钢管混凝土界面粘结性能研究现状与分析进展

综合国内外相关研究成果,从粘结应力组成、粘结强度计算、粘结滑移本构以及粘结性能有限元分析等方面对钢管混凝土的界面粘结研究现状进行了总结,结果表明:粘结应力主要由化学胶结力、机械咬合力及摩擦力组成,摩擦力承担界面主要的抗剪作用;对粘结强度影响较大的因素为钢管形状、钢管尺寸及界面粗糙程度,其他影响因素得到的结论并不一致;现有的粘结强度试验值均未考虑材料自重影响,低估了实际的粘结强度,计算发现美国规范对粘结强度的取值较为合理.在此基础上,对钢管混凝土界面粘结的研究进展进行了分析,认为新型钢管混凝土及特殊环境下钢管混凝土的粘结性能和机理有待继续深入探索.     

钢管混凝土粘结性能研究综述

钢管混凝土良好的界面粘结作用是发挥其组合性能的基础。从试验研究、理论分析和规范限值对比对钢管混凝土界面粘结性能研究现状进行总结分析,在对现有文献中130组推出试验数据总结归纳的基础上,讨论截面直径、径厚比、长细比、混凝土强度等参数对钢管混凝土构件粘结强度的影响,结果表明钢管混凝土界面间粘结强度随截面直径和径厚比的增大而降低,长细比和混凝土强度对构件粘结强度影响较小。     

钢管混凝土粘结滑移本构关系理论研究

钢管混凝土中钢管与混凝土之间的粘结强度和粘结滑移备受关注.国内外对钢管混凝土粘结滑移的研究较多,但主要侧重于粘结强度的研究,而对粘结滑移本构关系的研究相对较少;而且目前钢材和混凝土的本构关系均已经比较明确,钢管混凝土粘结滑移的本构方程尚无定论.从理论上推导了钢管与混凝土粘结滑移的本构关系,讨论了钢管混凝土粘结滑移本构关系的建立方法.为进一步研究钢管混凝土的粘结滑移本构关系提供了理论依据.     

方钢管再生混凝土界面粘结滑移性能试验研究

为研究方钢管与再生混凝土界面粘结滑移性能,以再生粗骨料取代率、再生混凝土强度等级及膨胀剂掺量为变化参数,进行了方钢管再生混凝土试件的推出试验,获取了试件的荷载-滑移曲线,分析了各变化参数对粘结强度的影响。在验证相关粘结强度计算模型适用性的基础上,拟合出方钢管再生混凝土的粘结强度计算公式。研究结果表明,方钢管再生混凝土荷载-滑移曲线具有相似性,均经历了四个阶段,滑移首先出现在加载端,随后发展到自由端;粘结强度随再生粗骨料取代率增大而降低,但影响较小;粘结强度随再生混凝土强度等级提高而增大,但增速趋缓;膨胀剂掺量对粘结强度影响明显,粘结强度随着膨胀剂掺量(0~15%范围内)增加呈现出先增大后降低的趋势。     

方钢管再生混凝土粘结滑移性能试验研究

文章研究了方钢管再生混凝土的界面粘结滑移性能,对9根方钢管再生混凝土短柱进行了推出试验。研究了再生混凝土的强度等级,再生粗骨料替代率,膨胀剂掺量3个变化参量对其粘结滑移性能的影响,并考虑此3个变量,提出了方钢管再生混凝土粘结滑移的本构关系。     

钢管混凝土柱组合界面的粘结强度（下）

钢管混凝土柱组合界面的粘结强度（下）薛立红，蔡绍怀（中国建筑科学研究院建筑结构研究所）５钢管混凝土界面粘结机理的探讨５．１钢管混凝土界面粘结力的构成及分布与钢筋和混凝土之间的粘结力构成一样，钢管与核心混凝土之间的粘结力也由三部分构成。（１）混凝土中的...     

