高温后矩形镀锌钢管短柱压缩性能研究

为了研究镀锌钢管高温后的压缩性能,设计并制作了一批试样,对其进行压缩试验。通过对不同温度镀锌钢管进行压缩试验,分析长细比、钢管厚度和温度等参数对其压缩性能的影响。分析发现:镀锌钢管扭转曲线分为弹性阶段和屈服平台阶段,压缩曲线的一个峰值对应镀锌钢管压缩的一个褶皱,且镀锌钢管压缩屈服强度随着受热温度升高而降低。将高温前后镀锌钢管的承载力与理论计算式进行比较发现,试验测试承载能力与理论公式基本一致。     

高温后矩形钢管混凝土双向压弯构件力学性能试验研究

设计了双向压弯构件试验加载和量测装置;对14根高温后矩形钢管混凝土双向压弯构件的残余力学性能进行了试验测试;并对温度、长细比、加载偏心角度、截面高宽比和套箍系数等参数进行了研究。研究发现,温度、长细比、加载偏心角度、套箍系数、截面高宽比是影响高温后矩形钢管混凝土双向偏压构件承载力及延性的主要因素,高温后该类构件仍有较高承载力,所有试件的位移延性系数平均值大于8,表明高温后矩形钢管混凝土双向压弯构件具有较好的延性。     

矩形钢管混凝土结构粘结性能研究

钢管混凝土结构因承载力高、抗震性能好、施工进度快,已在国内外许多重大工程中得到广泛应用。钢管混凝土结构通过钢管与混凝土间的传力实现两者的共同工作,尽管依靠固有粘结力被认为是最为经济理想的传力方式,但由于对粘结机理的认识尚不充分,规范制定得都较为保守。结合参与修订美国钢结构设计规程的经历,分析了粘结性能的研究现状,重点阐述了粘结承载力设计公式中有效粘结范围和名义粘结强度,通过对比推出、推离试件与实际钢管混凝土构件的受力状态,提出以节点试验代替上述试验定量钢管混凝土构件的粘结强度,并以此形成粘结承载力设计公式。     

矩形钢管混凝土构件抗弯性能研究

为研究厚实、非厚实和薄柔截面矩形钢管混凝土(CFST)构件的抗弯性能,提出一种有限元分析(FEA)模型。使用70组试验结果对有限元模型进行验证。有限元分析得到的复合构件极限抗弯承载力和弯矩-跨中挠度关系曲线与试验结果相符。利用有限元模型研究核心混凝土的破坏模式、外钢管典型的残余变形以及整个加载过程中组合结构的应力-应变分布。分析结果表明,组合梁中钢材和混凝土的相互作用使其产生了应力重分布,从而提高了矩形钢管混凝土梁的抗弯承载力和延性。最后,使用可靠性分析方法对欧洲规范EC 4(2004)、美国AISC(2010)和中国规范DBJ/T 13-51-2010中组合梁的现有设计公式进行了评估,结果发现,设计公式的可靠性指标较好。     

镀锌钢管

从近年建筑材料进场检验反映,镀锌钢管在水电安装工程中还占据一定的市场,结合本人的试验工作,谈谈镀锌钢管。     

高温后矩形钢管橡胶混凝土轴压短柱的试验研究

为了解决如何处理废旧轮胎,大大减小黑色污染的严重问题,掌握高温后钢管橡胶混凝土的力学性能。本文设计了10个矩形截面钢管橡胶混凝土试件。考察了取代率、温度及时间3个变化因素,观察了轴心受压试验的全过程,对其破坏形态进行分析并得到了其荷载-位移曲线。试验研究结果表明:高温后矩形钢管橡胶混凝土柱在受力过程经历了弹性阶段、塑性阶段及破坏阶段,试件破坏形式为非平行斜向圆圈状剪切破坏。随着取代率的增加,试件的极限承载力不断逐渐降低。随温度增加,极限承载力呈先小幅下降再上升再逐渐下降,曲线整体呈下降趋势。     

矩形钢管混凝土的局部屈曲性能研究

本文用能量法对刚性基底矩形钢板的屈曲性能进行了理论分析研究,利用满足边界条件的屈曲位移函数得到屈曲系数的计算公式,然后进一步用于矩形钢管混凝土轴心受压局部屈曲问题的分析和计算,得到矩形钢管混凝土屈曲系数计算公式,最后根据修正的温特(G.Winter)公式,推导矩形钢管混凝土全截面有效的宽厚比限值及其局部屈曲强度计算公式,计算结果与试验结果进行了比较,吻合较好。本文的研究成果可为相关研究提供参考。     

