夹层钢管混凝土梁-柱在循环荷载作用下的性能分析

夹层钢管混凝土(CFDST)在桥梁和建筑的建设中具有很大的潜能。轴力和循环加载的弯曲荷载作用下,弯矩曲率曲线(M-(?)),柱侧向荷载-侧移曲线(P-Δ)模型的研究信息非常有限。建立了一个力学模型,用于分析轴向恒荷载和循环加载的弯曲荷载作用下的CFDST梁-柱。预测的组合梁柱的循环反应性能与试验结果一致。基于这个理论模型,对组合梁柱有关弯矩曲率曲线(M-(?)),侧向荷载-侧移曲线(P-Δ)的性能进行了参数分析。最后,提出了计算弯矩曲率曲线(M-(?)),侧向荷载-侧移曲线(P-Δ)的简化模型。     

偏心荷载作用下细长型高强钢管混凝土柱的防火性能

对受偏心轴向荷载作用、分别填充普通混凝土和高强混凝土的细长型圆钢管柱进行24组防火试验。此试验是对Romero等人在2011年所做的中心荷载柱的试验结果的进一步探讨。此防火试验中的试验参数涵盖了混凝土标准强度(30MPa和90MPa)、填充类型(普通混凝土、钢筋混凝土和钢纤钢筋混凝土)、轴向荷载水平(20%和40%)和荷载偏心(20mm和50mm)。在固定的边界条件下对室内温度下相对长细比高于其他样本0.5的柱进行试验。研究这种内填混凝土组合件偏心荷载的影响。试验结果显示,与填充普通混凝土的柱相比,添加钢纤维并不能提高细长型柱在偏心荷载下的防火性能。然而,在混凝土柱中添加钢筋则可以提高防火性能。在中空圆钢管中填充混凝土可以提高其防火性能,钢管高强混凝土柱在承载力方面有更明显的提升。与欧洲规范4-1-2中的简易计算模型相比较,尽管此方法可用于偏心荷载作用下的柱,但在预测内填普通混凝土柱和钢纤维钢筋混凝土柱时仍会产生较大的误差。     

利用纤维有限元法预测钢管混凝土柱在循环荷载作用下的性能

关于柱在峰值后的循环荷载-位移关系的研究非常关键,这有助于预防结构在地震之后的破坏。提出了一个有效方法,以预测钢管混凝土柱在轴向恒荷载和侧向循环荷载组合作用下的峰值前和峰值后的滞回性能。基于钢管和混凝土的组合作用,利用一个简化的非线性纤维有限元法对材料的均布轴向应力-应变曲线进行了分析。通过与试验结果进行对比,验证了所提方法的准确性。     

侧向冲击荷载作用下圆钢管混凝土柱力学性能分析

为研究侧向冲击荷载作用下圆钢管混凝土柱的力学性能,运用大型有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟.综合分析了冲击荷载作用下圆钢管混凝土柱的冲击力曲线和变形特征,同时考察了冲击速度、构件尺寸和钢管壁厚等参数对圆钢管混凝土柱力学性能的影响.研究结果表明:随着冲击速度的增加,构件的冲击力峰值和最大变形都有所增加;当构件尺寸一...     

循环荷载下钢管混凝土柱的新型内隔板连接的试验研究

研究一种新型内隔板连接的抗震性能。这种新型连接可以通过水平加劲肋构成楔形梁翼缘,从而有效地缓和梁端的应力和应变集中,并将塑性铰从柱表面移走。介绍使用锥形端板的钢管混凝土柱内隔板连接的滞回性能,对两个准静力循环荷载下的足尺连接进行试验,评估不同荷载周期下的强度、刚度、变形、延性、耗能能力和应变分布。分析表明,这种连接装置的滞回性能更稳定,且强度和刚度适中,可以在地震区的组合抗弯框架中使用这种延性和耗能能力更好的连接。     

横向冲击荷载下钢管混凝土柱承载性能研究

对横向冲击荷载下的两端固支钢管混凝土柱承载性能进行数值仿真分析,在此基础上分析了构件重点部位的应力、应变时程曲线以及塑性铰形成与变化过程,结果表明,横向冲击荷载下两端固支钢管混凝土具有良好的塑性变形能力和较好的抗冲击力学性能。     

偏心荷载作用下高强钢管混凝土柱的试验研究

偏心荷载作用下,对普通和高强钢管混凝土细长柱进行了37组试验。试验参数包括:混凝土名义强度(30,70及90MPa)、径厚比D/t、偏心率e/D及长细比L/D。将每组试验的极限荷载与欧洲规范4中设计承载力对比,规范规定的混凝土强度为50MPa。通过对比3个性能指标:混凝土贡献率、强度指标及延性指标,确定采用高强混凝土替代普通混凝土的可行性。结果表明:高强混凝土尽管不能提高承载力但能提高延性性能,高强混凝土在此方面是有效的。     