矩形钢管自密实混凝土的钢管-混凝土界面粘结性能研究

钢管混凝土构件在受力过程中,钢管及核心混凝土间的粘结性能一直是设计和研究人员关注的热点问题之一。合理确定钢管与核心混凝土间的粘结强度,是进行钢管混凝土梁柱节点设计的重要前提。通过对矩形钢管自密实混凝土构件界面粘结性能进行的试验研究,对钢管自密实混凝土与钢管普通混凝土进行比较。结果表明,自密实混凝土可以提高钢管与混凝土间的界面粘结强度。最后,提出粘结强度的简化计算公式和粘结应力-相对滑移关系的简化模型。     

钢管混凝土柱组合界面的粘结强度（上）

本文通过３２个钢管混凝土的推出试验，系统地研究了钢管与核心混凝土的界面粘结性能。试验结果表明，混凝土强度、钢管表面状况和混凝土养护条件对粘结强度有显著影响，而界面长度对粘结强度无影响。本文还首次进行了反复推出试验，确定了摩阻力对粘结强度的影响。最后，对钢管混凝土界面粘结机理进行了较深入的探讨。     

钢管混凝土结构的粘结强度研究

组成钢管混凝土结构的钢管和混凝土之间的粘结强度,是工程质量的重要因素,因而成为当前研究的热点问题之一。总结了国内外在这一领域的研究现状,分析了影响粘结强度的主要因素,并由工程实践得到了相应的结论。     

型钢混凝土粘结滑移性能研究

根据国内外有关型钢混凝土粘结滑移的试验研究资料 ,分析了型钢混凝土粘结滑移机理和影响型钢混凝土粘结性能的各因素 ,并从型钢混凝土保护层开裂的角度 ,根据力扩散角度原理 ,建立了型钢混凝土临界保护层的确定方法。提出了型钢混凝土粘结强度的计算原理和公式 ,并在此基础上建立了型钢混凝土局部粘结破坏和整体粘结破坏极限荷载的计算公式 ,并与相关试验结果进行了对比 ,吻合较好。最后从弹性力学的角度 ,推导了沿型钢混凝土锚固长度上的粘结应力与相对滑移之间的粘结滑移t S本构关系     

Experimental study and numerical analysis of the interfacial bonding performance of T-shaped concrete-filled steel tubes

The effects of core concrete strength (C30, C40, and C50), steel tube length (600, 1000, and 1400 mm), and steel tube wall thickness (3, 4, and 5 mm) on the bonding performance of T-shaped concrete-filled steel tubes (CFSTs) were systematically investigated using push-out test. Via the test, the patterns of the failure modes, load-slip curves, stress-slip curves, and distribution law of longitudinal strain were observed for the specimens, and the bond-slip constitutive model for T-shaped CFSTs was established. The test results indicate that the bond stress of T-shaped CFSTs increases with the increase in concrete strength and tube wall thickness, while the steel tube length has less influence on the bond stress. In addition, non-linear spring elements were used to simulate the interfacial bonding behavior based on the bond-slip equation, which is in good agreement with the experimental curve results.     

钢管混凝土的动力性能研究进展

阐述了常温下钢管混凝土的动力性能研究现状,分析了火灾后钢管混凝土的动力力学性能及火灾后加固钢管混凝土柱滞回性能的研究成果,提出了有待进一步研究的问题,以促进钢管混凝土的发展。     

方钢管混凝土粘结强度试验研究

为了研究方钢管混凝土柱的粘结滑移性能,进行了9个不同长细比、宽厚比的方钢管混凝土柱的推出试验。通过测量荷载、加载端和固定端的钢管与混凝土滑移,并根据试验结果得出了典型P-s曲线,分析了影响方钢管混凝土粘结强度的主要因素,可对方钢管混凝土粘结滑移性能的进一步试验研究和理论分析提供参考。     

火灾后椭圆钢管混凝土界面黏结性能研究

近年来,椭圆钢管混凝土结构日益受到建筑师与结构工程人员的青睐,与传统的圆形和方形钢管混凝土柱相比,椭圆钢管混凝土柱具有流线型外观和较高的抗扭刚度,在高层和大跨等建筑结构中具有较广泛的应用前景。研究者已对圆形和方形钢管混凝土的火灾后界面黏结性能展开试验与理论研究,但尚缺少对椭圆钢管混凝土火灾后界面黏结性能的相关研究。文章采用弹簧单元模拟钢管-混凝土界面的滑移,建立可分析椭圆钢管混凝土火灾后界面性能的有限元模型,并与具有相同界面接触面积的圆形和方形钢管混凝土进行比较,深入分析椭圆、圆形和方形钢管混凝土的温度分布、火灾后界面黏结应力-滑移关系和火灾后黏结强度。最后,在建立的有限元模型基础上,对影响椭圆钢管混凝土火灾后黏结强度的重要参数进行分析,研究参数包括:目标温度(20℃、600℃和800℃)、恒高温时间(30min、90min、120min和180min)、混凝土强度(30MPa、40MPa、50MPa和60MPa)、截面周长(388mm、484mm、630mm和727mm)和纵横比(1.25、1.50、2.00和2.25),研究发现:混凝土强度和截面周长对椭圆钢管混凝土的火灾后界面黏结...     

