钢纤维钢筋混凝土柱偏心受压性能的分析

本文对铜纤维钢筋混凝土偏心受压构件强度、裂缝宽度、抗裂荷载、刚度的改善效果进行了探讨。     

半轻钢筋混凝土柱偏心受压性能试验研究

为了研究半轻混凝土偏心受压构件的受力性能及其在结构体系中的应用,通过对6种偏压柱进行单调加载试验,分析了不同偏心距、骨料掺量对构件破坏形态、柱中挠度、侧向挠度、钢筋应变、混凝土应变以及承载力的影响。研究结果表明:石轻混凝土(Gravel Lightweight Concrete,GLWC)、混轻混凝土(Hybrid Aggregates Lightweight Concrete,HALWC)和少陶粒混凝土(Hybrid Aggregates Concrete with Less Ceramsite,HACC)的破坏形态、挠度曲线、应变变化规律和普通混凝土、全轻混凝土构件基本相似;在其他条件相同情况下,HACC构件的刚度比GLWC、HALWC大,而GLWC与HALWC相差不大。由此可知,HACC、HALWC和GLWC构件性能稳定,正截面承载力具有较大的安全储备,能够满足工程要求,HACC、HALWC和GLWC可以作为结构材料代替普通混凝土和全轻混凝土。     

灌浆料加固钢筋混凝土偏心受压柱研究

为了研究高强无收缩灌浆料加固钢筋混凝土偏心受压柱的效果,设计制作了8个偏心加固构件和2个对比构件。通过偏心受压试验,研究了不同加固形式和加固厚度对大、小偏心柱抗压承载力的影响。试验结果表明:原构件混凝土和高强灌浆料加固层间能很好地协同工作、共同受力;采用高强灌浆料作为新增材料加固偏心受压柱,偏心受压柱的极限承载能力得到了较大的提高,单侧加固试件的极限承载力提高了76%～283%,两侧加固试件的极限承载力提高了249%～329%;大偏心受压柱的刚度和极限承载力与受加固层厚度呈正相关,而小偏心受压柱的刚度和极限承载力受加固层厚度影响较小,主要与被加固混凝土强度相关。     

钢筋混凝土柱大偏心受压性能尺寸效应试验研究

为了解钢筋混凝土柱大偏心受压性能的尺寸效应,对2组不同偏心距的几何尺寸相似的钢筋混凝土柱进行了大偏心受压破坏试验,偏心距分别为0.6h₀和0.9h₀,截面几何尺寸分别为200 mm×200 mm、400 mm×400 mm、800 mm×800 mm.分析研究其破坏形态、承载力、截面应变分布规律、变形能力及曲率随尺寸变化的规律.研究结果表明:相同偏心距下,不同尺寸的钢筋混凝土柱大偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显;承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力与规范计算值的相对误差增大,变形能力减弱.     

小偏心钢筋混凝土受压柱卸载后的徐变后效研究

基于弹性徐变理论和线性叠加原理,研究了对称配筋的钢筋混凝土偏心受压柱中,钢筋和混凝土的应力-应变增量关系和递推公式;并且通过数值方法计算了考虑加、卸载后钢筋和混凝土应力-应变的变化过程;同时,分析了偏心距、配筋率、加载龄期及卸载时间等因素对长期荷载下钢筋混凝土偏心受压柱徐变特性和卸载后混凝土应力的影响规律.研究成果可为长期荷载下钢筋混凝土偏心受压构件的设计提供参考.     

碳纤维布加固钢筋混凝土小偏心受压柱的可靠度分析

对碳纤维布(CFRP)横向约束的混凝土矩形偏心受压柱进行了静载性能试验,测得了小偏心受压柱加固后的极限承载力,并在小偏心范围内,对不同偏心率下的CFRP加固混凝土柱受压的极限承载力和可靠度作了分析.结果表明:外贴CFRP能有效地提高小偏心受压混凝土柱的抗压极限承载力和可靠度,且其极限承载力和可靠度的提高幅度随偏心距减小而增大.     

T形截面钢筋混凝土柱偏心受压分析

试验表明,T形截面柱偏心受压时,翼缘受拉和翼缘受压两种情况下破坏特性相差很大,翼缘受拉时一般为小偏压破坏,属于脆性破坏,抗震性能不理想,本文从试验及理论两方面,论述了这种情况对按一般设计原则设计的T形截面柱单个构件是难以避免的,设计中必须认越考虑。     

偏心受压PVC-FRP管钢筋混凝土柱承载力分析

对偏心受压PVC-FRP管钢筋混凝土柱破坏机理进行分析,根据弹性理论,将PVC-FRP管等效为双向复合材料管,利用应变协调条件,得出PVC-FRP管对核心混凝土紧箍力的计算方法.在此基础上,根据极限平衡条件,推导出偏心受压PVC-FRP管钢筋混凝土柱承载力的计算公式.并将计算值与试验结果进行比较,验证了理论公式的正确性.该研究为复杂应力状态下PVC-FRP管钢筋混凝土柱的受力性能分析提供理论依据.     

