高强焊接工字钢开孔梁受弯性能试验研究

基于国产高强钢Q550D和TQ700MCD的材料性能试验结果,对窄翼缘和宽翼缘两种截面形式的高强焊接工字钢开孔梁进行受弯试验研究。主要研究试件的破坏形态、抗弯承载力、弯矩曲率、应变分布等,探讨窄翼缘和宽翼缘两种截面形式分别在两种弯曲状态下,孔洞参数对试件受弯性能的影响,并比较三点弯曲试验和四点弯曲试验下试件极限承载力的大小。试验结果表明:试件的典型破坏形式为受压翼缘板发生局部屈曲,屈曲半波长度与翼缘宽度相当。对于窄翼缘截面梁,在两种弯曲状态下,当开设孔洞的径高比为0.3时,孔洞的存在对试件的极限承载力影响都较小;当径高比为0.6时,四点弯曲试件的极限承载力比三点弯曲试件的极限承载力下降显著。对于宽翼缘截面梁,在两种弯曲状态下,当开设孔洞的径高比为0.3时,孔洞数目的增加对试件极限承载力的影响较小。开孔试件由于孔洞的存在,导致应力重分布,使试件的极限承载力有不同程度的下降,但下降幅度与开设孔洞的参数紧密相关。     

高强钢工字形截面开孔梁受弯性能试验研究

为了研究高强钢工字形截面开孔梁的受弯性能,对名义屈服强度为550 MPa和690 MPa的高强钢工字形截面开孔梁进行了三点弯曲和四点弯曲试验。试验共计12个试件,通过分析试件的破坏模式、极限荷载下的变形曲线、应变曲线和弯矩-挠度曲线,表明:试件的破坏均是由翼缘处发生的局部屈曲引起的,高强钢试件具有良好的延性,孔洞的存在削弱了试件的整体性,孔洞附近有应力集中现象,孔径的大小及数目对试件的极限承载力有不同程度的影响。     

工艺孔对大截面部分包覆钢-混凝土组合梁受弯性能影响的试验研究

为了研究工艺孔对大截面部分包覆钢-混凝土组合梁(大截面PEC梁)受弯性能的影响,对5根不同构造的大截面PEC梁进行了静力试验,研究了两点加载下主次梁腹板开洞方式对大截面PEC梁试件受弯性能、延性、破坏模式等的影响规律。结果表明：静力荷载作用下,各个试件均表现出良好的延性,腹部开孔对试件承载力和截面刚度有一定的削弱作用。型钢主钢件的应变与混凝土的应变沿截面高度方向均大致呈线性变化,符合平截面假定。按《部分包覆钢-混凝土组合结构技术规程》(T/CECS 719—2020)计算得到的开工艺孔的大截面PEC梁抗弯承载力与试验值误差较小,受尺寸效应影响不大,所采用计算公式安全可靠。     

深圳大运交通枢纽变截面倒梯形梁抗弯性能研究

为研究变截面倒梯形梁的抗弯力学性能，设计缩尺试件并开展四点静力加载试验，通过与数值模拟结果的对比分析，揭示了变截面倒梯形梁在横向荷载作用下的应力分布规律。结果表明：变截面倒梯形钢梁缩尺试件抗弯承载能力达到770 kN,面内抗弯承载性能优异，试件没有出现失稳问题；数值模拟结果与试验结果的变形特征相同，应力分布一致，两者计算所得抗弯承载力误差为3.9%,初始刚度误差为12.4%;与实际工程最不利荷载工况相比，变截面倒梯形钢梁承载力安全系数为12.4,设计荷载下试件挠度为4.14 mm,且处于弹性受力状态，满足挠度和工程安全性要求。     

正弦波纹腹板工字钢简支梁抗弯承载力的理论分析与试验研究

为研究正弦波纹腹板工字钢梁的受弯性能,设计了此种钢梁的受弯试验,并采用有限元方法对其受弯性能进行了数值模拟,然后对其抗弯承载能力进行了理论分析。分析结果表明,波纹腹板工字钢梁表现出较好的抗弯变形能力,并且具有良好的塑性性能;波纹腹板工字钢梁在竖向荷载作用下波纹腹板几乎不产生任何弯曲正应力,弯矩基本由翼缘承担;波纹腹板工字钢梁的极限弯矩可由近似的截面受弯承载力公式求得。     

混凝土受弯构件实用计算程序——弯矩、裂缝宽度、裂缝宽度限值控制计算

介绍混凝土受弯构件计算程序,以梁类构件形式,直观、全面地以表格样式显示了同宽度、不同高度的梁在不同钢筋级别、直径、根数下的配筋率、抗弯承载力M,裂缝宽度Ws;并按人机交互给定的裂缝宽度限值.计算出限值状态梁的抗弯承载力M'.为日常结构设计中调整受弯构件截面、优化配筋、复合裂缝宽度及有关数值研究提供了有力的帮助.介绍了程序的编制原理和使用方法,供结构设计人员参考.     