矩形钢管贯通式节点抗弯性能研究

本文研究矩形钢管贯通式节点的抗弯性能。进行了5组试件平面内和平面外的弯曲试验。通过试验数据和相应的有限元计算,分析了节点几何特征对传力机理和变形的影响。研究指出,管件在节点区的非直接过渡造成的传力路径弯折和应力集中,是造成贯通式节点弱刚度、低强度的主要原因;采用与钢管等壁厚的节点,将使节点屈服承载力低于相连管件的边缘屈服弯矩。本文指出基于弹性阶段刚度评价的节点分类与基于节点承载力极限状态的分类是有区别的。在大量有限元算例的基础上,回归出节点弹性弯曲刚度的计算公式,并提出了适用于一般计算软件的分段变刚度模型。实际工程算例表明,虽然对于某些以稳定控制设计的结构可以采用这类节点,但在结构非线性分析中,必须考虑节点有限刚度的影响。     

矩形钢管混凝土柱轴压性能研究

本文借助Abaqus有限元分析软件,考虑材料非线性和构件几何非线性等因素,设置钢与混凝土两种材料间的界面接触属性,建立矩形钢管混凝土短柱在轴心荷载作用下的非线性有限元计算模型,并将数值模拟结果与试验数据和现有规程计算结果进行对比,验证了数值模型的可靠性;对比分析现有规程计算结果的精确度,并讨论现有矩形钢管混凝土柱的两种轴压力分配系数公式的可靠度,研究结果对矩形钢管混凝土柱在工程应用的设计阶段具有重要的参考意义。     

矩形钢管鼓形节点受力性能试验研究

铁岭体育馆为单层钢网壳结构,采用了矩形钢管-圆柱鼓形节点。为研究矩形钢管-圆柱鼓形节点受力性能,通过6个变换工艺参数的节点拉伸、弯曲、拉弯试验,分析试验现象及其受力机理,验证鼓形节点容许承载力公式。试验结果表明,抗拉构件破坏模式为杆件与圆柱连接焊缝开裂,抗弯、抗拉弯构件破环模式为杆件受压、受拉翼缘屈服。该类鼓形节点的极限荷载与连接钢管同圆柱鼓形节点之间刚度比有关,与焊接工艺也有相当关系。     

矩形钢管混凝土框架结构受力性能试验研究

以两榀单跨两层全矩形钢管混凝土框架结构为研究对象,通过拟静力试验,考虑柱截面含钢率的影响,研究分析了全矩形钢管混凝土结构在反复低周荷载作用下的破坏特征,承载能力,滞回曲线,变形能力,耗能能力以及强度、刚度退化性能;并分析了柱截面含钢率对结构受力性能及抗震性能的影响规律;同时将结构的各特征指标与钢筋混凝土框架结构和钢结构框架的对应特征指标进行对比分析。结果表明:在低周反复荷载作用下,矩形钢管混凝土框架结构承载力高,滞回曲线饱满,延性系数为5.56～6.80,有较好的变形能力和稳定的后期承载力,呈梁铰破坏机构,可初步判断该种结构具有良好的受力性能和较高的抗震能力;并且在同等条件下,钢管混凝土框架结构的受力性能和抗震性能明显优于钢筋混凝土框架和钢框架结构,有进一步研究的价值。     

矩形钢管混凝土柱抗剪性能研究

对矩形钢管混凝土柱抗剪性能的研究现状、目前取得的研究成果和存在的问题进行了介绍与探讨,并为其进一步的研究提出了一些建议,以完善我国相关的规范建设,推动钢管混凝土结构的进一步发展。     

大高宽比矩形钢管混凝土柱压弯性能研究

为了研究大高宽比矩形钢管混凝土柱的压弯性能,对大高宽比钢管混凝土短柱进行偏压试验并结合有限元模拟补充了4组试件进行对比,包括不同偏心率、高宽比、钢管壁厚度、截面尺寸情况下柱性能的对比分析。最后参考常用的4本国内外规范进行柱承载力计算,对比并判断现有规范是否适用。结果表明：试件破坏模式均为长边鼓曲,当荷载小于极限承载力的80%时,横截面高度上的应变分布服从平截面假定;随着偏心率增大,柱延性提升,在偏心率超过0.205后,柱延性开始下降;随着壁厚增加,柱延性提升,在壁厚达到8 mm后,柱延性开始下降;随着高宽比提升,柱延性降低;随着截面尺寸增大,在壁厚不变的情况下,柱延性降低,在壁厚等比例增大时,柱延性变化不大;随着高宽比、截面尺寸、钢管壁厚度的增大,柱承载力提升;随着偏心率升高,柱承载力降低;参考规范JGJ 138—2016对大高宽比钢管混凝土柱偏压承载力的计算更为准确。     

