二者吻合良好。验证了本文有限元建模方法的合理性和可实施性,为中空钢管混凝土短柱在实际工程中的推广应用提供技术支撑。     

采用塑性损伤模型分析钢-混凝土组合构件的静力性能

在大型通用有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型.它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便.在本文中,作者结合自己的研究工作,介绍了塑性损伤模型在钢管混凝土柱、型钢-钢管混凝土柱和钢管混凝土叠合柱静力性能分析中的应用,详细讨论了混凝土塑性损伤模型中有关参数的设置方法.计算结果表明,在准确合理建模和设置参数的前提下,可以利用ABAQUS中的塑性损伤模型准确地模拟钢-混凝土组合构件的静力性能,从而减小实验工作量,节约开支.本文的有关论述和方法可为同类研究提供参考.     

循环荷载作用下薄壁钢管混凝土梁柱节点的试验性能研究

描述了循环荷载作用下薄壁钢管混凝土梁柱节点的8个试验,选取了柱的横截面类型和轴压力水平作为试验参数。此外,选取2个钢管混凝土梁柱节点试验已进行对比。每个钢管混凝土梁柱节点构件都由钢管混凝土柱及柱上方的梁构成,作为建筑的内部节点。对试验结果进行分析,评测了不同的参数对于梁柱节点性能的影响。结果表明:薄壁钢管混凝土柱显示出了卓越的抗震性能和良好的适应性,特别适用于地震区使用。     

ABAQUS钢与混凝土复合材料模型的二次开发

为了找出结构的薄弱位置,往往需要对各种复杂的建筑结构进行整体结构层次上的弹塑性数值模拟。为提高建模以及数值计算效率,需要采用梁单元计算模型模拟钢筋、钢骨以及钢管混凝土梁柱等复杂的构件。在混凝土弹塑性损伤模型的基础上,基于ABAQUS平台开发了能够描述以上复杂梁柱构件力学行为的梁单元复合材料模型。模型的提出使整体结构的弹塑性数值计算可以采用较为简单的梁单元和板壳单元模拟,提高了超高层建筑结构整体弹塑性分析的效率。     

部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能数值分析

为研究部分包覆钢-轻骨料混凝土组合(PELC)短柱的轴压性能,采用ABAQUS软件建立了轴压作用下部分包裹钢-轻骨料混凝土组合短柱的有限元模型。通过典型构件揭示了部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的全过程受力机理与破坏模式; 分析了轻骨料混凝土强度、系杆间距、含钢率以及翼缘宽厚比等参数对部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能的影响规律; 基于规范AISC 360并考虑轻骨料混凝土约束效应,提出了一种部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压承载力的计算公式。结果表明:部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的主要破坏模式为轻骨料混凝土压溃、H型钢正弦半波状鼓曲以及系杆屈服; 部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱的极限承载力将随着轻骨料混凝土强度与含钢率的增加而提高,延性将随着含钢率的增加而提高,随着系杆间距和轻骨料混凝土强度的增加而降低; 研究结果将为轻骨料混凝土组合柱在实际工程中的设计与应用提供理论依据。     

基于ABAQUS的型钢混凝土梁三维非线性分析

基于ABAQUS混凝土损伤塑性模型,讨论了型钢混凝土梁三维非线性分析的建模方法及模型参数取值,针对一箱形型钢混凝土梁试验模型进行有限元模拟,并与试验结果进行对比分析.计算结果与试验结果基本相符,从而说明本文选用的基于ABAQUS的模型及参数可对型钢混凝土梁的静力学性能进行较为准确的模拟.     

方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点的受力性能分析

基于方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点抗震性能试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立试验中4个试件的有限元模型：核心混凝土采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,该模型考虑了混凝土在反复荷载下的刚度退化.通过对模型的荷载-位移全过程分析,将计算结果与试验结果对比可知,两者吻合较好,说明用该模型进行方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点的全过程分析是可行的.此外,用该模型分析了不同参数对此类节点荷载-位移曲线的影响规律,可为设计提供依据.     

