内配方钢管的钢管混凝土叠合柱轴压力学性能的初步研究

为研究内配方钢管的钢管混凝土叠合柱轴压工作性能,基于合理的钢材和混凝土材料本构关系模型,采用纤维模型法对叠合柱轴压荷载-变形关系曲线进行了计算。采用该数值分析方法,对叠合柱轴压性能进行了参数分析,建议了这类叠合柱的轴压强度承载力实用计算公式。本文研究结论可为相关研究提供参考。     

钢管混凝土叠合柱轴压性能研究

为研究钢管混凝土叠合柱轴压性能,基于合理的钢材和混凝土本构关系模型,采用纤维模型法和有限元法分析方法计算叠合柱轴压荷载-变形关系曲线。将理论计算结果与试验结果进行对比,验证了理论分析模型的正确性。在此基础上,对叠合柱的破坏模态、轴向荷载分配以及组成钢管混凝土叠合柱的外围钢筋混凝土、钢管和钢管内部混凝土之间相互作用等进行分析,提出了叠合柱的轴压承载力简化计算式,简化计算结果与试验结果吻合较好。为保证外围钢筋混凝土和内部钢管混凝土较好地协同工作,建议外围钢筋混凝土中箍筋的约束指标与内部钢管混凝土的约束效应系数比值不应小于0.188。     

内钢板中空方形钢管混凝土叠合柱轴压力学性能研究

为研究中内钢板中空方形钢管混凝土（CFST）叠合柱的轴压力学性能,以内钢板与钢管的强度和壁厚为参数对8个叠合短柱进行轴压试验,以截面尺寸、钢管内外混凝土强度、钢材强度、纵筋与钢管用钢量分配为参数对81个叠合短柱进行有限元分析,对典型构件受力全过程、各部分接触作用以及承载力进行研究。在美国结构设计规范ANSI/AISC 360-16、欧洲钢结构设计规范BS EN 1994-1-1、GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》和T/CECS 663—2020《钢管混凝土加劲混合结构技术规程》的组合柱承载力计算公式中增加内钢板承载力项,得到内钢板中空方形CFST叠合构件的轴压承载力计算式。结果表明：轴压荷载作用下,内钢板中空方形CFST叠合柱钢管外混凝土、内钢板、钢管、纵筋以及核心混凝土能协同工作;内钢板强度与壁厚对构件承载力、延性和刚度影响均较小;截面尺寸和混凝土强度对构件承载力贡献最大,但构件延性随着混凝土强度的增大而降低。在T/CECS 663—2020和ANSI/AISC 360-16的组合柱承载力计算公式中增加内钢板贡献项计算得到的承载力值与试验和有限元结果最为接近。     

钢管混凝土短柱轴压性能研究

文章针对钢管混凝土短柱的轴压性能开展了研究,首先建立了数值分析模拟,通过某实际钢管混凝土短柱的轴压试验验证了有限元模型的可靠性。然后分析了钢管厚度、钢材等级、混凝土强度、配筋率对钢管混凝土短柱轴压承载力和延性的影响,最后采用各国规范对钢管混凝土短柱的轴压承载力进行了评价。研究结果表明：钢管厚度、钢材等级、混凝土强度、配筋率均可以提高钢管混凝土短柱的轴压承载力,但钢管厚度和钢材等级的提升效果更为明显。钢管厚度和配筋率可以提升延性,钢材等级和混凝土强度导致延性变差。其中,配筋率对延性的改善最为有效。目前各国规范关于轴压承载力的计算方法均过于保守,美国规范更接近于试验值。     

钢管再生混凝土短柱轴压性能试验研究

通过对6根钢管再生混凝土短柱及3根普通钢管混凝土短柱进行轴压试验,研究不同长径比和再生骨料取代率对钢管再生混凝土短柱轴压力学性能的影响。研究结果表明:钢管再生混凝土短柱的变形破坏形式与普通钢管混凝土短柱相似;随再生骨料取代率及长径比的增加,钢管再生混凝土短柱的极限承载力下降。基于试验验证普通钢管混凝土短柱极限承载力计算方法对钢管再生混凝土短柱的适用性,计算值与试验值吻合较好。     

内填料石钢管混凝土中长柱轴压性能试验研究

为研究内填料石钢管混凝土(SCFST)中长柱的轴压性能,对12根内填料石钢管混凝土中长柱进行单调轴压试验,研究内填料石尺寸、钢管壁厚和长细比对SCFST中长柱受力性能的影响。试验结果表明：内置料石提高了SCFST中长柱的承载力,且增幅随料石尺寸的增大而提高,最大增幅达87%;内填料石尺寸相同时,SCFST中长柱承载力随钢管壁厚的增大近似呈线性增长;随着长细比的增大,SCFST中长柱破坏形态逐渐从轴压破坏转变为压弯破坏,承载力逐渐降低。根据试验结果,对GB 50396—2014中CFST柱相关设计模型用于预测SCFST中长柱承载力的可行性进行评估,预测结果与试验结果误差为-18%～24%,不能较好预测SCFST中长柱的承载力。     