钢纤维混凝土扁梁受弯性能研究

在钢筋混凝土扁梁中掺入钢纤维,可有效提高扁梁的抗弯初裂强度及抗弯极限强度。本文通过6根钢纤维混凝土扁梁的弯曲试验,研究在弯曲荷载下的破坏形态及钢纤维含量对受弯性能的影响,着重分析对比了不同试件受力过程、裂缝开展情况、破坏情况和钢纤维的拉结咬合作用,并进行正截面承载力验算,将试验数据与现行纤维混凝土规程(CECS38:2004)对比,验证了CECS38:2004对钢纤维混凝土扁梁的适用性。     

钢-混凝土组合暗梁试验研究

为了研究一种新型钢-混凝土组合暗梁的受力性能,并考察型钢截面尺寸对组合暗梁抗弯刚度和受弯承载力的影响,对2根简支钢-混凝土组合暗梁进行试验研究。试验结果表明:钢-混凝土组合暗梁整体工作性能良好,型钢与混凝土之间的相对滑移很小,可忽略不计。极限破坏状态时,组合暗梁跨中截面的挠度很大,说明组合暗梁具有良好的延性。此外,型钢的截面尺寸对钢-混凝土组合暗梁的抗弯刚度和受弯承载力有显著的影响。在试验研究的基础上,提出了钢-混凝土组合暗梁抗弯刚度和塑性受弯承载力的计算方法,理论值与试验值吻合很好。     

硫酸盐侵蚀下混凝土梁正截面受弯承载力试验研究

为了研究掺合矿物质混凝土梁被不同浓度的硫酸盐溶液浸泡后的正截面受弯承载力,对6根钢筋混凝土简支梁进行了四点加载试验,分析梁承载力随硫酸盐溶液浓度的变化规律。结果表明:掺合的矿物质能够有效改善普通混凝土的抗硫酸侵蚀性能;梁试件正截面受弯承载力随硫酸盐溶液浓度的增加而减小;硫酸盐溶液的浓度越大,掺合矿物质混凝土梁的正截面受弯承载力增加越明显。在试验的基础上提出了考虑掺合矿物质和硫酸盐浓度的混凝土梁正截面受弯承载力计算公式,计算值与试验值符合较好。     

型钢混凝土暗梁受力性能试验研究

为研究型钢混凝土暗梁的受弯和受剪性能,分别进行了6个试件的受弯试验和6个试件的受剪试验。试验着重研究了不同型钢截面尺寸、暗梁截面高度和型钢截面类型(蜂窝式型钢和实腹式型钢)对试件破坏形态、受弯承载力、受剪承载力的影响规律。试验结果表明:受弯试验中,所有试件均表现出良好的受弯性能,延性较好,蜂窝式型钢对试件的变形能力和受弯承载能力影响较小。受剪试验中,所有试件的剪切延性良好,但蜂窝式型钢弱化了型钢混凝土暗梁的抗剪能力。在试验结果的基础上,给出了型钢混凝土暗梁的受弯承载力计算公式,并提出了型钢混凝土暗梁的受剪承载力计算公式,计算结果精度较高,可用于该形式下暗梁的受弯和受剪承载力计算。     

复式薄壁方钢管混凝土构件受弯性能研究

通过复式薄壁方钢管混凝土构件受弯性能的试验研究,分析了内置圆形截面空钢管和钢管高强混凝土对薄壁方钢管混凝土构件纯弯段受弯性能的影响。试验表明：内置圆形截面空钢管和钢管高强混凝土可有效提高构件的受弯承载力,内置钢管高强混凝土的提高效果更显著;薄壁方钢管混凝土的受弯承载力和抗弯刚度明显较对比空钢管的高;试验过程中未出现钢管角部破坏的情况。对复式薄壁方钢管混凝土纯弯构件受力性能进行有限元分析,分析结果和试验结果吻合较好,外管的约束作用有效提高了夹层混凝土转角处混凝土的抗压强度。有限元参数分析结果表明,构件的受弯承载力和抗弯刚度随着夹层混凝土强度和径宽比的增大而增大,但随着径厚比的增大而减小;同时构件的受弯承载力随着钢管强度的增大而增大。建议了复式实心薄壁方钢管混凝土构件和复式空心薄壁方钢管混凝土构件受弯承载力的简化计算模型,其计算结果精度较高。     

