多腔钢管再生混凝土复合中长柱轴压性能研究

为研究多腔钢管再生混凝土复合中长柱在受压状态下的力学性能,采用ABAQUS软件对多腔钢管中长柱在轴向压力下的荷载-位移曲线、破坏模态、受力过程进行了模拟,并研究了再生混凝土取代率和复合柱长细比对其轴压性能的影响。结果表明：多腔钢管中长柱破坏模式为弯曲破坏,外部再生混凝土和核心再生混凝土跨中截面破坏明显,核心混凝土受钢管约束承载力提高明显;随着再生混凝土取代率和长细比的增加,多腔钢管中长柱的承载能力、延性和刚度均减小,当长细比过大时,易发生失稳破坏。     

海淤地质条件下钢管混凝土桩失稳对承载力影响的研究

淤泥质土对桩身的侧向约束很弱,钢管混凝土桩的长径比过大、初始挠曲、接头缺陷都可能导致桩身失稳而影响其承载力.本文通过理论分析和数值分析,给出了海淤地质条件下钢管混凝土桩失稳临界条件和承载力计算公式的修正系数.结合连云港220kV云台变电所钢管混凝土桩加固模拟试验,验证了文章观点.     

长径比对CFRP-钢管混凝土轴压柱承载力的影响

对16个圆CFRP（碳纤维增强塑料）钢管混凝土轴压柱和8个普通圆钢管混凝土轴压柱进行了极限承载力的试验研究。根据试验结果,分析了CFRP对钢管混凝土轴压柱的增强效果以及构件长径比对极限承载力的影响。应用计入CFRP影响的钢管混凝土柱压曲极限承载力的近似理论公式,计算出不同长径比的轴压构件的压曲破坏临界荷载,并分析了弹性失稳和塑性失稳的长径比界限值。通过将理论计算结果与试验数据比较,得出了近似公式的应用范围。研究表明,柱体的长径比对CFRP钢管混凝土结构的承载力影响显著;CFRP的存在对提高轴压极限承载力起到了重要作用,而对弹性与塑性失稳的界限长径比值无显著影响。     

圆钢管混凝土柱轴压性能试验研究

为研究圆钢管混凝土柱的受力性能,以长细比、含钢率为变化参数,经过对5组10个圆钢管混凝土短柱及中长柱的试验研究,试验结果表明:钢管混凝土短柱构件的破坏模式为材料强度破坏,所有试件荷载-轴向位移曲线的变化趋势基本类似,钢管混凝土轴压试件的极限承载力随长细比的增大而降低;在长细比20以后,钢管混凝土破坏形态由材料破坏转为弹塑性失稳破坏,长细比56的中长柱试件发生明显的失稳破坏;钢管混凝土柱的极限承载力随含钢率增大而增大,但在不同长细比下影响幅度不同。     

圆钢管薄壁空心混凝土短柱轴压性能试验研究

进行12个圆钢管薄壁空心混凝土轴压短柱轴压承载力的试验研究,考察轴压承载力—变形特性以及破坏模式,分析了圆钢管轴向、环向变形的发展规律,试验研究表明当薄壁混凝土壁厚达到一定厚度后,圆钢管内的薄壁空心混凝土在环向形成较好的拱效应,能有效地阻止外侧钢管局部失稳。     

单边螺栓拉拔试验的有限元模拟

钢管混凝土柱结合了钢结构和混凝土两者的受力性能,混凝土核心为钢管承受大部分的轴向压力,加强钢材的稳定性,防止钢材的局部失稳;钢管包围混凝土,使混凝土三向受力,大大提高了混凝土的抗压承载力。但是,由于钢管四周封闭,方钢管混凝土柱与型钢梁的半刚性连接有有较大的困难,而单边螺栓的发明解决了这个问题。本文主要通过abaqus有限元仿真软件,对此类节点进行有限元模拟,提出此类节点的两种有限元研究方法,并通过实验数据证明此种方法的可行性。     

CFRP-CFST轴压柱承载力理论研究进展

CFRP-钢管混凝土结构是将CFRP缠绕粘贴于钢管混凝土构件外围,形成三种材料组合的圆柱状构件。CFRP钢管混凝土构件可以充分发挥三向受压混凝土抗压强度高的优点,使得承载力得以提高。从CFRP-钢管混凝土轴压柱承载力的影响因素入手,讨论基于不同方法的承载力计算公式,包括极限平衡法、全过程分析法、欧拉公式法、长细比折减系数法。最后通过对承载力从强度破坏定义到失稳破坏定义的探讨,指出承载理论存在的问题以及发展趋势。     

