L形钢管混凝土组合柱有限元分析

利用有限元软件ABAQUS建立了三个试件的有限元模型,并对其做轴压下的对比,分析了不同钢管直径对L形钢管混凝土组合柱的轴压力学性能影响,分析得出,钢管直径越大,极限承载力越大。     

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。     

CFRP包裹带脱空缺陷钢管混凝土短柱的轴压性能分析

为了探究碳纤维布(CFRP)包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的轴压性能和受力机理,通过ABAQUS有限元分析软件,建立了轴压作用下CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的力学性能有限元分析模型,对CFRP包裹不同脱空形式下圆钢管混凝土轴压短柱进行了系统的参数分析.研究参数主要包括:钢材屈服强度、混凝土强度、径厚比(D/t...     

钢管混凝土柱数值模拟与分析

采用非线性有限元分析方法,进行了钢管混凝土柱轴压状态下的数值模拟及分析。其中钢管采用理想弹塑性本构关系模型,核心混凝土采用约束混凝土本构关系模型。其中分析了6个圆钢管混凝土柱在轴向压力作用下的静力性能,分析结果与试验结果吻合较好,证实了该模型的合理性,可为今后的分析提供一定的参考。     

CFRP-混凝土-钢管组合柱轴心受压性能的有限元分析

采用有限元方法对碳纤维增强塑料(CFRP)-混凝土-钢管组合柱轴心受压性能进行了分析.结果表明,通过合理选择材料的本构模型和单元类型,有限元方法可以较好对组合柱的性能进行分析和评价.同时表明,该新型的组合柱有较大的强度和较好的延性,且各部分受力特性充分利用各材料承力特性,发挥各自的优点,具有很好的力学性能.本文并对钢管和CFRP的应力发展和轴向应力沿径向分布进行了分析,最后经线性拟舍得到核心混凝土的强度和极限应变表达式.     

L形无孔钢板连接式方钢管混凝土组合异形柱长柱轴心受压极限承载力试验研究

对4根具有不同长细比的无孔钢板连接式方钢管混凝土组合异形柱长柱进行轴压试验研究。结果表明:与单根方钢管混凝土柱相似,无孔钢板连接式钢管混凝土组合异形柱的极限承载力随着长细比的增大而减小,其破坏形态也随着长细比的变化而不同。由试验得到的异形柱的侧向挠度值及应变分布规律可知,试件绕着与X-X轴呈45°的X'-X'轴发生整体失稳破坏;通过对连接钢板的应变分析得到,连接钢板参与了整个异形柱的受力。     

钢管钢纤维混凝土短柱轴压性能的有限元分析

对3根钢管混凝土试件(1根钢管混凝土短柱和2根钢管钢纤维混凝土短柱)进行轴压试验。试验结果表明:掺入钢纤维能有效提高钢管混凝土柱的延性,对其承载力的提高作用较小。在此基础上,采用有限元软件ABAQUS对钢管钢纤维高强混凝土短柱的轴心受压性能进行有限元分析,实验结果与有限元结果符合良好。对轴压短柱进行参数分析,分析钢管壁厚,混凝土强度及钢纤维含量对钢管混凝土柱力学性能的影响。研究表明:钢管壁厚对轴压短柱的承载力影响较为明显,其延性也略有提高;混凝土强度对钢管混凝土柱的承载力有一定提高,但随着强度的增大延性略有降低;钢纤维含量对轴压短柱的承载能力略有提高但对其延性的提高作用较为明显。     

钢环加固圆钢管混凝土柱-RC梁角节点轴压性能有限元分析

针对圆钢管混凝土柱-RC梁角节点,提出了对角节点的节点区采用多段钢环加固的构造方案,并对加固节点模型的轴压性能开展有限元分析研究。通过已有研究成果验证了有限元模型分析方法的可靠性,继而采用ABAQUS有限元分析软件建立152个加固节点模型进行轴压试验模拟。有限元分析结果表明,以多段钢环加强的圆钢管钢筋混凝土柱-RC梁角节点轴压性能优于普通节点,加固节点具有更高的轴压承载力和更好的延性,加固效果明显。参数分析表明：加固角节点的轴压承载力随节点混凝土轴心抗压强度、节点区钢环体积占比和节点区纵筋配筋率的增加而增加;角节点的轴压承载力受梁端剪力影响,较大的梁端剪力可能造成节点延性降低。根据分析结果,建立了节点区采用钢环加固的圆钢管约束混凝土柱-RC梁角节点的轴压承载力算式,供设计该类节点参考。     

钢管混凝土异形柱框架结构抗震性能分析

为研究钢管混凝土异形柱框架结构抗震性能,制作S1、S2、S3共3种轴压比的钢管混凝土异形柱框架结构试件,利用加载装置测试试件在循环荷载下的形变和应力变化情况,计算试件的延性、强度退化、刚度退化、承载力退化以及循环能耗,分析试件的抗震性能,并且采用ABAQUS有限元模型分析试件的应力变形情况。结果显示：综合计算和分析后,S3的整体抗震性能最佳,满足抗震需求。     

高强圆钢管混凝土短柱轴心受压试验研究

采用壁厚约为16 mm,强度等级为550 MPa的高强钢材,卷板并焊接制作3根圆钢管短柱,高度约为1 m,外直径约为550 mm。在钢管内填充C30强度等级混凝土,用4 000 t压力机对其进行轴心受压试验,并记录受力全过程曲线。运用3种规范的计算公式分别计算其承载力,并与试验结果进行对比。试验发现:3根高强圆钢管混凝土短柱的荷载-位移曲线非常接近,极限承载力约为30 000 k N,公式计算的承载力与试验结果吻合。     

