方形截面碳纤维增强聚合物钢管珊瑚混凝土短柱轴压试验研究

对4个方钢管珊瑚混凝土短柱构件和13个碳纤维布增强方钢管珊瑚混凝土短柱构件进行了轴压试验。观察记录构件的受力全过程和破坏现象,得到了构件荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。研究构件含钢率和外包碳纤维增强聚合物(CFRP)层数对构件极限承载力影响,并对这些影响给出了相应的机理分析,试验结果表明外包CFRP能够有效提高构件柱的承载力与核芯珊瑚混凝土的抗压强度和延性,CFRP方钢管珊瑚混凝土结构具有一定的工程应用价值。     

圆截面碳纤维增强聚合物-钢管混凝土压-扭性能研究

为探究圆截面碳纤维增强聚合物(CFRP)-钢管混凝土在压-扭荷载作用下的力学性能,结合8个CFRP-钢管混凝土试件进行压-扭静力加载试验,对试件的试验现象、扭矩-转角曲线、钢管与碳纤维的协同工作以及平截面假定进行了探讨;应用有限元软件建立模型进行对比,模拟结果与试验结果相吻合;以上述研究为基础,对构件进行了受力全过程分析;参数分析的结果表明,横向碳纤维层数、混凝土强度和含钢率对扭矩-转角曲线的形状无明显影响;横向碳纤维层数、钢材屈服强度、混凝土强度和含钢率的增加可以提高构件的承载力,适当的轴压比也可以提高构件的承载力;基于性能分析结果,得出圆截面CFRP-钢管混凝土的压-扭极限承载力方程,通过验证可知与试验结果拟合良好。     

方形截面钢管混凝土构件的设计计算

在较深入地认识方形截面钢管混凝土（以下简称方钢管混凝土）力学性能的基础上，提出该类构件承载力的简化计算方法，简化公式的计算结果与试验结果吻合良好，可供有关工程设计参考．     

方截面CFRP-钢管混凝土压弯构件抗震性能试验

为研究方截面CFRP-钢管混凝土的动力性能,在试验研究的基础上,进行理论分析,得到方截面CFRP-钢管混凝土动力情况下的极限承载力.试验表明,方截面CFRP-钢管混凝土构件的动力性能更优于钢管混凝土.它的刚度退化缓慢,延性略好于钢管混凝土.且由于CFRP的作用,方截面CFRP-钢管混凝土构件耗能更多.     

圆CFRP-钢管混凝土构件扭转试验研究构想

CFRP—圆钢管混凝土结构作为新生的复合结构形式,在工程中有着广泛的潜在应用空间。本文介绍了CFRP—圆钢管混凝土的特点和研究其扭转性能的必要性。分析并提出了CFRP—圆钢管混凝土构件扭转研究的试验参数、试验装置及步骤,为CFRP—圆钢管混凝土构件扭转试验做了充分准备。     

圆CFRP-钢管混凝土构件扭转试验研究构想

CFRP-圆钢管混凝土结构作为新生的复合结构形式，在工程中有着广泛的潜在应用空间。本文介绍了CFRP-圆钢管混凝土的特点和研究其扭转性能的必要性。分析并提出了CFRP-圆钢管混凝土构件扭转研究的试验参数、试验装置及步骤，为CFRP-圆钢管混凝土构件扭转试验做了充分准备。     

圆截面钢管混凝土受弯构件试验研究

通过4个圆截面钢管混凝土受弯构件的试验研究,对其基本静力性能进行分析。结果表明,在本文试验参数范围内,圆截面钢管混凝土受弯构件的荷载一跨中挠度曲线可以划分为以下3个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段和增强阶段;所有试件均在跨中挠度达到大约1／200跨度时结束弹性阶段。环向应变沿截面圆周分布不均匀：纵向受拉最大点环向压应变最大,纵向受压最大点环向拉应变最大。从加载之初直到大约0．7倍极限承载力,纵向应变沿截面高度分布基本符合平截面假定。试件的屈服与钢管的纵向受拉屈服几乎同步发生。对于同一点,纵向受压则环向受拉,反之,纵向受拉则环向受压;纵向受拉点的钢管对混凝土没有约束作用。     