钢管高性能混凝土的水化热和收缩性能研究

以构件截面尺寸和截面形式为基本参数,进行了钢管高性能混凝土柱水泥水化阶段构件截面温度场和核心混凝土收缩性能的实验研究,考察了水泥水化阶段钢管混凝土构件温度场及其核心混凝土的收缩特性。研究结果表明,钢管高性能混凝土构件截面温度场的变化规律与普通混凝土类似,但钢管混凝土中核心混凝土的收缩变形远小于素混凝土的收缩变形。在实验研究结果的基础上,通过对ACI209(1992)提供的普通混凝土收缩模型的修正,提出了适合钢管混凝土中核心混凝土收缩变形的计算公式。     

Flexural strength analysis of non-post-tensioned and post-tensioned concrete-filled circular steel tubes

Concrete-filled circular steel tubes (CFT) have recently gained significant attention for their enhanced strength and ductility over the conventional steel and reinforced concrete construction. The concrete compressive strength is significantly increased by the lateral confinement provided by the steel tube and local buckling of the steel tube is restrained by the concrete infill. This paper investigates the further enhancement of these composite actions due to post-tensioning the concrete cores inside circular steel tubes. The flexural behavior of a post-tensioned CFT as well as a non-post-tensioned CFT was studied experimentally and analytically. A numerical algorithm for predicting the moment capacities of circular CFT, with or without the post-tensioning effects, has been validated against the test results by the authors as well as those published in the literature.     

Polymer concrete-filled steel tubes under axial compression

Concrete-filled steel tubular (CFT) structures are rapidly emerging as one of the inevitable structural systems for earthquake resistance, as they have been known to exploit the best attributes of both steel and concrete, resulting in higher stiffness, strength and ductility. However, the limitations imposed by certain drawbacks of cement concrete and which are not alleviated or moderated by the encasing steel tube, e.g. its high shrinkage, creep, brittleness, reactivity and low tensile strength, may be a hindrance to the rapid and diversified application of CFTs, in line with current emphasis on ductility-based seismic design. In this context, studies are presently being conducted on filled steel composite members, employing lighter, more ductile, high tensile strength and inert polymer-based fill materials for the steel tube. Findings of these studies relating to the elasto-plastic response of filled steel composite stub columns subjected to axial compression highlight the significant increase in strength and/or ductility of epoxy polymer concrete-filled steel columns.     

再生骨料薄壁钢管混凝土结构的研究进展综述

本文介绍了再生骨料薄壁钢管混凝土的研究与发展现状,在分析再生骨料薄壁钢管混凝土性能特点的基础上,对目前再生骨料薄壁钢管混凝土中存在的优缺点进行了探讨。     

钢管初应力对内配型钢的圆钢管混凝土柱受压性能影响

为研究钢管初应力对内配型钢钢管混凝土构件后期受力性能的影响,共设计了12根内配型钢圆钢管混凝土柱进行受压性能试验研究,试验主要参数为初应力系数和荷载偏心率。通过试验研究了内配型钢圆钢管混凝土柱的变形过程、破坏形态及不同参数对构件荷载-变形曲线和受力性能的影响。试验结果表明：初应力系数及荷载偏心率对内配型钢圆钢管混凝土柱最终的破坏形态影响较小,但不同长细比的构件破坏过程有所差异;初应力系数的变化对轴压短柱承载力影响较小,但对偏压柱受力性能有一定影响,随着初应力系数的增大其承载力下降;试验参数范围内,偏心率对柱承载力的影响明显大于初应力系数的影响。基于试验结果对有限元模型的可靠性进行验证,在模型验证基础上,分析钢管初应力对钢管与混凝土之间的相互作用和各部件承载力分配的影响,并进一步分析不同参数（如长细比、偏心率、型钢截面尺寸等）对柱承载力影响系数的影响。结果表明,钢管初应力系数、偏心率和长细比对柱承载力影响系数影响显著,基于此提出考虑钢管初应力时内配型钢钢管混凝土柱受压承载力计算方法,其计算结果与试验和数值结果吻合较好。