轴压钢管混凝土柱的有限元分析

以非线性有限元程序ABAQUS为平台,选择合适的本构模型和参数,对4根轴心受压下的钢管混凝土柱进行有限元分析,得到了各柱的荷载—应变曲线,通过与试验数据进行对比,验证了有限元模型的正确性。     

L形方钢管再生混凝土组合异形柱轴压力学性能研究

为研究L形方钢管再生混凝土组合异形柱的轴压力学性能,在试验基础上,对L形方钢管再生混凝土组合异形柱进行了数值模拟,通过与试验结果对比,验证了模拟结果的准确性。分析表明,当再生粗骨料取代率超过40%时,异形柱的弹塑性阶段不明显,有直接进入塑性阶段的趋势。考虑钢材强度、钢材厚度、方钢管宽度和连接板宽度等因素,对L形方钢管再生混凝土组合异形柱进行了参数化分析。参数化分析结果表明：随着钢管内再生混凝土粗骨料取代率的提高,异形柱的峰值承载力减小,刚度降低,延性降低;相同粗骨料取代率下,随着钢材强度提高、钢材厚度的提高和方钢管宽度的增加,异形柱的峰值承载力逐渐增大;而连接板宽度对试件的峰值承载力影响不大。     

双排缀板连接的T形钢管混凝土异形柱抗震性能有限元分析

本文提出了一种由方钢管混凝土小柱通过双排竖向缀板连接而成的T形方钢管混凝土组合异形柱,为研究该种组合异形柱的抗震性能,基于ABAQUS建立了20组T形异形柱的有限元模型,通过改变模型柱的加载方向、轴压比、混凝土强度及钢材强度,得出各模型柱的滞回曲线、骨架曲线及刚度退化曲线,并进行了延性与耗能分析。结果表明:较低的轴压比有利于承载力、延性及耗能的增加,但刚度降低;更高的混凝土强度有助于耗能能力的提升,但延性下降,承载力变化不大;当提高钢材强度时,承载力、延性及耗能均明显提升。     

复合钢管高强混凝土短柱轴心受压性能试验与分析

为研究外方内圆复合钢管高强混凝土短柱轴心受压性能,完成了三组共23个试件的轴压试验和典型试件的非线性有限元分析。试验结果表明：各试件的破坏形态基本相同,为方钢管向外鼓曲,方钢管与圆钢管之间的混凝土酥松、局部压碎;试验结束时,试件纵向应变达到0.09~0.11,尚能承担约70%的峰值竖向力;按文献［8］有关公式计算得到的试件压缩刚度平均值为实测值的83.6%;采用圆钢管对其管内混凝土提供约束,方钢管对混凝土不提供约束、但提供轴压承载力的计算假定,试件轴心受压承载力计算值与试验值吻合良好;非线性有限元计算得到的竖向力 纵向应变曲线及破坏过程与试验结果符合较好。     

槽钢混凝土柱抗震性能的有限元分析

槽钢混凝土柱(CSRC)作为一种新型的结构形式,由于它的受力性能、延性以及抗震性能较好,在工程应用方面有广阔的前景。但目前理论研究滞后于工程实践。为了能给今后的理论研究和工程实践提供更多参考,本文通过有限元模拟结果的对比分析,得出轴压比对抗震性能和承载力两个方面的影响规律。研究表明:轴压比对抗震性能和承载力有着显著影响,随着轴压比增大,试件的承载力以及抗震性能略微下降,在轴压比超过0.6后,试件承载力以及延性性能下降明显。     

钢管混凝土轴压柱受力力学性能研究

通过对两根圆钢管混凝土轴压短柱试件的试验研究,对其破坏现象及受力机理进行了分析,主要探讨了混凝土等级和钢管等级等因素对该类构件力学性能的影响规律,指出钢管强度是影响该类构件力学性能的主要因素,并针对该类构件在实际工程中的应用提出了合理的建议.     

异形截面多腔钢管混凝土巨型分叉柱轴压性能试验研究

为研究北京“中国尊”多腔钢管混凝土巨型分叉柱不同构造措施对其受压性能的影响,进行了2个1/10缩尺的分叉柱节点区域模型试件轴心受压力学性能试验。设计了原型柱缩尺试件BAC以及在试件BAC基础上未配置纵向加劲肋及构造钢筋的试件WAC。分析了试件破坏特征,承载力、刚度及退化过程、延性、耗能能力等。研究表明：试件BAC满足受力要求,承载力较高、刚度退化速率缓慢、延性较好、耗能能力较强;与试件BAC相比,试件WAC构造措施简化,但其承载力变化不大,刚度退化较快、延性较差、耗能能力较弱;异形截面钢管混凝土柱后期变形发展与构件截面不规则程度有关。在忽略横隔板作用情况下,采用不同承载力计算方法并按是否考虑竖向构造措施的影响进行了承载力计算,结果表明采用不同方法计算承载力时,横隔板对承载力的贡献均较大,且因计算方法不同存在差异。     

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。     

三类钢管混凝土柱的非线性有限元对比分析

钢管混凝土由于能充分发挥两种材料的优点,目前已被广泛应用于工程实践中,而其形式多限于圆钢管混凝土、矩形钢管混凝土和方钢管内套圆钢管的钢管混凝土柱。本文采用有限元软件ABAQUS分别建立了3种钢管混凝土柱的非线性有限元方法,对比了它们的受力性能以及达到极限承载力后混凝土的损伤情况,并分析了各自的优势,具有工程应用价值。