碳纤维钢骨－钢管混凝土柱抗震性能研究

针对目前钢管混凝土特性,研究了碳纤维钢骨－钢管混凝土柱在循环荷载作用下的力学性能, 制作3个试件进行拟静力试验,并利用有限元软件,分析不同混凝土强度、碳纤维层数、轴压比以及钢管 直径因素对柱的受力影响情况进行模拟。结果表明:随混凝土强度在一定范围内的提高,结构承载力提 高;碳纤维层数的增多,对构件初期刚度影响不大,极限荷载值有所提高;构件的轴压比在一定范围内越 大,试件的极限承载力降低,试件后期越容易出现快速破坏;构件内部钢管直径变大,构件的极限承载力 有所提高。综合看出碳纤维钢骨－钢管混凝土柱有较好的延性,具有良好的抗震性能。     

后掺骨料混凝土短柱抗震性能试验研究

通过对不同后掺率、不同轴压比的后掺骨料混凝土短柱进行低周往复荷载试验,分析试验中短柱的滞回曲线、承载能力及位移延性、耗能能力、刚度及强度退化等抗震性能。试验结果表明:后掺骨料混凝土短柱的主要破坏形式均为剪切破坏,有相似的破坏过程和破坏特征;随着轴压比的增大,试件承载力有所提高但延性系数下降;荷载-位移滞回曲线大致呈梭形;试件达到峰值荷载后,承载力下降、耗能和延性性能变差。与普通混凝土相比,后掺骨料混凝土短柱的延性系数有所提升,后掺率为10%的试件抗震性能最佳。     

钢管再生混凝土轴压短柱受力性能有限元分析

为研究钢管再生混凝土短柱轴心受压力学性能,以试验为基础,利用ABAQUS建立非线性有限元分析模型,模拟试验实测荷载-轴向应变曲线,验证有限元分析模型的有效性。以再生混凝土强度、钢管壁厚、钢材强度及再生粗骨料取代率为参数,设计5个钢管再生混凝土轴压短柱进行分析,建模时考虑了钢管对核心再生混凝土的约束作用,分析各参数对试件荷载-轴向应变曲线的影响。研究表明:随再生混凝土强度的提高,钢管壁厚的增加,钢材强度的增大,能有效增强钢管再生混凝土短柱的极限承载力和变形能力。更多还原     

方钢管约束型钢超高强混凝土轴压短柱的力学性能

对８根钢管约束型钢超高强混凝土短柱和１根钢管约束型钢高强混凝土短柱进行了轴压试验研究。分析了钢管壁厚、型钢截面形式、钢管屈服强度、混凝土强度对试件轴压力学性能的影响。研究结果表明:试件的极限承载力随着钢管屈服强度、钢管壁厚、混凝土强度提高而增大；钢管壁厚不同而其他条件相同时，钢管宽厚比为４５时极限承载力提高率最大；钢管宽厚比小于４５时，随着钢管屈服强度的提高，试件极限承载力提高不明显；在Ｉ、Ｘ、Ｏ三种配骨形式中，配Ｏ型钢骨的试件极限承载力最高，即Ｏ型钢骨对试件产生的附加约束最大。     

方钢管混凝土短柱的火灾后剩余承载力研究

与钢结构和钢筋混凝土结构相比,钢管混凝土结构具有较好的灾后可修复性。为研究方钢管 混凝土轴压短柱的火灾后残余力学性能,采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ中的完全耦合热—力分析模块,建立 了火灾后方钢管混凝土轴压短柱的有限元计算模型。通过有限元计算结果与试验结果的比较分析,验 证了有限元计算模型的准确性。对火灾全过程中方钢管混凝土轴压短柱的荷载—变形关系、钢管和核 心混凝土的截面应力分布以及两者之间的相互作用进行了机理分析。最后通过影响参数分析,明确了 升温时间、防火保护层厚度和截面尺寸是影响方钢管混凝土轴压短柱剩余承载力的主要参数,提出了方 钢管混凝土轴压短柱剩余承载力的简化计算公式。     

钢管超高性能混凝土短柱轴心受压应力-应变关系试验研究

为研究钢管超高性能混凝土短柱轴心受压性能,通过改变钢管壁厚,设计５组共计１５个试件,采用静力试验研究试件应力-应变曲线及破坏模式,分析钢管壁厚对轴压性能的影响规律。试验结果表明,试件均为强度破坏;钢管超高性能混凝土短柱轴心受压全过程主要分为弹性段、弹塑性段和平稳段三个阶段;混凝土强度和钢管壁厚对试件应力-应变关系曲线影响较大;提高混凝土强度和钢管屈服强度均能显著提高试件承载力。基于试验,提出钢管超高性能混凝土轴压短柱计算公式。     

CFRP约束钢管混凝土核心柱承载力简化分析

为了推导CFRP环向约束钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式,对该类构件的受力机理和破坏特征进行了理论分析。基于极限平衡原理和极限分析的基本假设,得到CFRP环向约束构件的承载力计算公式。为了验证理论公式的有效性,利用试验数据进行对比,结果表明:计算结果与试验结果吻合较好;极限承载力主要取决于由CFRP和钢管产生的约束效应。研究结论可为CFRP约束钢管混凝土结构的实践应用提供参考。     