矩形钢管弯扭构件的工作性能研究

利用通用有限元软件ABAQUS对矩形钢管弯扭构件的荷载-变形关系曲线进行了计算,计算曲线与实验曲线进行了比较,基本吻合。在此基础上,考虑不同加载路径的影响,对矩形钢管弯扭构件的工作性能进行了分析,最后在参数分析结果的基础上,提出了矩形钢管弯扭构件承载力相关方程的实用计算方法,简化计算结果得到实验结果的验证。本文的研究成果可为相关研究提供参考。     

矩形钢管弯扭构件的工作性能研究

利用通用有限元软件ABAQUS对矩形钢管弯扭构件的荷载一变形关系进行计算,计算结果与试验结果基本吻合。在此基础上,考虑不同加载路径的影响,对矩形钢管弯扭构件的工作性能进行分析,最后在参数分析结果的基础上,提出矩形钢管弯扭构件承载力相关方程的实用简化计算方法,该方法所得计算结果得到试验结果的验证。     

方、矩形钢管混凝土剪切性能研究现状

总结了各国学者对方、矩形钢管混凝土剪切性能的研究现状,阐述了当前研究的特点与不足,指出了需要进一步研究的问题。鉴于剪跨比、轴压比、钢管对混凝土的约束效应等因素对剪切性能的影响较大,各种破坏形态的界限尚缺乏统一的判定标准,根据相关试验数据,对比了各种承载力公式的计算结果,分析了产生差别的原因。基于工程实际的需求,对未来研究工作提出了进一步的建议。     

矩形钢管混凝土柱管壁局部屈曲性能研究

对矩形钢管混凝土柱钢管壁的局部屈曲性能进行了分析研究。用有限条法计算出了各种应力梯度作用下管壁的局部屈曲临界应力σcr和局部屈曲系数k0 ,并将得到的屈曲系数代入到有效宽度统一法则中 ,得到了保证管壁不发生局部屈曲时板件的宽厚比、高厚比的限值表达式。分析结果与《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS1 5 9:2 0 0 4)中限值的比较表明 ,规程的规定限值是可靠的     

高温后镀锌钢材和低碳钢材力学性能研究

为了对高温后镀锌钢材和低碳钢材力学性能进行研究,设计并制作了一批试样,对其进行拉伸试验。通过对不同加温后的镀锌钢材和低碳钢材拉伸曲线进行分析,探讨温度对拉伸曲线、屈服强度、弹性模量和极限强度的影响。试验表明,镀锌钢材和低碳钢材拉伸曲线分弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和断裂阶段四个阶段,镀锌钢材、低碳钢材的屈服强度、极限强度、弹性模量随着加温温度的增加而降低;低碳钢材性能受温度的影响小于镀锌钢材;拟合的高温后钢材屈服强度和极限强度曲线与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土叠合短柱高温后黏结滑移性能试验研究

为研究钢管混凝土叠合短柱高温后钢管与管外混凝土的黏结滑移性能,基于20根轴压短柱的推出和推回试验,分析了钢管与钢管外混凝土的黏结滑移关系。试验参数包括温度、配箍率、截面形状。分析该类柱高温中的温度场分布,以及高温后荷载-滑移曲线、剩余黏结强度、相对滑移等。研究结果表明:高温后推出试验的荷载-滑移曲线包括上升段、下降段和再上升段,推回试验的荷载-滑移曲线包括上升段和下降段;经历200～400℃高温后,试件黏结强度降幅明显;对于推出试件,经历400℃高温后,圆形和方形截面试件推出试验的黏结强度分别为常温状态下的16%和14%;经历200～500℃高温后,相对滑移值降幅明显;经历500℃高温后,圆形和方形截面试件推出试验对应黏结强度的相对滑移值分别为常温状态下的44%和55%。;经历400℃温度后,黏结强度和对应的相对滑移值均随着配箍率的增大而增大。