长期荷载作用对钢管混凝土核心柱承载力影响的数值分析

本文引入了考虑长期荷载作用效应影响的混凝土应力应变关系模型,该模型是综合考虑了徐变、收缩以及长期荷载的应力水平等因素,通过对短期荷载作用下的混凝土本构模型进行修正得到的。利用该模型,对钢管混凝土核心柱（即在普通的钢筋混凝土柱截面的核心增设-钢管的柱型）的轴力-弯矩相关曲线进行了数值分析,考察了长期荷载作用对该类柱承载力的影响。分析结果表明,考虑长期荷载作用的影响,柱子的承载力有所降低。     

均布荷载作用下钢管混凝土拱长期稳定性能分析

采用ABAQUS有限元软件建立了钢管混凝土抛物线无铰拱模型,利用UMAT引入了钢管混凝土非线性材料应力-应变关系,并采用EC2模型和逐步积分法分析了核心混凝土收缩徐变对拱的平面外稳定的影响,分析中考虑了加载龄期、长细比、矢跨比等参数的影响。分析时先对钢管混凝土拱施加正常使用阶段荷载,持荷一段时间后,增大外荷载直至抛物线拱失稳破坏,从而得到拱的长期稳定承载力。分析表明,长细比、加载龄期及矢跨比等参数变化对钢管混凝土抛物线拱的长期稳定性影响较为显著。低持荷荷载条件下(持荷荷载所引起的核心混凝土最大应力等级为30%),核心混凝土收缩徐变最大可使本文所分析参数范围的抛物线无铰拱稳定极限承载力降低15%。     

长期荷载下核心柱的变形和应力重分布

基于ACI 209的混凝土收缩和徐变模型,采用龄期调整有效模量法,进行核心柱(即在普通的钢筋混凝土柱截面的核心增设一钢管的柱)受压构件在长期轴向荷载作用下的变形以及应力重分布的分析和计算,并考察加荷龄期、持荷大小、截面含钢率等参数的影响.分析表明:徐变和收缩引起的变形在持荷的早期阶段(加载后的4、5个月内)发展较为迅速...     

高强混凝土在长期荷载作用下的变形

对两根高强钢筋高强混凝土梁和两根预应力高强混凝土梁在长期荷载作用下的变形进行了试验研究 ,同时用计算机对两种构件的长期变形进行了模拟分析 ,计算中考虑了弯曲变形、剪切变形和高强混凝土徐变及收缩的影响 ,与试验结果吻合良好 ,最后对长期变形的θ值提出了修正建议。     

混凝土的收缩徐变及长期荷载下的变形

对混凝土收缩、徐变分别概述了它们的定义、产生机理及其影响因素,并提出应当对混凝土结构在长期荷载作用下产生的挠度变形进行精确的分析和足够的重视的建议,以保证混凝土结构构件的正常使用功能。     

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。     

非荷载作用对超高层方钢管混凝土结构的影响

为研究非荷载作用对超高层建筑带来的影响,通过ANSYS数值模拟以及对监测数据进行分析。首先针对钢管混凝土柱构件,通过ASHREA晴空模型和CEB-FIP(90)预测模型分别引入温度作用和混凝土徐变作用,进行有限元分析。结果表明构件水平变形受非均匀温度场影响,随截面增大而降低,大于900 mm后趋于平缓,并随柱长的增加而快速增大。其次,通过对结构层面的分析,提出一种简化计算方法,并以津湾广场9号楼为背景进行模拟分析。分析表明:构件非均匀温度场的影响仅限于局部应力,对结构整体作用较小;对津湾广场9号楼的温度和应力监测结果进行分析,验证有限元模拟结果的有效性。最后通过进一步参数分析,认为结构封顶时厚涂型防火涂料施工进度达到全高的一半以上,可在设计中适当忽略温度作用的影响。     

