桁架式SRC偏心受压构件受压承载力计算方法研究

斜拉桥桥塔通常配置由槽钢及角钢组成的桁架式型钢骨架.与常规意义的型钢混凝土结构不同的是,其截面型钢配筋率(含钢率)较小,仅与一般钢筋混凝土结构的钢筋配筋率相当.对这类桁架式SRC偏心受压构件进行的试验研究尚不多见,现行各类结构设计规范对其承载能力的计算方法尚无明确规定.参照钢筋混凝土偏心受压构件正截面受压承载力计算方法,推导出了桁架式SRC偏心受压构件受压承载力计算公式,并通过模型试验进行了验证.试验表明,其破坏特征与钢筋混凝土偏压柱相似,型钢与混凝土共同工作性能良好,型钢受力状态与钢筋相同,其承载力可将型钢换算成等截面钢筋后按钢筋混凝土偏心受压构件强度公式计算.     

垫块下砌体局部受压承载力计算

分析了现行砌体结构设计规范中关于垫块下砌体局部受压承载力计算公式的不足,基于偏心受压砌体受力的特点,对现有受压砌体的应力－应变关系进行了修正并提出砌体偏心受压时的应力应变关系;利用平截面假定和截面平衡条件,推导出刚性垫块下砌体局部受压承载力计算公式,该式具有计算简单,概念清楚等特点,并能与梁端砌体局部受压承载力的计算相协调,且计算结果与试验结果吻合较好,其结果对砌体的受压承载力分析也有参考作用,可     

垫块下砌体局部受压承载力计算

分析了现行砌体结构设计规范中关于垫块下砌体局部受压承载力计算公式的不足,基于偏心受压砌体受力的特点,对现有受压砌体的应力－ 应变关系进行了修正,并提出砌体偏心受压时的应力－应变关系;利用平截面假定和截面平衡条件,推导出刚性垫块下砌体局部受压承载力计算公式,该式具有计算简单、概念清楚等特点,并能与梁端砌体局部受压承载力的计算相协调,且计算结果与试验结果吻合较好,其结果对砌体的受压承载力分析也有参考作用,可供砌体结构设计规范修订时参考     

钢骨混凝土大偏心受压柱承载力计算

通过对两组钢骨混凝土柱大偏心受压柱的试验研究并在总结前人研究的基础上,分析钢骨混凝土柱的受力特点和破坏模式,提出钢骨混凝土柱的极限承载力计算公式,并与试验结果进行对比,结果是令人满意的.     

蒸压粉煤灰砖砌体本构关系试验与模拟

为研究蒸压粉煤灰砖砌体受压本构关系,对18个蒸压粉煤灰实心砖砌体试件进行轴心受压试验,研究试件的受力状况及其应力-应变关系曲线.以试验测得曲线为基础,与数值模拟数据相结合,并与国内外已有研究成果进行综合比较分析,给出蒸压粉煤灰砖砌体的本构关系建议表达式.将所得表达式代入ANSYS有限元分析软件中模拟砌体偏心受压力学性能,并将模拟值与试验值进行比较分析,验证了所得本构关系表达式的正确性.     

侧压竹集成材柱轴心受压试验研究

竹集成材是一种将竹片用胶黏剂胶合后压制而成的型材,侧压竹集成材具有良好的受力性能。为了探究侧压竹集成材柱的轴心受压性能,对6组18个不同长细比的试件进行轴心受压试验,分析其承载力、应变、侧向位移、轴向位移与长细比之间的关系,并探讨不同长细比试件的破坏形式。结果表明：侧压竹集成材柱的受力过程经历了弹性、弹塑性和破坏阶段,随着长细比的增大,从材料强度破坏向失稳破坏转变,材料破坏具有明显的延性性质。将试验结果与现行规范的计算结果进行比较分析,提出了侧压竹集成材柱的轴心受压承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

超高强度钢材焊接箱形轴心受压柱整体稳定的有限元分析

目的运用有限元方法分析计算超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定受力特性的准确性和可靠性,以及残余应力的影响.方法运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,准确模拟构件的残余应力和几何初始缺陷,对11个超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱的整体稳定受力特性进行了有限元分析,并与相应的试验结果进行对比.结果有限元计算得到的承载力与试验实测结果的平均误差〈4%,且标准差〈5%.残余应力的2种变化对整体稳定承载力的影响〈3%.结论建立的有限元模型能够准确地分析计算超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性,为进一步运用该有限元模型对各种截面的超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性进行分析计算提供了正确性依据.残余应力的变化对超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定承载力的影响较小,可能采用比普通钢材钢柱高的整体稳定系数.     