改进组合式T形钢管混凝土柱轴压性能试验研究

对18个改进组合式T形钢管混凝土柱进行静力试验,分析钢管厚度、混凝土强度和长细比对试件轴压性能的影响,采用国内外钢管混凝土规范对试件轴压承载力进行计算,并与试验结果对比分析,最后在规范AIJ-CFT:1997的基础上,提出了改进组合式T形钢管混凝土柱轴压承载力计算式。结果表明:试件主要呈现出剪切型破坏、局部鼓曲(或开裂)以及弯曲失稳三类破坏形态;钢管厚度对试件轴压承载力影响较大,而且试件长细比越大,钢管厚度对试件轴压承载力的影响就越显著;随着混凝土强度等级由C30提高到C50,试件轴压承载力有所提高,提高幅度基本在15%左右;当钢管厚度较小时,长细比对试件轴压承载力影响较大;采用各国现行规范计算的轴压承载力均偏于保守;提出了考虑钢管约束效应的轴压承载力计算式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土结构的应用现状分析

混凝土的抗压强度高,但抗弯、抗拉能力很弱,宜作为受压构件;而钢材,特别是型钢为各向同性材料,其抗弯、抗拉能力强,具有良好的弹塑性,但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力,因而宜作为受拉构件。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起,可使混凝土处于侧向受压状态,其抗压强度可大幅度提高。同时由于混凝土的存在,为钢管结构提供支撑作用,从而提高了钢管的刚度,避免其丧失稳定性。本文基于钢管混凝土结构分析的基础上,探讨钢管混凝土结构的应用现状等内容。     

带约束拉杆方钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

进行了10个带约束拉杆和5个不设约束拉杆方形钢管混凝土短柱轴心受压构件的试验研究。主要研究参数为约束拉杆直径和间距、钢管厚度、钢材强度等。试验研究表明,在轴心压力作用下,方形钢管混凝土短柱在设置了约束拉杆后,能有效改善横截面周边中部钢管对核心混凝土的约束作用,延迟或避免钢管在应力达到屈服强度前发生失稳性的局部屈曲而导致构件的过早破坏,从而使方形钢管混凝土轴压短柱的承载力和延性均有较大幅度的提高。同时,应用现有规范及规程有关方形钢管混凝土承载力计算公式,对带约束拉杆方形钢管混凝土轴压试件承载力进行计算,计算结果与试验结果相比较为保守。     

Q345轴压钢管整体稳定和局部稳定分析

轴压钢管的失稳模式主要包括整体柱型失稳和局部壳型失稳。当钢管构件的长细比和径厚比都比较大时,可能会发生上述两种失稳模式的耦合,其中钢管局部屈曲先于整体屈曲发生的变形模式会显著降低其极限承载力。将经典板壳力学中的圆柱壳理论应用于轴压钢管的稳定分析,推导得出以长细比和径厚比为控制参数的临界算式以判断轴压钢管整体屈曲和局部屈曲的先后顺序,并结合AISI(2007)的局部屈曲设计准则以计算大径厚比钢管构件的稳定承载力。同时开展了Q345钢管轴压承载力的试验和相应的有限元分析,结果表明:上述临界算式能有效地判断轴压钢管的失稳模式,且AISI(2007)能正确计算大径厚比钢管稳定承载力。     

脱空对钢管混凝土拱桥稳定性影响分析

为采用统一理论法模拟存在脱空情况的钢管混凝土拱桥的稳定性,利用脱粘折减系数Kt对统一理论法中钢管混凝土的套箍系数进行修正,模拟一钢管混凝土单拱肋的脱粘现象,并与双单元法的模拟结果进行对比,得出两种方法的模拟结果较为接近,不同脱空率的误差均在6.5%以内。脱空率对标准钢管混凝土拱桥稳定性的影响较大,脱空率从0增加到0.8,稳定系数降低了11.9%,但不影响失稳模态。     

不锈钢-钢管夹层混凝土柱轴压性能研究

为研究不锈钢-钢管夹层混凝土柱轴压性能，采用有限元分析软件ABAQUS，以内钢管厚度和长细比为变化参数进行了9个试件的数值分析，探讨了各影响参数对不锈钢-钢管夹层混凝土柱轴压的影响。研究结果表明，有限元软件模拟结果与试验结果吻合较好，极限承载力误差在5%以内，外钢管上部出现一致的鼓曲变形；随着内钢管厚度的增大，试件的极限承载力提高范围在20%内，当钢管的壁厚为4～6mm时可以最有效提高承载力；长细比的增大，试件的极限承载力退化在5%以内，但因整体失稳，轴压刚度出现明显降低。提出了稳定系数与长细比的计算关系，计算结果吻合极好。     

中空夹层混凝土内管屈曲分析

为确定大直径中空夹层混凝土柱中内钢管在混凝土作用下的稳定性能,对5000mm长的圆钢管开展了有限元线性屈曲分析,在此基础上,采用高级弧长法对圆钢管进行了非线性失稳分析,建模和求解过程中考虑了几何和材料双重非线性的影响,得到了内钢管结构变形最大点的全过程荷载-位移曲线以及单元和节点的应力分布图.给出中空夹层混凝土柱中内圆...     