再生砖混骨料混凝土柱的小偏心受压性能

通过小偏心受压性能试验对比研究3根的天然骨料混凝土柱和3根同强度全再生砖混骨料混凝土柱,强度分别为C25、C30和C35. 对6根柱进行加载试验,分析再生砖混骨料混凝土柱相比于同强度天然骨料混凝土柱在受力过程、破坏特征、变形能力与承载力等方面的差异. 试验发现,再生砖混骨料混凝土柱在小偏心加载至破坏的过程中,具有与天然骨料混凝土柱相似的3个受力阶段,且符合平截面假定. 与同强度的天然骨料混凝土柱相比,变形较大,但再生砖混骨料混凝土柱的极限承载力略高,原因可能在于两者轴心抗压强度的差异.     

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.     

细长钢筋砼柱偏心受压的破坏荷载

直接从砼柱的平衡给出柱中性轴挠度，采用数值法计算细长钢筋砼柱偏心受压的破坏荷载．该方法直接考虑了材料和几何非线性，以及钢筋和砼协同工作时柱截面中性轴的变化，其结果合理、可靠．     

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.     

高强型钢混凝土组合柱小偏心受压力学性能

为研究圆截面Q460高强钢混凝土组合柱在小偏压作用下的受力性能,进行了两根组合柱的工程性试验,对其破坏过程及特征进行分析,结果表明,钢骨有效限制剪切斜裂缝的发展,组合柱发生弯曲破坏,表现出良好的延性;采用有限元方法分析钢骨应力分布与变化规律,结果表明,混凝土压溃失效引起钢骨应力重分布,加剧了钢骨部分承担轴力和弯矩;对型钢屈服强度、含钢率进行有限元参数分析,结果表明,采用高强钢可有效提高承载力,同时控制构件截面尺寸与自重;对计算SRC柱压弯承载力的两种主要方法进行了比较分析,提出等效矩形概念的简化计算,为圆截面SRC柱设计提供依据.     

Theoretical modeling of steel reinforced ECC column under eccentric compressive loading

Fiber reinforced cementitious composites(ECC) are a class of advanced composites with strain hardening and multiple cracking behaviors. Substitution of concrete with ECC can significantly improve the seismic resistance and durability of the infrastructures. In this paper, it is proposed to use ECC as the matrix of frame columns for improving its load carrying capacity, ductility, and avoiding the brittleness of concrete. Based on the assumption of plane remaining plane and constitutive models of materials, theoretical models for calculating the load-carrying capacity of the steel reinforced ECC columns under small and large eccentric compression are proposed. With the parameters of the constitutive models from the existing experimental data, the relationship between ultimate axial load and moment capacities is also derived with the proposed models. To verify the validity of the proposed theoretical models, finite element analysis with the software of ATENA is conducted to simulate the mechanical behavior of the steel reinforced ECC columns under eccentric compressive loading. The calculation results from the theoretical models show good consistency with the simulated results, indicating that the proposed models are feasible and reliable for design. Finally, based on the theoretical models, the effect of the ultimate tensile strain and compressive strength of ECC, longitudinal reinforcement ratio on the load carrying capacity of the steel reinforced ECC column are comprehensively studied.     

叠合式钢筋混凝土圆截面短柱偏心受压承载力计算

在考虑截面分阶段受力特点及极限状态下截面应变分析基础上,基于核心柱混凝土在一期荷载和二期荷载分别作用下截面应变图中性轴位置相同的假定,利用积分推导出核心截面承受偏心一期荷载、叠合截面承受同方向偏心二期荷载的叠合式钢筋混凝土圆截面短柱极限承载力理论计算公式,通过与Ansys有限元模拟分析对比,证明理论公式计算精度可以满足工程需要。     

钢骨混凝土柱轴压比限值的研究

从钢骨混凝土受压柱延性破坏的角度出发,利用平截面假定、平衡条件推导钢骨混凝土柱轴压比限值的计算公式,并同钢筋混凝土的轴压比限值进行比较,提出在不同抗震等级下的钢骨混凝土柱轴压比限值.     

约束混凝土柱配置高强纵筋小偏压性能分析

采用高强箍筋能够对高强混凝土形成有效约束并大幅提高其变形能力,为受压构件中配置高强度纵筋奠定了基础。本文提出采用高强度钢筋（500 MPa 以上）作为高强箍筋约束高强混凝土柱中的纵筋。首先对建立的有限元模型与相同参数下的试验结果进行对比,验证了模型的准确性;然后,采用有限元方法分析了箍筋间距、纵向钢筋配筋率对纵筋应力水平、混凝土强度的影响,结果表明合理的选择箍筋间距,高强纵筋在构件中可发挥较好的作用;最后,探讨了纵向钢筋强度与构件承载力之间的关系,为约束混凝土柱中配置高强纵筋的理论研究与应用提供了参考。     

杆件内时模型在柱偏压问题中的应用

将内时思想方法用于杆件本构研究中,建立截面内时本构模型,并将其与杆件有限单元法相结合,建立一种新型杆件恢复力模型——杆件内时模型,重点讨论杆件偏压条件下截面综合内时的定义及杆件内时模型对该问题的适用性．单柱偏压算例表明杆件内时模型具有以下特点：加、卸载本构方程统一,编程简单;弹性到塑性之间逐渐过渡;考虑弹塑性沿杆长的分布,计算得到的分布规律更符合实际;处理复合受力问题具有优越性．对于型钢柱的单、双偏压问题,采用本文的杆件内时模型进行弹塑性分析是可行的;对于钢筋混凝土柱偏压问题,本文模型可以近似用于小偏压,为使模型更加符合实际,应进一步寻找能够反映大、小偏压特性的截面内时模型．