套筒节点受压力学性能

套筒节点是一种新型的装配式空间网格结构节点,其螺纹外伸端为关键受力区域.为了解该节点受压力学性能,首先利用ANSYS对节点进行数值分析模型比选,提出可行的分析模型,研究节点受压性能和应力分布规律;通过试验考察轴心受压、偏心受压作用下节点外伸端受力特征和破坏机理;然后对试件数值模拟结果与试验数据进行对比,验证数值模拟方法的准确性;最后基于数值模拟和试验结果,推导出节点抗压承载力和刚度计算公式.研究表明:套筒节点轴压时承载力约为相同材料等直径、等壁厚圆管的63.2%;当存在较大偏心时,节点偏压承载力约为轴压时的83.9%;轴压试件与偏压试件破坏形式一致,均为螺纹外露段屈曲破坏;数值模拟得到的节点抗压性能与试验结果吻合较好,节点分析模型合理;理论分析得到的节点承载力和刚度计算公式与试验结果吻合较好.套筒节点受力合理可靠,其薄弱部位为螺纹外露段,受压时呈屈曲破坏.     

钢筋混凝土围套加固偏心受压柱承载力的研究

非线性分析结果表明,在二阶段受力的钢筋混凝土围套偏心受压柱中,围套的纵向受力钢筋和混凝土的应力滞后于原柱的纵向受力钢筋和混凝土的应力。然而,在原柱的第一阶段的荷载不是过高的情况下,围套的应力滞后现象对钢筋混凝土围套加固偏心受压柱的承载力起着有利的影响。当一阶段荷载指标β≤0.75时,二阶段受力的钢筋混凝土围套加固偏心受压柱的承载力可按一阶段受力的钢筋混凝土围套加固偏心受压柱进行计算,其计算值与试验值的符合程度较好。     

钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压力学性能

为研究钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压力学性能,采用有限元软件ABAQUS对14根钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压试件进行非线性分析,研究了荷载-侧向挠度曲线特征、不同受力阶段的应力分布规律及破坏模态,进行参数分析,讨论不同参数对组合柱偏心受压力学性能的影响.提出组合柱偏心受压承载力简化计算公式,并将简化公式计算结果与试验结果及有限元计算结果进行对比.编写了钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压数值分析程序.结果表明组合柱的偏心受压承载力随着偏心距、长细比以及径厚比增大而不断减小,随着配骨指标增大不断提高.简化计算公式计算结果及数值计算结果,与试验结果及有限元模拟结果吻合良好.     

单向荷载下高强混凝土框架边节点的受力性能

论述了高强混凝土框架边节点单调荷载下的非线性受力性能。高强混凝土选用基于等效单轴应变的增量式正交异性混凝土模型,高强混凝土单轴受力下的应力-应变关系,钢筋应力-应变关系采用弹塑性模型,高强混凝土和钢筋之间采用双垂直弹簧模型,编制了二维非线性有限元分析程序,并用此程序计算了在单调荷载下四榀高强混凝土框架节点试件,计算结果与试验结果均吻合较好,从而为混凝土框架边节点在地震荷载作用下受力性能提供理论依据。     

粘钢加固混凝土梁底部粘结钢板的受力机理研究

在对六根不同补强钢板厚度、不同锚固措施的钢筋混凝土补强梁进行静力加载试验的基础上，研究分析了在静力荷载作用下钢筋混凝土粘钢加固梁的受力、变形性能、破坏形态及底部粘结钢板的受力机理，结合地底部粘钢板的锚固粘结问题进行了理论分析和试验研究；最后，针对实际工程中可能遇到的问题，对粘钢板加固梁粘贴钢板的锚固措施提出了.     

高强混凝土框架节点单向荷载的有限元分析

论述了单调荷载下高强钢筋混凝土框架节点的非线性受力性能。高强混凝土选用基于等效单轴应变的增量式正交异性混凝土模型，及高强混凝土单轴受力下的应力-应变关系．钢筋应力-应变关系采用了弹塑性模型，高强混凝土和钢筋之间采用双垂直弹簧模型，编制了二维非线性有限元分析程序，并用此程序计算了在单调荷载下的这4个高强混凝土框架节点试件屈服荷载、极限荷载并绘出骨架曲线，计算结果与试验结果吻合较好。     

钢梁—SC柱节点抗震性能的试验研究

本文通过三个钢梁-配角钢的型钢混凝土柱边节点在低周反复荷载作用下的试验,探讨了节点的传力机理。试验表明,这类节点具有较好的抗震性能。作者提出了节点抗裂度和极限承载能力的计算方法,理论和试验结果吻合较好。     