钢管混凝土柱的检测与补强

钢管混凝土是指在圆形钢管内填混凝土而形成的构件，在压力的作用下，由于钢管约束了混凝土的侧向变形，使得混凝土处于三向受压状态，不但提高了混凝土的抗压承载能力，而且使它由脆性变成塑性很好的材料，而钢管则由于内部混凝土的存在，增强了抵抗屈曲失稳的能力，这两种材料组合在一起，相互克服对方的弱点，充分发挥各自的优点，使承载力得以提高。近年来，钢管混凝土在实际工程中的应用范围在不断扩大，相应的设计施工规程相继颁布实行，这些规程在设计上，内容较为详细，但施工，检测及补强上的内容较少，本文介绍郑州铁路局机关1号综合楼钢管混凝土柱的检测与补强，以期为钢管混凝土的应用起一点借鉴作用。     

钢管埋深对钢管混凝土复合桩竖向承载特性的影响

作为水域中桩基础施工的围堰结构,钢护筒的应用愈加广泛,钢护筒因为施工或者拆除困难等原因有时不再回收,从而与钢筋混凝土材料一起形成钢管混凝土复合桩。为探明钢管埋深对钢管混凝土复合桩竖向承载特性的影响,通过离心模型试验,着重研究钢管埋深对钢管混凝土复合桩桩侧摩阻力、桩端阻力等因素的影响。结果表明：钢管混凝土复合桩的上部钢管段（钢护筒）合理埋深为桩长的1/3,当钢管段埋深小于1/3桩长时,钢管混凝土复合桩的桩侧摩阻力会出现双峰现象,当钢管段埋深大于1/3桩长时,钢管混凝土复合桩的桩侧摩阻力双峰现象将逐渐消失;根据钢管混凝土复合桩的竖向承载特性,提出适用于钢管混凝土复合桩的竖向极限承载力计算公式,以期为钢管混凝土复合桩的设计与施工提供理论指导。     

圆端形钢管混凝土中长柱轴压性能

为研究圆端形钢管混凝土中长柱的轴压性能,考虑了构件千分之一杆长的初弯曲,使用有限元软件ABAQUS建立了圆端形钢管混凝土中长柱精细化有限元分析模型,利用已有试验数据验证有限元模型的合理性与精确性,在此基础上分析了试件的变形模式和承载能力状态,比较短柱、中长柱与长柱性能的不同,得出了圆端形钢管混凝土界限长细比。综合分析了长细比、钢管厚度、混凝土强度、钢材强度、高宽比等参数,提出了圆端形钢管混凝土中长柱极限承载力简化计算公式,并对简化计算公式的准确性进行了验证。结果表明:短柱为强度破坏,中长柱发生弹塑性失稳破坏,长柱发生弹性失稳破坏; 在其他条件相同的情况下,圆端形钢管混凝土中长柱的极限承载力、延性与长细比呈负相关,与钢材强度、钢管厚度呈正相关,混凝土强度的变化对承载力和延性的影响不大; 短柱与中长柱界限长细比λ₀=10～11,中长柱与长柱界限长细比λ_p=86.4～96.0; 与试验数据及有限元计算结果相比,承载力公式具有足够精度,可为圆端形钢管混凝土中长柱研究与工程应用提供理论依据。     

桁式钢管混凝土拱桥面内极限承载受力研究

以4管桁式钢管混凝土拱桥为实例,采用弹塑性大变形计算理论,对拱桥面内极限承载受力全过程进行研究。对拱肋失稳形态和拱肋竖向位移、轴力、弯矩的发展等方面作了比较。最后对钢管混凝土拱桥设计规范(修订稿)中的简化计算方法进行了讨论。     

负载下内填混凝土加固钢管构件偏压性能试验研究

对19根不同长细比、偏心率和初应力比的内填混凝土加固钢管构件进行了偏压试验研究。试验结果表明:负载下内填混凝土加固钢管偏压构件的破坏特征表现为弯曲失稳破坏,其挠曲线基本符合正弦曲线假设;初应力的存在会降低内填混凝土钢管偏压构件的极限承载力,且随着初应力的增加,构件承载力下降越明显。在此基础上对试验试件进行了有限元模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土顶升浇筑施工工法(YJGF46-2000)

钢管混凝土结构即在钢管内填充混凝土 ,将两种不同性质的材料组合成为一体的复合结构。钢材的特性是强度高、具有弹塑性 ,但易失稳 ;混凝土具有较好的抗压特性 ,但抗折性能差。二者结合 ,可使混凝土处于侧限受压状态 ,其抗压强度可成倍提高 ,同时由于核心混凝土的存在 ,提高了钢管的刚度 ,从而大大提高结构的承载能力。武昌造船厂应用的钢管混凝土顶升浇筑施工综合技术于 2 0 0 0年 1月通过了湖北省级的技术鉴定 ,其技术水平达到国内领先水平。1　特点(1)不搭设高空脚手架 ,减少高空作业及劳动强度 ,操作更为简便安全 ;(2 )混凝土浇筑速度快…