方形钢管和钢管混凝土的性能研究

对方钢管和钢管混凝土的局部屈曲进行研究,主要分析不同的深厚比对钢构件的影响。通过对24个深厚比数值为50～125的构件进行试验发现,混凝土的存在会影响已有的屈曲模式,并显著增加钢管混凝土的屈曲承载力。采用ABAQUS软件建立数值模型,并与试验结果进行有效对比。从设计角度来看,当构件深厚比高于50时,计算钢构件对钢管混凝土承载力贡献的同时应包含局部屈曲效应。例如,对深厚比超过120的细长板,其后屈曲效应能明显增加其承载能力,所以在计算钢构件对承载能力的贡献时应考虑这一效应。最后,提出计算包括短粗和细长钢结构复合截面的承载力计算公式,并通过了大量试验结果的验证。     

方形截面钢管混凝土柱超声检测

介绍了超声法检测钢管混凝土缺陷的基本原理及缺陷的判别方法,结合工程实例,讨论了超声波法在检测方形截面钢管混凝土内部缺陷时测点的布置方式、检测的时间以及数据的处理与判别,指出了在合理布置测点的情况下超声法检测混凝土缺陷的方法同样适用于方钢管内部混凝土缺陷的检测,在遵循《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21:2000的基础上进一步推广了超声检测技术的应用范围.     

聚合物填充钢管构件阻尼性能的试验研究

针对聚合物填充钢管试件,采用锤击试验法进行模态参数识别,得出试件的前4阶模态参数;采用最小二乘法确定试件的比例阻尼系数;通过自由振动试验测得各试件的阻尼比。与空钢管试件对比,聚合物填充钢管试件在阻尼比和比例阻尼系数上都有显著提高,具有很好的阻尼性能。     

碳纤维增强地聚合物混凝土的SHPB试验研究

以矿渣与粉煤灰制备了碳纤维增强地聚合物混凝土(carbon fiber reinforced geopolymeric concrete,CFRGC);采用100分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了不同碳纤维掺量的CFRGC在不同应变率下的冲击压缩强度与能量吸收的应变率效应,以及碳纤维掺量对CFRGC强度与吸能特性的影响;改进了波形整形技术,以满足恒应变加载的要求.结果表明:厚度为1mm,直径分别为20,22,25,27,30mm的H62黄铜波形整形器可以较好地实现SHPB试验过程中的恒应变率加载,且试验结果可靠;CFRGC属于应变率敏感材料,其冲击压缩强度与能量吸收特性均表现出近似的应变率线性相关性,强度的应变率敏感值为47.8s-1;碳纤维对地聚合物混凝土的强度特性具有良好的改善效果,且该效果随着平均应变率的增加而增强;碳纤维的相对最佳掺量为0.2%(体积分数).     

劲化方形截面钢管混凝土短柱轴压试验研究

采用劲化方形截面钢管混凝土柱可以有效地提高柱钢管壁的侧向刚度,增强其抵抗局部屈曲的能力和改善对核心混凝土的约束作用。通过普通方形截面钢管混凝土柱和劲化方形截面钢管混凝土短柱的轴压试验,对柱的轴压破坏形态、轴力-变形特征、钢管应变等进行了分析。结果表明：劲化带的设置使钢管壁对核心混凝土的约束作用更趋均匀,改变了钢管的局部屈曲变形状态,明显提高了方形截面钢管混凝土柱的轴压承载力和变形能力。根据劲化方形截面钢管混凝土短柱的受力分析,提出了轴压承载力计算式,计算结果和试验结果吻合良好。     

方形截面钢管混凝土双向压弯构件承载力理论分析和简化计算

在合理确定钢和混凝土应力－应变关系模型基础上,采用数值方法对方形截面钢管混凝土（以下简称方钢管混凝土）双向弯曲和双向压弯构件的荷载－变形全过程关系进行了分析,理论计算结果与试验结果吻合良好,并基于大量参数分析结果,提出该类构件承载力简化计算公式,可供工程设计参考．     