碳纤维布加固铝合金方管梁受弯试验研究(一)

通过对碳纤维布加固铝合金方管简支梁试验结果的分析可知,采用碳纤维布对铝合金方管梁进行加固,可以提高铝合金方管梁的极限承载力,抑制梁跨中挠度的发展。通过对梁前后两侧及梁底应变片的应变发展变化规律的研究,验证了本次试验在荷载上升阶段各测点的应变与荷载成线性关系,近似符合平截面假定。     

外包陶粒混凝土H型钢梁受弯性能研究

提出一种外包陶粒混凝土H型钢梁,将腹板开圆孔的H型钢外包陶粒混凝土,通过U形箍筋使两者具有更好地黏结性能.在质量增加不大的情况下,发挥陶粒混凝土保温性能好、传热系数低、泌水性能好的特点,提高钢梁防火防腐的能力.为了研究其承载能力和混凝土包裹效果,设计了两组不同截面的外包混凝土钢梁进行静力性能试验和有限元分析.结果 表明...     

Theoretical and experimental research on flexural behavior of concrete-filled steel tubes with inner stiffening

通过求解纯弯作用下内配钢管、钢筋、工字型钢的钢管混凝土构件极限状态下平衡方程,得到了内配加劲件钢管混凝土构件的受弯承载力理论计算式。设计3组9根内配加劲件钢管混凝土试件进行纯弯试验,得到构件的受弯承载力及其弯矩-跨中挠度曲线、弯矩-跨中应变关系曲线、弯矩-曲率曲线,曲线可分为3个阶段,对应构件的弹性阶段、弹塑性阶段以及应力强化阶段,内配加劲件钢管混凝土纯弯过程中具有较好的延性;将受弯承载力理论值与试验值进行对比,平均比值为0.9199,平均相对误差为8%,表明理论公式较为准确,理论值皆小于试验值,说明理论公式较保守。以内配钢管为例,建立内配钢管的钢管混凝土在纯弯作用下的有限元模型,通过改变内配钢管的厚度和强度,可知内配钢管的钢管混凝土受弯承载力随着内配钢管的厚度和强度增大而增大。     

钢管高强再生混凝土柱轴压性能试验研究

为研究钢管高强再生混凝土柱与钢管高强普通混凝土柱轴心受压性能的差异,进行了圆形和方形两种截面形状、高强普通和再生两种混凝土、方钢管内配置与不配置钢筋两种构造的5个钢管混凝土足尺试件轴压性能对比试验。通过试验,分析了混凝土种类、截面形状和配置钢筋对试件承载力、耗能及延性的影响。试验结果表明：钢管再生混凝土柱的损伤发展过程和破坏形态与钢管普通混凝土柱相似;在截面积、含钢率、材料强度相同的条件下,圆形截面试件较方形截面试件具有更高的承载能力和较好的变形能力;混凝土种类对方形截面试件轴心受力性能影响不大;方钢管内配置钢筋可加强对核心混凝土的约束作用,提高试件的承载力和变形性能。根据国内外相关规程对试件的轴压承载力进行了计算,引入尺寸效应影响系数,提出了方钢管混凝土柱承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能研究

为研究不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能,对整体钢管混凝土试件、套筒连接钢管混凝土试件和套筒灌浆连接钢管混凝土试件的受弯性能进行了拟静力试验,采用三分点加载方式,分析了受弯试件承载力、刚度和延性性能,讨论了连接节点受拉区和受压区应变分布情况。结果表明：采用套筒连接和套筒灌浆连接的圆钢管混凝土构件承载力和延性性能均优于整体钢管混凝土构件,挠度变形曲线符合正弦半波曲线,承载力可按照整体钢管混凝土统一理论计算;与整体钢管混凝土构件相比,采用套筒灌浆连接试件刚度提高,初始刚度和使用阶段刚度均提高15%以上,极限阶段抗弯刚度可提高64.3%;套筒连接钢管混凝土试件中套筒仅起到约束作用,其连接节点可视为铰接点,套筒灌浆连接钢管混凝土试件中套筒、灌浆料和所连接钢管混凝土构成统一整体,共同受力,其节点可视为固接节点。     

