方中空夹层钢管混凝土构件压扭性能试验研究

为研究方中空夹层钢管混凝土构件在压扭共同作用下的力学性能,以截面尺寸及轴压比为参数,对12根中空夹层钢管混凝土进行压扭静力试验,同时建立有限元模型分析材料强度及长细比对构件承载力的影响.结果 表明:当轴压比较小(n＜0.5)时,轴压比对抗扭承载力影响不大,进入塑性阶段后,扭矩-转角曲线出现明显的屈服平台,且承载力仍有小...     

方套方中空夹层钢管混凝土压扭力学性能试验研究

本文以不同的轴压比(n)和截面尺寸设计了12个方套方中空夹层钢管混凝土构件并进行压扭力学性能试验研究,探究不同的轴压比下同一截面尺寸的极限承载力,再通过有限元软件建模对比分析.结果 表明:由扭矩-转角(T-θ)曲线可知,当0≤n≤0.4时,随着轴压比的增大,试件的抗扭承载力先增大后减小,n=0.4是变异点.在n≤0.4...     

方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件试验研究

以长细比、空心率和轴压比为主要变化参数,进行了5个方中空夹层钢管混凝土和2个方实心钢管混凝土压弯扭构件的试验研究。采用有限元软件ABAQUS对压弯扭试件的扭矩-转角全过程关系进行计算,计算得到的扭矩-转角关系曲线在达到承载力之前与试验结果符合较好。通过典型算例进行计算,从钢管与混凝土各自承担的荷载、轴压比和空心率对扭矩-转角关系曲线的影响三个方面对方中空夹层钢管混凝土压弯扭的工作机理进行了分析。研究结果表明：随着轴压比（n≥0.2）的增大,试件抗扭强度承载力越小;偏心率较小时,空心率越大抗扭承载力越大,延性越好。 关键词：     

矩形中空夹层钢管混凝土轴压构件的试验研究

对6根矩形中空夹层钢管混凝土和1根矩形实心钢管混凝土短柱试件进行轴压试验,研究了内外钢管的长宽比对短柱的力学性能的影响。试验结果表明:比较内管相同的试件,外管截面尺寸较大者其轴压承载力略高;比较外管相同的试件,由于混凝土的减少和内管的局部屈曲,轴压承载力随内管的增大略有下降,本次试验中的实心钢管混凝土短柱的轴压承载力略高于中空夹层钢管混凝土短柱。同时用ABAQUS有限元软件对试件轴压全过程进行了模拟,计算结果与试验结果吻合良好。     

方中空夹层钢管混凝土横向局压性能研究

为研究方中空夹层钢管混凝土的横向局压性能,利用ABAQUS软件建立了非线性有限元分析模型,同时以压杆与试件外边长比和空心率为参数,进行了6个试件的试验研究,分析比较了试件破坏形态、荷载 位移曲线、荷载 应变曲线和承载力模拟结果与试验结果的差异及其产生的原因。结果表明:横向局压荷载作用下方中空夹层钢管混凝土具有较好的力学性能;有限元模拟得到的方中空夹层钢管混凝土横向局压性能总体上与试验结果吻合良好。     

轴压荷载下中空夹层钢管混凝土抗扭性能试验研究

以轴压比及截面尺寸为参数,对12个中空夹层钢管混凝土试件进行压-扭试验,并结合数值模型分析了扭转全过程截面剪应变开展及钢管与夹层混凝土相互作用力.结果表明:较小的轴向压力对极限抗扭承载力及扭转刚度均影响甚微,所有试件均表现出较好的延性.承载力受外钢管强度影响较大,受混凝土强度影响较小,夹层混凝土对组合抗扭强度提高的作用...     