长期荷载作用对钢管约束的组合短柱变形及承载力的影响

为研究长期荷载作用对钢管约束钢管混凝土柱、钢管约束钢筋混凝土柱和钢管约束型钢混凝土柱变形和承载力的影响,设计并制作了12个钢管约束钢管混凝土短柱、9个钢管约束型钢混凝土短柱和6个钢管约束钢筋混凝土短柱试件,对其中的4个钢管约束钢筋混凝土短柱、6个钢管约束型钢混凝土短柱和8个钢管约束钢管混凝土短柱进行了760 d的持荷试验,随后对所有试件进行了轴压承载力试验。主要研究参数混凝土强度等级为C50和C70,加载时核心混凝土龄期分别为7,14,28 d。对比分析了各类试件长期变形性能和持荷760 d对试件轴压性能的影响,结果表明：1)3类试件的长期变形均主要发生在加载前期,呈现出前期增长较快、后期随时间增长而逐渐减慢的趋势,其中钢管约束钢管混凝土试件的长期变形最小;2)低应力长期荷载作用、核心混凝土及夹层混凝土的长期变形对此3类试件的轴压承载力几乎无影响;试件类型、加载龄期和混凝土强度等级对试件承载力的影响较小;3)是否预先受载对试件破坏模式没有显著影响,钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土试件均表现为明显的剪切破坏,而加载龄期较早或混凝土强度中等的钢管约束钢管混凝土试件呈现较好的腰鼓型截面...     

钢管混凝土柱在轴向荷载作用下的试验和计算分析

对钢管混凝土柱在循环荷载作用下直至失效的性能进行了试验和计算分析。对81个样本进行试验,研究了钢管的直径和D/t比率对钢管混凝土柱承载能力的影响,同时也分析了混凝土等级和其中粉煤灰体积比的影响,以及这些参数对于受约束的混凝土核心部分的影响。分析中,直径与壁厚的比值在25～39之间,长度与钢管直径的比值在3～8之间。对钢管混凝土的强度与相关文献结论进行对比,同时运用有限元分析软件ANSYS对钢管混凝土的载荷机制进行非线性有限元分析。通过对比试验和计算结果中的荷载-变形曲线和相应破坏机制,验证了该模型的有效性。分析中发现,在给定挠度的钢管混凝土的两种破坏模式下,当混凝土中粉煤灰体积达到20%时,钢管混凝土的承载能力会减小,但当这一比例达到25%时,承载能力会再次增加。     

钢管混凝土短柱计算方法比较研究

在总结国内外钢管混凝土短柱计算公式的基础上,结合试验中的矩形钢管混凝土短柱,应用相关规范进行计算,并与试验结果进行对比,指出采用叠加理论的AIJ计算结果与试验结果吻合较好。     

长期荷载作用对矩形钢管混凝土轴心受压柱力学性能的影响研究

考虑长期荷载作用效应的影响 ,进行了矩形截面钢管混凝土 (以下简称矩形钢管混凝土 )轴心受压构件变形和承载力的试验研究。基于美国混凝土学会 (ACI 1992 )提供的混凝土徐变和收缩模型 ,对长期荷载作用下矩形钢管混凝土构件的变形进行了计算 ,理论结果和试验结果吻合较好。利用数值方法分析了考虑长期荷载作用影响时 ,矩形钢管混凝土轴心受压柱的荷载 -变形关系曲线 ,理论计算曲线和试验曲线基本吻合。在系统分析了长细比、截面含钢率、钢材种类和混凝土强度等因素影响的基础上 ,提出了考虑长期荷载作用影响时矩形钢管混凝土轴心受压柱承载力的简化计算公式     

轴心受压配筋钢管混凝土短柱的试验研究

介绍分析了在钢管混凝土短柱中配置纵向钢筋的试验及结果,研究表明,与普通的钢管混凝土柱相比,配筋钢管混凝土柱的承载力和变形性能都有较大的提高,因此可以采用在钢管内配置纵向钢筋的方法来减小钢管的壁厚,使得受火钢管退出工作后,仍能成为钢筋混凝土柱而具有一定的承载能力。     

椭圆形钢管混凝土长柱轴压力学性能研究

利用有限元软件ABAQUS建立椭圆形钢管混凝土长柱轴压力学性能分析的三维实体有限元模型,并进行相应的试验,有限元计算与试验所得的荷载-柱中挠度全过程曲线及长柱破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力全过程中钢管及混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用,并对长细比、材料强度、钢管壁厚及截面尺寸等参数对轴压时长柱极限承载力及荷载-柱中挠度曲线的影响进行比较。结果表明:椭圆形钢管混凝土长柱在1/2柱高处发生侧向挠曲破坏,长细比等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。     