双向加载情况下工字形SRC柱抗震性能数值分析

为了研究工字形SRC柱在双向水平加载下的抗震性能,采用纤维模型对已有试验进行数值模拟,验证了纤维模型的适用性。基于此模型,考察了轴压比、配钢率、型钢强度等参数对工字形SRC柱在双向水平加载下的承载力、耗能及延性的影响,并与单向水平加载下的情况进行了对比。结果表明:轴压比对工字形SRC柱的抗震性能影响显著,随着轴压比的增大,柱子承载力先增大后减小,而滞回耗能和延性则随轴压比的增大逐步降低;配钢率对工字形SRC柱的抗震性能有一定影响,随配钢率的增大,柱的承载力、耗能及延性均有明显增长;承载力、耗能及延性均随型钢强度的增加而得到一定改善,但增幅较小。此外,双向加载下SRC柱的承载力、耗能及延性均较单向水平加载的低。     

钢管混凝土短柱在压扭共同作用下的试验研究

本文对10根空心钢管柱、7根圆形核心混凝土柱、6根钢管混凝土柱进行非比例加载的双轴压扭单调受力及6根钢管混凝土柱低周及反复受力的试验研究,探索这种构件的工作反应及破坏机理。研究证明,钢管混凝土柱在压扭复合受力作用下,具有较高的强度和廷性,能充分发挥两种材料的优点,对抗震很有利。本文给出的理论简化计算公式,具有满足建筑结构统一标准安全度,可供工程设计及制定规程的参考。     

混凝土压力管内压试验方法及其性能研究

为真实反映混凝土压力管在内水压力作用下的受力状况,采用自行设计制作的一套加载设备和部分测试设备,对钢纤维混凝土压力管、钢筋混凝土压力管及配筋钢纤维混凝土压力管,进行了内压性能对比试验研究及理论分析,试验结果表明：内水压力试验方法简单、易行、可靠配筋钢纤维混凝土压力管的抗裂性及极限承载力均有较大程度的提高,且改善了压力管内压时的破坏形态;在配筋钢纤维混凝土压力管中,钢材以钢纤维和钢筋两种方式加入混凝土管体中,钢纤维以其阻裂增强作用提高管件的开裂荷载;钢筋则提高管件的极限承载力和延性,使管件兼具较好的抗裂性、较大的承载能力和较好的延性。     

钢管-钢骨混凝土组合柱轴压比限值的研究

目的研究使钢管-钢骨混凝土组合柱发生延性破坏时所需要确定的轴压比限值．方法通过对钢管、钢骨的简化处理，从界限破坏出发，分析了钢管-钢骨混凝土组合柱轴压比限值的组成，建立了界限破坏时的计算简图，进而推导出轴压比限值的理论计算公式．结果在确定了轴压比限值的计算公式基础上，对其进行了简化计算，根据不同的抗震等级确定了试验中3个试件的轴压比限值．结论钢管-钢骨混凝土框架柱比钢管混凝土核心柱的轴压比限制提高10％左右，其值随着钢骨含率的增加而提高．因此相比钢管混凝土核心柱，钢管-钢骨混凝土组合柱具有更好的延性．     

配500MPa钢筋后张有粘结预应力混凝土梁受弯试验

目的研究采用500 MPa钢筋作为纵向受拉非预应力筋的后张有粘结预应力混凝土梁的受弯性能,了解其受弯破坏形态、受弯承载力、裂缝分布及变形等情况,为工程中推广应用500 MPa钢筋提供试验依据.方法采用两点对称集中的同步分级反位加载方式,对8根试验梁进行静力加载试验.结果开裂弯矩实测值与计算值比值的均值为1.094.考虑纵向受压非预应力筋参与受弯作用时,受弯承载力实测值与计算值比值的均值为1.032.正常使用状态下短期挠度和曲率实测值与各自计算值比值的均值分别为1.055和0.988.结论试验梁达到受弯极限状态时,尽管钢绞线配筋率较高而未屈服,但500 MPa钢筋可屈服,且梁的破坏仍具有一定延性.根据平截面假定和应变协调条件计算的受弯承载力与实测值符合较好.可按现行《混凝土结构设计规范》公式计算试验梁的变形.     

中性盐雾腐蚀钢板的滞回性能试验

为研究中性盐雾环境下不同腐蚀程度钢板的滞回性能变化规律,通过人工喷洒盐雾加速腐蚀方法,获得了不同腐蚀程度下钢板试件;然后对每组试件进行循环加载试验并得到滞回曲线,分析其滞回性能;同时采用Ramberg-Osgood模型拟合钢材的循环骨架曲线,并分析其系数变化规律;最后基于首次加载准则,卸载准则,循环骨架准则,再加载曲线准则等建立了钢材滞回本构模型.试验结果表明:在循环荷载作用下,钢材出现循环硬化、峰值点指向效应等现象;应用Ramberg-Osgood模型拟合效果较好;随着腐蚀程度增加,钢材各力学性能指标均出现下降,延性劣化加重,且钢材循环强化系数呈现减小的趋势,而循环强化指数变化规律不明显;模型与试验结果吻合较好.