寒区碳纤维增强混凝土抗冻性能试验研究

研究了不同掺量的碳纤维对川藏线极温冻融环境下混凝土耐久性能的影响。通过快速水冻水融法,测试了川藏-27～40℃极温循环下碳纤维增强混凝土的抗冻指标,包括相对动弹性模量、质量损失率、失水量。结果表明,随着冻融循环次数的增加,所有试件的质量损失率在冻融前期变化一致;冻融70次后,随着碳纤维掺量的增加,质量损失率先减小后增大,掺量为0.24%时的质量损失率最小;相对动弹性模量随着掺量的增加先增大后减小,且当掺量为0.24%时达到最大;冻融过程中,碳纤维掺量对失水量的影响较小。     

钢管高强混凝土构件截面弯矩-曲率全曲线研究

通过 12根钢管高强混凝土构件的抗弯试验 ,研究了钢管高强混凝土构件的受弯性能。采用条带法计算了钢管高强混凝土构件截面弯矩 -曲率全曲线 :根据试验结果 ,将截面弯矩 -曲率全曲线简化为三折线 ,给出了截面弯曲刚度的三折线方程和钢管高强混凝土构件截面受弯承载力的计算公式。     

CFRP增强方截面钢管混凝土受弯性能研究

以钢管约束效应系数和纵向CFRP增强系数为主要参数,进行16个CFRP增强方钢管自密实混凝土受弯构件的静力试验研究。试验结果表明,试件的弯矩-曲率曲线可以划分为以下三个阶段:弹性段、弹塑性段和软化段;纵向CFRP可以提高试件的抗弯承载力和刚度。对试验结果的分析表明,钢管和CFRP在横向和纵向都可以共同工作;在整个加载过程中,试件变形基本符合平截面假定。应用ABAQUS模拟试件的弯矩-曲率曲线和破坏模态,计算结果与试验结果吻合良好。     

碳纤维增强混凝土梁抗弯性能试验研究

通过在普通混凝土中掺入不同掺量的短切碳纤维,研究其对钢筋混凝土适筋梁正截面抗弯性能的影响。混凝土水胶比选定为0.4,碳纤维体积掺量分别为0、0.3%、0.6%、0.9%,制作8根梁进行正截面抗弯试验,研究短切碳纤维对钢筋混凝土梁破坏形态、开裂荷载、极限荷载及位移延性系数等的影响。试验结果表明,掺入碳纤维使梁表现出更大的弯曲变形性能,减少了梁纯弯段主要裂缝的条数,进而有效提高了混凝土梁的抗裂能力;开裂弯矩和极限弯矩随掺量的增加呈线性增长;掺入碳纤维同时提高了钢筋混凝土梁的位移延性系数,当掺量为0.6%时提高效果显著。     

圆形钢管混凝土叠合构件抗冲击性能试验研究

开展了钢管混凝土叠合试件落锤冲击系列试验,研究了横向落锤冲击荷载下圆形钢管混凝土叠合试件的破 坏模态、整体变形和局部变形特点,将钢管混凝土叠合试件与钢管混凝土试件、钢筋混凝土试件在横向冲击荷载 下的破坏模态进行对比。分析了冲击力、轴力和跨中挠度时程曲线的特征,研究了冲击能量、轴力和钢管厚度等 参数对圆形钢管混凝土叠合试件在横向冲击荷载作用下力学性能的影响规律。研究结果表明,管外钢筋混凝土部 件与核心钢管混凝土部件能够协调互补、共同工作,叠合试件表现出良好的抗冲击性能。在该试验的参数范围内 ,随着冲击能量的增加,冲击力峰值、跨中挠度峰值、冲击持续时间增加;预加轴压力试件的冲击力峰值较大、 冲击力平台值较小;钢管厚度较大试件的冲击力峰值和冲击力平台值较大,跨中挠度峰值较小、冲击持续时间较 短。