钢骨-钢管混凝土组合柱轴压稳定系数的计算

以千分之一柱长作为组合柱的初始挠度 ,利用数值计算方法分析了钢骨 -钢管混凝土轴心受压组合柱的稳定性 ,并给出了钢骨 -钢管混凝土组合柱稳定系数的计算公式 ,计算结果与试验结果吻合良好     

中空夹层钢管混凝土柱在长期荷载作用下的力学性能研究

基于美国混凝土协会ACI 209(1992)提供的混凝土徐变和收缩模型,对长期荷载作用下中空夹层钢管混凝土柱的变形和承载力进行计算。分析加荷龄期、持荷时间、长期荷载比、名义含钢率、钢材屈服强度、内钢管厚度、混凝土强度、空心率、长细比和荷载偏心率等参数对中空夹层钢管混凝土柱变形特性和承载力的影响。最后,在系统分析各影响因素的基础上,提出长期荷载作用对中空夹层钢管混凝土柱承载力影响系数的计算方法。     

长期荷载作用对圆钢管混凝土压弯构件力学性能影响的研究

基于ACI (1992 )提供的混凝土徐变和收缩模型 ,本文提出一种适合于长期荷载作用下圆钢管混凝土构件变形的计算方法 ,理论结果和试验结果基本吻合。在此基础上 ,分析了加载龄期、持荷时间、轴压比、构件截面含钢率、钢材种类、混凝土强度等级和荷载偏心率等因素对长期荷载作用下圆钢管混凝土构件变形性能的影响规律。考虑长期荷载作用的影响 ,本文利用数值方法成功地计算出圆钢管混凝土构件的承载力 ,理论计算结果和试验结果吻合良好。最后 ,在系统分析长细比、构件截面含钢率、钢材种类、混凝土强度等级、荷载偏心率等因素影响的基础上 ,提出长期荷载作用对圆钢管混凝土构件承载力影响系数的计算方法 ,     

不锈钢管混凝土的发展综述

新型不锈钢管混凝土结构兼有不锈钢和普通钢管混凝土的优点,具有良好的力学性能和优越的耐久性能,在海洋环境的建筑和桥梁以及一些对耐久性和美观要求较高的重要建筑结构中具有较好的应用前景。在阐述不锈钢管混凝土结构的应用和研究现状的基础上,分析其与普通钢管混凝土结构力学性能存在的差异,并对需要进一步开展的研究工作进行探讨。     

钢管初应力对钢管混凝土压弯构件承载力的影响研究

钢管初应力对钢管混凝土力学性能影响一直是众所关注的问题之一。首先进行了钢管初应力对方钢管混凝土压弯构件力学性能影响的试验研究 ,然后对考虑钢管初应力影响时 ,圆形和方形钢管混凝土压弯构件的荷载 变形关系曲线进行了理论分析 ,计算结果得到试验结果的验证。在此基础上 ,分析了初应力系数、构件长细比、截面含钢率 ,荷载偏心率、钢材和混凝土的强度等因素的影响规律 ,最终提出考虑初应力影响时 ,圆形和方形钢管混凝土压弯构件承载力的实用验算方法     

自应力钢管轻骨料混凝土轴压短柱的性能分析

为研究自应力钢管轻混凝土的性能，对轴压短柱进行了试验，并将其与钢管轻混凝土及普通钢管混凝土进行了分析对比，同时用极限平衡法推导出其承载力公式，理论与试验吻合良好。     

钢管初应力对钢管混凝土构件轴压刚度和抗弯刚度的影响

钢管混凝土轴压刚度和抗弯刚度是对钢管混凝土结构进行抗震分析的重要指标。利用数值方法计算了考虑钢管初应力影响时的钢管混凝土轴压构件和纯弯构件荷载 -变形关系曲线 ,分析了初应力系数、截面含钢率、钢材和混凝土的强度等因素的影响规律。最后推导了考虑钢管初应力影响时钢管混凝土构件弹性抗弯刚度简化计算公式