大径宽比钢管混凝土叠合柱轴压试验

为研究大径宽比钢管混凝土叠合柱的轴压性能,设计制作了外径在400～600 mm范围内、含钢管率在3.70%～6.75%范围内的6根大径宽比钢管混凝土叠合短柱试件,并对其进行轴压试验。使用亚克力棒测量了钢管内部混凝土的应变,给出了不同柱径试件各部位的典型应变增长曲线。结合试验结果,引入考虑试件尺寸效应的混凝土材料强度折减系数,提出了适应大径宽比钢管混凝土叠合柱的极限承载力计算公式。结果表明:大径宽比叠合柱达到峰值荷载后承载力下降缓慢,具有较好的延性; 含钢管率的提升直接增强叠合柱的承载力,含钢管率为6.08%的试件比含钢管率为3.70%的试件承载力高27.3%; 不同尺寸试件的破坏特点存在差异,一般表现为尺寸越大,破坏越显脆性,但不同尺寸试件的各部位典型应变增长模式基本一致; 叠合柱外部钢筋混凝土在加载中后期对承载力贡献较小。     

外包钢加固火灾后钢管混凝土叠合短柱轴压性能研究

在利用相关试验成果与有限元分析相印证的基础上,对常温下火灾后及外包钢加固火灾后钢管混凝土叠合短柱进行轴压性能研究,分析受火时间、缀板间距、外包钢厚度对试件承载力及刚度的影响。研究结果表明:外包钢加固火灾后钢管混凝土叠合短柱承载力及刚度提升幅度较大,甚至超过常温试件;随着受火时间的增加,试件承载力下降幅度经历了先增大后减小的过程,且外包钢对试件修复效果逐渐减弱;增大缀板间距,承载力逐渐降低,但降低幅度较小,而对试件刚度影响较大;增加外包钢厚度,承载力大幅度提高,刚度提高更显著。     

钢管混凝土叠合柱柱脚下混凝土局部受压性能研究

在选择了合理的钢材和混凝土本构关系模型的基础上．利用ABAQUS有限元软件对钢管混凝土叠合柱柱脚下基础混凝土的局部受压性能进行了研究．结果表明内配钢筋网片能有效增大上部荷载在承台的传递扩散范围，故提出相关的设计建议，可为相关研究和工程实践提供参考。     

L形钢管混凝土轴压短柱力学性能研究

本文进行了四根有加劲和二根无加劲的L形钢管混凝土短柱轴压试验。对试件破坏过程及结果进行了较为详细的描述,在此基础上,考察了不同宽厚比和内部有无加劲肋对试件承载力和延性的影响。结果表明：L形钢管混凝土柱延续了钢管混凝土的特性,有良好的受力性能;当钢管宽厚比不大于60（即短肢柱）时,加劲肋虽然对L形钢管混凝土的承载力没有明显的贡献,但是可以有效地提高其延性;而当钢管宽厚比大于60（即长肢柱）时,加劲肋对L形钢管混凝土柱的承载力及延性均无明显影响。最后,在选择合理的钢材和核心混凝土本构关系基础上,采用大型通用有限元分析程序ABAOUS建立了轴压荷载下L钢管混凝土柱的三维非线性有限元分析模型,分析了构件的荷载一变形关系,计算表明,计算曲线与试验曲线吻合良好。     

轴心受压型钢-钢管混凝土柱力学性能的研究

在选择了合理的钢材和核心混凝土的本构关系模型的基础上,利用通用有限元软件ABAQUS对轴心受压型钢-钢管混凝土柱荷载-变形关系曲线进行了计算,计算曲线与试验曲线进行了比较,吻合较好。参考以往相关研究成果,建议了型钢-钢管混凝土柱轴压承载力的简化计算方法,简化计算结果与实验结果基本吻合。本文的研究成果可为相关研究提供参考。     

侧向循环荷载下钢管混凝土柱的性能

给出准静态荷载作用下钢管混凝土柱累积损伤性能研究的试验结果。研究参数有:钢管的径厚比、2种类型的填充物(素混凝土和钢纤维混凝土)。试验第1阶段采用一系列基准试验来确定变幅循环荷载作用下钢管柱的滞后性能,试验第2阶段主要研究恒幅循环荷载作用下荷载大小和循环次数对钢管柱累积损伤的影响,并对试验结果进行了总结。研究表明,钢纤维混凝土填充的钢管混凝土柱与素混凝土填充的钢管混凝土柱相比,其延性和能量吸收能力显著增加,损伤指数降低。给出预测填充柱累积损伤指数的简单公式,该指数可以对新的和已有的填充柱进行地震安全评估。     