圆台形大空心率中空夹层钢管混凝土构件压扭性能研究

圆台形大空心率中空夹层钢管混凝土(TLHR-CFDST)基于传统中空夹层钢管混凝土(CFDST)发展而来，在实际工程中常受到压-扭复合荷载作用。为研究TLHR-CFDST构件的压扭性能，设计了6个试件并进行静力加载试验，主要试验参数包括锥角、空心率和轴压比。在试验的基础上，建立TLHR-CFDST压扭构件的有限元模型，进一步分析其工作机理和参数影响。结果表明：在压扭荷载作用下，TLHR-CFDST构件在上部截面发生破坏；当锥角增大时，构件的抗扭刚度和受扭承载力下降，而空心率对受扭承载力影响较小；当轴压比不超过0.4时，构件表现出良好的延性，但当轴压比大于0.4后，构件的扭矩-扭转角曲线出现下降段，受扭承载力有较大程度的降低；在钢管的约束下，混凝土受扭开裂后可以继续承担荷载；构件在不同参数下的压扭承载力相关曲线基本一致。基于承载力相关方程，建立了适用于TLHR-CFDST构件的压扭承载力计算方法，该方法预测的承载力与试验及数值计算结果吻合较好。     

中空夹层不锈钢钢管混凝土构件的侧向撞击试验及有限元分析

利用DHR9401落锤式冲击试验机完成了6组、3种工况的不锈钢圆管-混凝土-钢管组合构件的侧向撞击试验。试验中记录了冲击力时程曲线,并获得了试件的整体残余变形和破坏模式。试验结果表明:随着冲击高度的增大,试件的冲击力平台值、冲击时间增大,整体变形及局部变形增大;随着空心率的增大,试件平台段趋于不稳定,峰值段逐渐消失,抗冲击性能下降。在试验研究的基础上,采用ABAQUS建立了其有限元分析模型。与试验结果的对比分析表明,采用文中建立的有限元分析模型所得计算结果与试验结果具有良好的一致性。     

中空夹层钢管混凝土试件抗冲击试验研究及有限元分析

为研究中空夹层钢管混凝土试件的抗冲击性能,利用DHR-9401式落锤试验机对6根中空夹层钢管混凝土和2根双层空钢管试件进行抗冲击试验研究。通过冲击力传感器、高速摄影仪和动态应变仪记录不同冲击能量下中空夹层钢管混凝土的冲击力、跨中挠度和特定点的应变,并对比中空夹层钢管混凝土直管、锥管、双层空直管和双层空锥管试件的抗冲击性能。最后基于非线性有限元软件ABAQUS对试验进行模拟。研究结果表明:中空夹层钢管混凝土试件的抗冲击性能明显优于双层空钢管试件的抗冲击性能;中空夹层钢管混凝土直管试件的抗冲击性能优于锥管试件;随着冲击能量的增加,试件的变形随之增大;模拟结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土压扭构件工作机理研究

本文考虑不同加载路径对钢管混凝土压扭构件进行了有限元全过程分析，对钢管混凝土压扭构件的工作机理进行了研究。分析结果表明：理论计算结果和试验结果吻合良好。     

方中空夹层钢管混凝土偏心受压柱力学性能的研究

以长细比和偏心率为变化参数 ,共进行了十二个方中空夹层钢管混凝土偏心受压构件的试验研究。在确定组成方中空夹层钢管混凝土的钢材和核心混凝土应力 应变关系模型的基础上 ,利用数值解法对方中空夹层钢管混凝土压弯构件的荷载 变形全过程关系进行了分析 ,理论分析结果与试验结果吻合较好。最后 ,提出了方中空夹层钢管混凝土压弯构件承载能力实用验算方法     

八边形中空夹层钢管混凝土偏心受压柱的试验研究

以长细比和偏心率为变化参数,对4个八边形中空夹层钢管混凝土偏心受压构件进行试验研究。通过对试验现象和试验结果的详细分析,总结出此类构件的一些力学特点,并与相同条件下的圆中空夹层钢管混凝土、方中空夹层钢管混凝土进行比较,发现其承载能力比方形截面柱高,比圆形截面柱稍低。其承载力影响因素主要有构件的轴压性能、抗弯性以及偏心率。在分析试验结果和利用数值分析的基础上,提出压弯构件承载力验算公式,与试验结果吻合良好。     

中空夹层钢管聚氨酯复合构件轴压性能试验研究

为明确中空夹层钢管聚氨酯复合构件(PFDST)的轴压性能,对20个不同类型的PFDST构件进行静力加载试验。基于试验结果,对PFDST构件的轴压承载力、延性、工作机理和破坏模态等进行细致分析,并拟合PFDST构件的承载力计算式。研究结果表明:各构件均未发生脆性破坏,具有较好的稳定性能、变形能力和延性;构件的极限抗压承载力较名义抗压极限承载力提高较大,最大比值可达1.70。与试验数据的比较表明,考虑套箍率和长径比影响的PFDST轴向抗压承载力计算式具有较好的准确性。     