多室式钢管混凝土T形偏压短柱性能分析

采用ABAQUS软件,建立了多室式钢管混凝土T形短柱的有限元模型。对3个轴压短柱试件进行了模拟分析,得出荷载-位移曲线,并将计算结果与试验结果进行了对比。在此基础上对多室式钢管混凝土T形短柱的偏压性能进行了大量数值模拟计算,得出了其N/Nu-M/Mu相关曲线,分析了各参数对其N/Nu-M/Mu相关曲线的影响。参考矩形钢管混凝土柱承载力的计算理论和方法,在分析计算数据的基础上,建立了多室式钢管混凝土T形短柱偏压承载力的简化计算公式。分析结果表明,所提出的偏压强度承载力计算公式与数值模拟结果符合良好,可供工程设计参考。     

型钢混凝土柱的非线性有限元分析

型钢混凝土柱在现代建筑中越来越多的被采用,以解决普通钢筋混凝土柱在高轴压比下抗震不利的状况。文章基于通用非线性有限元软件ABAQUS对型钢混凝土柱进行水平荷载作用下单调加载全过程模拟,研究了对于型钢混凝土结构的单元选择,材料本构关系的选取。计算结果表明,型钢混凝土柱具有较高的承载能力,较大刚度,骨架曲线下降段较为平缓,具有较好的延性和较好的耗能能力。     

斜拉肋加劲薄壁方钢管混凝土柱的滞回性能研究

在方钢管两临边焊接斜拉肋可显著提高薄壁方钢管的局部屈曲承载力,有效改善薄壁方钢管混凝土(CFST)柱的力学性能。为研究斜拉肋加劲薄壁方CFST柱的滞回性能,完成4个试件的拟静力试验。试验主要变化参数为斜拉肋上是否开孔、轴压比、钢管宽厚比。试验结果表明:试件的破坏模式为压弯破坏,破坏区域钢板受压鼓曲、钢管与斜拉肋之间纵向焊缝断裂、混凝土压溃;试件滞回曲线稳定饱满,无明显捏拢现象;试件破坏时位移延性系数均大于3.3,极限层间位移角均大于1/30;斜拉肋上开孔对试件的性能影响不明显,减小钢管宽厚比或者增加轴压比使试件耗能增大,但变形能力下降。应变分析结果表明:斜拉肋加劲方钢能对混凝土提供较均匀约束,并且斜拉肋与钢管之间能协同工作。基于ABAQUS软件建立的精细有限元模型能较准确地预测钢管混凝土柱在恒定轴力和反复水平力下的承载力及变形能力。参数分析表明:混凝土强度和轴压比明显影响试件的变形能力,进而建议混凝土强度与轴压比限值的关系。提出考虑斜拉肋和钢管约束之后的塑性应力分布方法计算N-M曲线,与试验结果和有限元分析结果吻合良好。     

外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱的抗震性能

通过2根未受火钢筋混凝土柱、2根受火后未加固钢筋混凝土柱和10根外包薄壁钢管加固受火后钢筋混凝土柱的拟静力试验,考察了轴压比、剪跨比、钢管厚度及加固方式等参数对外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱抗震性能的影响情况,建议了外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱受剪承载力的计算公式。结果表明：薄壁钢管加固可显著提高受火后混凝土柱的受剪承载力、极限变形和累计滞回耗能,且加固后试件的割线刚度与未受火试件相比相差较小。受火后剪跨比为1.78和3.0的混凝土柱加固后的承载力分别比相应的未加固柱的承载力提高了41.8%~47.0%和38.5%~74.4%。轴压比对加固后试件的受剪承载力、刚度、耗能能力和延性影响较大,对极限变形影响较小。薄壁钢管厚度对加固后试件的耗能能力影响较大,对受剪承载力影响较小。薄壁钢管根部焊接角钢并用螺栓锚固的方式可提高加固效果。