圆端形钢管混凝土构件纯弯力学性能

为研究圆端形钢管混凝土构件的纯弯力学性能,对4个构件进行了纯弯试验,分析了高宽比和含钢率对纯弯曲作用下圆端形钢管混凝土构件破坏形态、挠度曲线、截面应变、抗弯承载力的影响。基于ABAQUS建立有限元模型对圆端形钢管混凝土构件纯弯性能进行模拟,试验结果与模拟结果吻合良好,利用验证后的模型对圆端形钢管混凝土构件进行了受力全过程分析以及参数分析。最后基于ABAQUS参数分析结果提出了圆端形钢管混凝土构件抗弯承载力计算公式,公式计算结果与试验结果吻合良好。结果表明:圆端形钢管混凝土构件在纯弯曲作用下发生了明显的挠度变形,当跨中挠度达到L/25(L为试件长度)时,试件仍能承受较大的荷载,表现出良好的延性; 圆端形钢管混凝土构件的挠度曲线可假设为正弦半波曲线,其跨中截面基本保持为平截面; 当构件达到抗弯承载力时,钢管承受了大部分弯矩,圆弧段钢管相较于平直段钢管对混凝土的约束作用更强; 圆端形钢管混凝土构件的抗弯承载力随钢材强度的增大而增大,而混凝土强度的改变对其抗弯性能影响较小。     

界面状态对矩形钢管混凝土构件抗弯性能的影响

考虑钢-混凝土界面完全粘结和自由滑移2种极限状态,研究矩形钢管混凝土构件受弯过程的截面中和轴平移规律,并基于平截面假定,分别给出2种界面状态下构件抗弯承载力、抗弯刚度的理论计算方法。同时,针对钢管与核心混凝土界面平均粘结强度,分析抗弯构件在界面脱粘时的有效受压区高度。研究结果表明:矩形钢管混凝土的界面脱粘导致核心混凝土的抗弯承载力过早失效,构件的整体抗弯刚度和承载力降低;高宽比越大,钢管混凝土梁的整体钢管与混凝土之间的界面状态性能对构件抗弯承载力的影响越明显;实际中核心混凝土在未达到极限受压强度前与钢管发生脱粘,为充分利用核心混凝土的材料强度,应对矩形钢管混凝土的界面粘结进行构造加强。     

碳纤维布加固钢筋混凝土矩形截面梁受弯正截面承载力的计算方法

在总结各种试验研究的基础上 ,应用钢筋混凝土矩形截面梁受弯正截面承载力计算的成熟理论 ,提出符合试验结果的碳纤维布加固钢筋混凝土单筋矩形截面梁受弯正截面承载力的计算公式 ,可供工程设计应用参考。     

Experimental research on mechanical behavior of concrete-filled thin-walled stiffened square steel tubular short column under axial load

为研究带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱的受力性能,以钢管宽厚比、加劲肋宽度和加劲肋个数为参数,对26个薄壁方钢管混凝土短柱进行了试验研究。研究结果表明：对于无肋试件,在达到承载力以前管壁已经发生鼓曲,且试件宽厚比越大,鼓曲越早发生,鼓曲部位的钢管截面越早退出工作,没有发挥出钢管混凝土的优势。设置加劲肋后薄壁方钢管混凝土短柱的受力性能得到明显改善,钢管壁的局部鼓曲得以延缓,材料强度得到了充分利用,试件承载力提高。当试件宽厚比为60、80时,加劲肋宽度对试件承载力影响最明显,加劲肋宽度越大,承载力越高,增加加劲肋个数对试件承载力影响不大;而当试件宽厚比为100时,设置单个加劲肋已不能满足对管壁局部屈曲的抗弯刚度要求,必须增加加劲肋的个数以增加约束钢管变形的支撑点,减小管壁局部屈曲的波长,提高试件局部屈曲的临界荷载。同时利用ABAQUS有限元计算软件对薄壁带肋方钢管混凝土轴压短柱的受力全过程进行了模拟,并将试验结果与有限元模拟结果进行了对比,两者吻合良好,为下一步分析奠定基础。