基于纤维模型法圆中空夹层钢管混凝土轴压柱的理论研究

针对圆中空夹层钢管混凝土轴心受压柱的力学性能,基于纤维模型法,钢管材料的本构关系依次选用5阶段模型、理想弹塑性模型两种,混凝土材料的本构关系依次选用韩林海模型、刘威模型两种,共4种不同的本构关系模型组合;对单调加载过程中圆中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系进行计算,与试验结果进行对比分析。结果表明:计算出的荷载-变形关系曲线与试验曲线吻合良好;对钢管本构关系,采用5阶段模型、理想弹塑性模型分别进行纤维模型法计算,二者计算结果基本一致;对混凝土本构关系,采用韩林海模型、刘威模型分别进行纤维模型法计算,前者计算结果吻合更好。     

离心钢管混凝土构件弯扭试验研究

建立了离心钢管混凝土结构弯扭性能的试验方法 ,介绍了试验过程及装置 ,通过 11根离心钢管混凝土构件的弯扭试验 ,研究分析了不同弯扭加载路径下 ,影响构件受力及变形的主要因素及构件弯扭破坏的机理 ,构件弯扭联合作用下钢管壁应力试验值与Mises屈服准则吻合良好 ,并在试验研究的基础上 ,得出了该结构形式的弯扭承载力相关方程 ,为工程中弯扭联合作用的设计提供了依据。     

矩形钢管自密实自应力混凝土短柱轴压试验研究

为了克服混凝土的体积收缩和开裂,提高矩形钢管内混凝土的密实度,确保钢管和混凝土更好的工作,使结构自身产生较高的自应力,提高结构整体力学性能,通过对3根矩形钢管自密实自应力混凝土短柱的轴心受压试验,分析矩形钢管自密实自应力混凝土的钢管与核心混凝土的变形情况,与普通钢管混凝土进行比较,对此种结构的破坏形态、受力状态、承载能力和延性等特点进行分析。结果表明:在试验过程中,其核心混凝土始终处于三向应力状态下,使得矩形钢管自密实自应力混凝土结构的弹性工作阶段加长,弹性阶段可达到极限荷载的85%以上,与CECS 28:2012《钢管混凝土结构设计与施工规程》相比较,初始自应力的存在,使得矩形钢管自密实自应力混凝土构件极限承载能力提高的幅度在15%以上。自应力的存在亦使矩形钢管自密实自应力混凝土短柱位移延性系数降低。     

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     

圆钢管混凝土受压曲杆的力学性能研究

利用有限元分析软件ABAQUS对圆钢管混凝土曲杆受压时的荷载-变形全过程曲线进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上,通过计算分析,对钢管混凝土曲杆与曲线形空钢管破坏形态的差别进行比较,最后对有关钢管混凝土曲杆的力学性能进行分析。     

中空夹层金属管混凝土构件抗冲击有限元分析

以外管分别为Q345钢、奥氏体304级不锈钢和T6061铝合金材质的圆中空夹层金属管混凝土构件为主要研究对象,借助有限元软件ABAQUS,模拟该类构件受到低速横向冲击的动态响应,讨论材料对抗冲击性能的影响。同时与另一种截面形式的钢管混凝土-空管构件的力学性能进行对比,计算提取了冲击力时程曲线、跨中变形时程曲线。分析结果表明:在管中填充混凝土可以有效地改变结构的破坏形态,减小结构局部变形,以整体弯曲变形为主,增强结构的抗冲击能力;从铝合金、Q345钢到不锈钢材料,抗冲击能力依次增强,同时随着冲击能量的依次增加,不锈钢材料最终的抗冲击性能也远优于其他材料。     

方钢管混凝土轴压短构件局压承载力试验研究

局部承压是工程结构中一种常见的受力情况 ,为了深入认识方钢管混凝土构件在局部压力作用下的性能 ,进行了 2 8个方钢管混凝土轴压短构件局压承载力的试验研究 ,同时还进行了素混凝土局压和钢管混凝土承载力的对比试验 ,以及测量粘结强度的推出试验 ,基于对试验结果的分析 ,考察各主要因素的影响规律 ,并初步建议了方钢管混凝土局压承载力的计算方法。