膨胀钢管混凝土柱的时变性能

在现代建筑和桥梁中,膨胀钢管混凝土备受青睐,但有关其时变性能的研究却比较匮乏。为数值模型标准提供新的试验数据支持,对混凝土初凝时(如混凝土浇筑5d后)的膨胀钢管混凝土承载力进行研究,以真实反映施工实际。研究11根膨胀钢管混凝土短柱在混凝土不同阶段承受不同大小轴向荷载时的性能。其中,7根柱子进行破坏试验,以分析长期效应对极限承载力的影响。基于相应的试验结果,研究4种现有混凝土模型EC2,MC90,AFREM及B3的准确度,分析钢管混凝土的长期性能。结果表明:向混凝土施加80%强度的预应力,而不是正常允许值的40%～50%时,线性徐变假定适用于膨胀钢管混凝土构件。在正常服务年限里,约束情况对膨胀钢管混凝土构件无影响,EC2模型可用于分析膨胀钢管混凝土构件的时变性能。     

国内钢管混凝土核心柱的研究与应用综述

钢管混凝土核心柱具有钢管混凝土和型钢混凝土的优点,其承载力高、抗震性能好,在高层、超高层建筑结构中有着较好的应用前景。本文在归纳国内钢管混凝土核心柱的研究和应用现状的基础上,对其需要进一步开展的研究工作进行了总结。     

钢骨-方钢管混凝土偏压短柱正截面承载力计算研究

采用叠加法对钢骨一方钢管混凝土组合短柱的偏压承载力计算公式进行推导,探讨了钢骨、方钢管和混凝土三者变形协调下的偏压承裁力．推导出偏压承栽力计算公式。利用叠加法算得到了钢骨一方钢管混凝土组合短柱的N—M相关曲线。由于钢骨、方钢管和混凝土三者之间变形协调,相互作用,可以有效的提高柱子的承栽能力,为促进其在工程实践中的应用提供了理论依据。     

带加劲肋方钢管混凝土柱的静力特性

方钢管内填混凝土柱(CFSTs)在现代建筑中的使用越来越广泛,与钢柱和混凝土柱相比,其材料性能和功效均有所提高。然而,尽管方钢管混凝土柱的屈曲特性优于中空钢管,由于局部屈曲,其外包钢管截面的高厚比仍受到限制。针对外包钢管带加劲肋的方钢管混凝土柱,提出了一些新的加劲肋形式。为评估这些加劲肋对方钢管混凝土柱力学性能的影响,并与传统加劲肋进行比较,该文对4个带不同加劲肋的方钢管混凝土柱和1个无加劲肋方钢管混凝土柱进行了试验。试验研究了材料的抗力、延性和失效模式等力学性能,为了对试样的综合性能进行预测和总结,也从理论上对这些力学性能进行了研究。为了解各参数对力学性能的影响,该文进行了数值模拟和大量的参数研究,相关学者的试验数据验证了数值分析结果的准确性。基于试验结果和以往的研究,提出了截面强度的设计建议。     

带肋方钢管混凝土短柱性能研究

文章进行了1根无肋和5根带肋方钢管混凝土柱的轴压试验,通过改变试件的截面形式对试件的荷载-位移曲线、极限承载力等方面进行研究。结果表明,在含钢率不变的前提下,设置加劲肋的方钢管混凝土的极限承载力低于无肋方钢管混凝土,该试验设置的纵向加劲肋在一定范围内能够改善方钢管混凝土短柱的延性性能。     

应用超声波技术检测方形钢管混凝土缺陷

简要介绍了超声波检测的历史和原理。并将这种技术应用到对方钢管混凝土的检测中去,通过对不同检测结果的分析,指出了可能存在的缺陷部位及相应的补救方法,并提出了应用超声波技术检测方形钢管混凝土时应注意的一些问题。     

内置型钢的圆钢管混凝土构件轴压承载力计算方法

为适应现代结构不断向高耸、重载、大跨等方向发展的趋势,将内置型钢钢管混凝土应用于柱结构设计中.采用ABAQUS有限元软件建立内置型钢圆钢管混凝土轴压短柱受力全过程分析的数值模型,对已有的内置型钢钢管混凝土轴压构件承载力的试验数据进行计算和验证.分析了该类构件在轴压作用下的应力-应变全过程曲线、截面应力分布及各部件之间的...