后掺粗骨料泵送混凝土柱小偏心受压性能研究

对粗骨料后掺率分别为0、10%、20%、25%、30%5种混凝土柱试件进行了小偏心受压试验,分析了各后掺骨料混凝土柱的极限承载力、构件的延性、混凝土及钢筋应变等基本性能。研究表明:后掺骨料混凝土柱试件的极限承载力比普通混凝土柱试件有所提升,后掺率为10%的混凝土柱试件延性最好,后掺率为20%的混凝土柱试件的延性与普通混凝土柱相近。综合来说,后掺率为20%时,混凝土柱具有较好的受力性能及工作性能。     

方钢管超高强混凝土短柱轴压性能数值模拟分析

通过有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立方钢管超高强混凝土短柱轴心受压非线性有限元计算模型,研 究了构件受力行为,分析了混凝土强度、含钢率及钢材屈服强度对核心混凝土纵向应力－应变关系以及 构件承载力的影响。结果表明:构件均为强度破坏,方钢管超高强混凝土短柱轴心受压全过程主要分为 弹性段、弹塑性段、下降段、平稳段四个阶段;混凝土强度及含钢率对核心混凝土纵向应力－应变关系曲 线影响较大,钢材屈服强度对其影响不明显;提高混凝土强度、增大含钢率和提高钢材屈服强度均能显 著提高构件承载力,但构件延性随混凝土强度增加而降低,钢材屈服强度对构件延性影响不明显。     

钢管废弃纤维再生混凝土构件纯弯性能研究

为考查钢管废弃纤维再生混凝土这一新型组合构件在纯弯作用下的力学性能,通过ABAQUS有限元软件,综合考察钢管壁厚、再生粗骨料取代率、废弃纤维长度和废弃纤维体积掺量对钢管废弃纤维再生混凝土纯弯构件力学性能的影响.研究结果表明,钢管壁厚是影响钢管废弃纤维再生混凝土构件极限抗弯承载力最重要的因素,而再生粗骨料取代率、废弃纤维...     

方钢管超高强混凝土偏心受压中长柱性能分析

为了更好的在实际工程中使用方钢管超高强混凝土偏心受压柱,同时了解该类构件的偏心受 压工作机理,采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ,对方钢管超高强混凝土中长柱偏心受压全过程进行研究,同时分 析长宽比、钢管壁厚、偏心率和混凝土强度等主要因素对其受力性能的影响。研究结果表明:其偏心受 压全过程大致分成弹性、弹塑性和塑性三个阶段;构件的延性随长细比或偏心率的增大而提高;混凝土 强度的提高对构件后期承载力影响不大;随着钢管壁厚的增加,不仅能显著提高其极限承载力,对后期 承载力也有明显的提高。     

双层高强螺旋箍筋约束混凝土圆柱轴压受力性能分析

为了研究双层高强螺旋箍筋约束混凝土柱的轴压力学性能,在国内外学者对约束混凝土研究的基础上,根据试验研究结果,模拟出双层高强螺旋箍筋约束混凝土圆柱的有限元模型,进而对高强螺旋箍筋和混凝土进行受力分析。研究结果表明:模拟与试验结果吻合较好,双层高强螺旋箍筋能有效约束钢筋混凝土的横向变形,对提高钢筋混凝土圆柱的极限承载力和延性有明显效果,结果偏于安全。因此,可用于此类结构试件的非线性有限元分析。更多还原     

预应力钢绞线超高强混凝土管桩抗剪性能试验研究

为解决普通预应力超高强混凝土管桩变形延性差和水平承载力低的现状,创新研发了预应力钢绞线超高强混凝土管桩。通过3种常用桩型6根管桩足尺度试件的抗剪性能试验,对比研究了预应力钢绞线超高强混凝土管桩与普通预应力超高强混凝土管桩在抗剪承载力、变形延性、破坏特征及裂缝开展等方面的差异。结果表明:以钢绞线替代钢棒作为主筋可以有效提高管桩受剪状态下的变形延性和极限承载力;预应力钢绞线超高强混凝土管桩试件裂缝开展更为密集均匀,竖向裂缝的长度较短,横向分叉较多;普通预应力超高强混凝土管桩试件均以预应力钢棒拉断破坏,而预应力钢绞线超高强混凝土管桩试件均以受压区混凝土压碎破坏,抗剪破坏滞后于抗弯破坏。     

GFRP加固高强混凝土柱偏压性能的实验研究和有限元分析

为研究ＧＦＲＰ加固高强混凝土柱偏压性能,对10根ＧＦＲＰ加固高强混凝土柱试件进行偏压试验 研究以及有限元分析,试验参数有偏心距、加固方式（横向约束加固、纵向抗弯加固、混合加固）、加固层 数。得到了加固柱的极限承载力、荷载－挠度曲线、ＧＦＲＰ应变分布、裂缝的发展情况和破坏形态等。分 析结果表明,横向粘贴ＦＲＰ显著提高小偏心试件的承载力和延性,对大偏心试件承载力的提高不明显。 纵向粘贴ＦＲＰ可以明显提高大偏心试件的承载力,但会增加试件破坏的脆性。混合加固大偏心试件效 果最好,混合加固小偏心试件优势不明显。     