反复荷载作用下混凝土异形柱结构累积损伤分析及试验研究

反复荷载作用下混凝土结构的累积损伤将加重其力学性能的劣化,实用的结构累积损伤评价模型,可以定量确定结构的剩余刚度和强度,为结构安全评估和修复加固提供理论依据。本文以结构在理想无损伤状态下外力所作的功为初始标量,依据能量耗散原理,提出反复荷载作用下结构累积损伤评价模型。应用该损伤模型结合试验数据分别对L形截面柱、异形柱框架节点和异形柱框架结构进行了累积损伤分析,所得到的损伤评价指标,能较好地反映在反复荷载作用下钢筋混凝土结构的累计损伤状态。     

循环荷载作用下混凝土塑性变形试验研究

研究了循环荷载作用下普通混凝土和钢纤维含量为2.0%的混凝土圆柱形试件,在应变速率为10-5/s、10-4/s、10-3/s时的卸载点应变与累积塑性应变的关系。试验结果表明,在开始卸载点的应变值相同的情况下,钢纤维含量相同的混凝土提高应变速率会增加混凝土的累积塑性应变;在混凝土中添加适量的钢纤维能延缓混凝土在加载后期的破坏;高应变速率会加快混凝土材料的累积塑性应变增长。     

钢筋砼模型柱在循环荷载作用下性能的比较研究

本文主要讨论了小比例模型结构构件试验研究中的相似性问题。通过一组不同比例尺寸钢筋砼柱在循环荷载作用下性能的试验观察与分析对比,可以认为,在一定比例尺寸范围内,如果模型结构构件能较好地满足相似设计的各项基本要求,则模型所表现的实验性能可以代表原型结构的情况。由于客观上要实现材料及各项力学指标的完全相似性是困难的,因而在模型试验时,亦应对可能出现的不相似因素及其对实验结果的影响作充分的估计,唯有如此,才能对模型试验加以去伪存真的认识。文中还对与粘结滑移性能密切相关,且在模型实验中具有重要影响的所谓“固端转角”现象,作了一些初步的讨论。     

反复荷载作用下L形钢管混凝土柱滞回性能研究

本文介绍了7根L形钢管混凝土柱试件在承受常轴力和水平荷载作用下的试验研究.试验中考虑了不同的轴压比、内部有无加劲和加载方式对试件抗震性能的影响.试验结果表明.内部加劲能够明显地延缓柱子钢板的屈服,而且柱子的耗能能力和延性也有较好的改善.最后通过编写计算程序,对L形钢管混凝土柱的荷载-变形进行了全过程分析.考察了常用的方钢管混凝土柱的钢材和混凝土的本构关系对L形钢管混凝土柱纤维模型数值分析的适用性,计算得到的弯矩一轴力一曲率关系和荷载一位移关系与试验结果吻合较好.     

加劲薄壁钢管混凝土柱的试验性能

对加劲薄壁钢管混凝土柱的结构性能进行试验研究。通过在钢管内表面焊接纵向加劲肋实现加强的作用。同时对12个不带加劲肋的钢管混凝土柱进行试验,部分柱的填充混凝土中加有钢纤维。试验结果表明,加劲肋可以有效延迟钢管局部屈曲现象的出现。当加劲构件达到最大承载量时钢板才出现屈曲,所以相比普通钢管混凝土,加劲钢管混凝土具有更高的适用性。     

可变振幅循环荷载作用下的纯弯曲冷弯圆形钢管混凝土梁

对钢管混凝土在循环荷载作用下的非弹性弯曲性能进行试验研究。对可变振幅循环荷载系列下,不同尺寸的钢管混凝土进行控制旋转、均匀循环弯曲试验,表明钢管混凝土梁具有局部弯曲稳定的滞后性能,可根据D／t比值说明强度和延展性的退化。根据强度、滞回曲线和破坏模式,提出抗震性能参数。在循环试验中获得的最大弯矩与采用钢和混凝土规定中所预测的弯矩进行比较,确定适合抗震结构系统设计和建造的新长细比限值。对新长细比限值与设计规范中的限值进行比较。     

低周反复水平荷载作用下分体柱承载力的试验研究

本文通过六根分体柱在高轴压比和低周反复水平荷载作用下的试验研究,在已有分体柱抗震性能及刚度分析的基础上,导出了分体柱的承载力计算模型及实用计算公式,提出了分体柱极限承载力的设计计算方法。     

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。     

钢纤维混凝土的抗压疲劳特性研究

研究了素混凝土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理.通过试验研究了钢纤维品种、纤维掺量、加载应力水平对疲劳寿命及能量吸收的影响规律;探讨了疲劳累积损伤的特性.研究表明:在较低的应力水平下,钢纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大.     

预应力钢管混凝土圆柱抗震性能的改进

提出一种新的方法,旨在提高公路桥墩的圆形钢柱的抗震性能,并且辅以试验证明。该方法中,在桥墩中间放置一个特殊的受压构件以承担上部结构传来的轴向荷载。结果,在钢板非弹性屈曲变形中轴向荷载的影响可以被很好地控制。这个特殊的抗压构件由一个预应力钢管混凝土（PC-CFT）组成。