双层高强螺旋箍筋约束混凝土轴压短柱强度和延性的研究

为了研究双层高强螺旋箍筋约束混凝土短柱在轴压作用下的强度和延性,在国内外学者对约 束混凝土研究的基础上,分析其应力－应变曲线和破坏形态,进而探讨箍筋形式和配箍特征值（综合影 响因素）对双层高强螺旋箍筋约束混凝土短柱强度和延性性能的影响。研究结果表明:模拟与试验结果 吻合较好,增大双层高强螺旋箍筋约束混凝土试件的配箍特征值对提高钢筋混凝土圆柱的极限承载力 和延性有明显效果,结果偏于安全。     

钢管橡胶混凝土柱滞回性能分析

采用有限元分析的方法,对钢管橡胶混凝土柱荷载—位移滞回关系曲线进行计算,并系统分析钢管截面形式和橡胶粉取代率等参数对滞回曲线骨架线、承载力退化曲线、刚度退化曲线的影响。结果表明:有限元计算结果与试验结果符合较好,钢管橡胶混凝土具有较好的滞回性能。     

火灾后再生混凝土型钢构件力学性能研究

针对国内废弃混凝土循环利用率低的问题,本文通过对再生骨料混凝土的研究,结合H型钢混凝土柱刚度大、承载力高、抗震性能好等特点,制备了H型钢再生混凝土(H-RC)柱,对其火灾后的粘结性能及轴压性能展开分析研究。研究结果表明:随再生细骨料(RFA)替代率的提高,再生混凝土立方体抗压强度逐渐降低;试件的质量损失率随着RFA取代率的增加而逐渐增大,同时构件的火灾抗裂性能降低。试件的受火温度越高,质量损失越严重。RFA取代率100%试件的压缩变形呈明显的三阶段,最终的破坏荷载稳定在55%～65%极限荷载;受火温度的升高能明显降低,H-RC构件的承载力及型钢与混凝土之间的粘结力,取代率100%的H-RC构件易压缩。研究结果对于合理评估火灾后型钢混凝土结构的力学性能具有重要意义,旨在推动再生混凝土在建筑中的大量运用。     

装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能试验研究

为验证装配式钢筋混凝土梁螺栓连接的合理性和可行性。按工程中常见的梁尺寸,等比例设计并制作3个试验构件,通过控制试件节点处的高强螺栓规格进行对比,对3根足尺试验梁进行静力加载试验与分析,来研究装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能。通过观察试验过程、分析试验结果,对比分析各试验试件的破坏形态、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、刚度变化、挠度实测值、延性等力学性能指标。结果表明：新型试验梁的破坏形式为适筋破坏,满足适筋梁正截面受弯三个受力阶段,破坏位置出现在螺栓连接节点外混凝土处10 cm～15 cm,梁支座处及节点核心区未发生破坏。节点传力性能良好,承载力高,受力性能好,此新型梁螺栓连接合理、可行。螺栓规格的降低使构件承载力下降,初始刚度变化较小。研究结果可为类似梁螺栓连接提供参考依据。     

考虑爆裂的高性能混凝土梁耐火极限分析

在高性能混凝土材料的高温性能和爆裂机理的基础上,通过对矩形混凝土配筋梁控制截面的离散分析,利用高温下受弯构件的弯矩-曲率关系,推导了在火灾高温下不考虑爆裂和考虑爆裂情况下构件的极限承载力计算公式,分析了爆裂对高性能混凝土梁耐火极限的影响.实例计算表明:不考虑爆裂时构件的耐火时间由其外荷载与极限承载力的比值所决定;高性能混凝土发生爆裂后,构件的承载力迅速下降,耐火时间将由构件的爆裂时间所决定.     

钢管混凝土组合桥墩和钢筋混凝土桥墩抗震性能对比研究

钢管混凝土组合桥墩（以下简称组合桥墩）是一种在传统钢筋混凝土桥墩内设置核心钢管的新型墩柱。基于２个组合桥墩和２个钢筋混凝土桥墩试件的拟静力试验，讨论了两类桥墩的抗震性能差异，分析了内置核心钢管对墩柱水平承载力、变形能力、滞回耗能和残余位移的影响。研究结果表明:剪跨比λ＝３．０和λ＝２．０的桥墩试件分别发生弯曲破坏和弯剪破坏；在荷载－位移滞回曲线方面组合桥墩试件表现出较为饱满的曲线特性；在强度衰减和刚度退化方面，组合桥墩试件退化速度较慢，即使位移达到限值时，仍能保持其稳定性；内置核心钢管对墩身初始水平刚度影响甚微，但能提高试件的水平承载力、变形和耗能能力，并能有效减小卸载后的墩顶残余位移。研究成果可为组合桥墩的工程应用提供试验基础。