新型钢-混凝土组合柱受弯性能的有限元分析

为了研究不同截面形式的钢-混凝土组合柱的受弯性能,分别对型钢混凝土(SRC)柱、钢管内填混凝土(CFST)柱、外包方钢管内置型钢混凝土(STSRC)柱以及外包圆钢管内置型钢混凝土(CTSRC)柱进行非线性数值模拟计算,对比分析了各组合柱的承载能力、破坏状态以及刚度退化曲线。结果表明:外包钢管可有效提升柱整体的抗弯承载力,且工字钢形式的内置型钢对柱承载能力的提升比圆钢管强;外包钢管可有效提高构件的初始刚度,且能够提升柱整体的塑性变形能力。     

不同钢-混凝土组合柱力学性能的数值分析

利用ABAQUS有限元分别对型钢混凝土(SRC)柱、钢管内填混凝土(CFST)柱、外包方钢管内置型钢混凝土(STSRC)柱以及外包圆钢管内置型钢混凝土(CTSRC)柱进行非线性数值模拟计算,对比分析了各组合柱的承载能力、破坏状态以及延性,同时探究其内置型钢的约束效应。结果表明:在相同含钢率下,CTSRC柱轴压承载力最强;对比四种截面柱,CTSRC柱塑性变形能力最强,且在构件内嵌入圆钢管可有效提高其整体延性;从峰值位移至极限位移,各试件内型钢约束效应的增长最为显著,并且在极限承载力下CFST柱内型钢的综合约束效应优于其余截面形式柱。     

轴压下方钢管自密实高强混凝土组合柱的试验研究

提出了一种新型的钢-混凝土组合柱形式,称为方型钢管自密实高强混凝土组合柱。在该组合柱中,将型钢构件放入方型钢管中,然后将自密实混凝土灌入方钢管中。通过对18根该组合柱的轴压试验,研究了混凝土强度、宽厚比、长宽比及型钢截面率对组合柱承载力和变形性能的分析。试验结果表明,组合柱中的型钢能有效地控制核心混凝土斜裂缝的产生,从而改变短柱的破坏模式和屈服后的性能。并提出了该组合柱轴向受荷的承载力计算公式。此计算结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土、型钢混凝土、钢筋混凝土平面框架耐火性能对比分析

对常温下承载能力和刚度接近的钢管混凝土柱—钢梁平面框架、型钢混凝土平面框架、钢筋混凝土平面框架火灾下的破坏形态和耐火极限进行了对比分析。研究表明,三种框架的破坏形态存在明显差别,钢管混凝土框架出现了钢梁破坏,其他两种框架出现了受火柱破坏,型钢混凝土框架耐火性能最好。     

钢管混凝土拱桥地震破坏模糊评估方法

为了掌握钢管混凝土拱桥在地震后损伤和破坏情况,根据钢管混凝土拱桥各部件结构构造和受力特征,建立各个部件的杆件的基于变形或强度和能量的双重破坏评估模型,利用有限元法计算钢管混凝土拱桥非线性地震反应,研究基于模糊理论和层次分析法的地震破坏模糊评估方法。通过一座大跨钢管混凝土拱桥工程应用,由钢管混凝土拱桥的地震破坏模糊评估可知,在加速度峰值为0.1、0.2、0.4和0.8 g的地震作用下,整桥的破坏指数分别为0.150、0.152、0.172和0.318,说明在峰值为0.4 g的地震作用下桥梁为轻微破坏,在0.8 g的地震作用下,为中等破坏。     

钢-混凝土组合柱变形能力及轴压比限值研究

通过分析收集到的84根弯曲破坏型钢混凝土柱和96根矩形钢管混凝土柱的拟静力试验数据,得到了其极限位移角。分析了影响型钢混凝土柱与矩形钢管混凝土柱极限位移角的主要参数,拟合了两类柱子的极限位移角计算公式。基于钢-混凝土组合柱变形能力一致的原则,得到了型钢混凝土柱在不同轴压比下的最小配箍特征值要求以及不同抗震等级的矩形钢管混凝土柱的轴压比限值,为《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)的进一步修正提供参考。     

型钢混凝土组合板柱节点冲切破坏机理研究

为研究型钢混凝土组合板柱节点的抗冲切性能,以节点布钢形式、板纵筋配筋率、混凝土强度等级、板厚及型钢配钢率为研究参数,共设计了12个数值分析模型,采用有限元软件ABAQUS进行了计算,分析了各模型的竖向荷载-板中心挠度曲线、极限承载力,并详细地探究了型钢混凝土组合板柱节点的冲切破坏机理。研究结果表明,在板柱节点中布置型钢可显著提升节点的抗冲切性能,并且随着型钢布钢数量、板纵筋配筋率、混凝土强度等级、混凝土板厚及型钢配钢率的增加,节点的抗冲切性能均会得到不同程度的提升。在型钢混凝土组合板柱节点受载破坏过程中,首先为板底混凝土受拉开裂,随后板纵筋及型钢下翼缘受拉屈服,最后为柱周边板顶混凝土被压酥,破坏具有明显的延性破坏特征。此外,对型钢混凝土组合板柱节点的冲切破坏机理研究显示,组合节点的冲切破坏面由柱对板形成的冲切面及型钢梁对板形成的冲切面两部分组成。     

内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪性能研究

为研究内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪复合受力工作机理,完成10个内配型钢方钢管混凝土试件的压弯剪试验研究,考虑剪跨比、轴压比和型钢截面形式对构件承载力和破坏模式的影响.运用有限元对试验结果进行模拟,针对典型算例进行受力机理分析,并对影响水平承载力的不同因素进行参数分析和评估.结果表明:内配型钢方钢管混凝土压弯剪试件表现...     

方形复材-钢复合管约束型钢混凝土柱抗震性能试验研究

结合钢管约束型钢混凝土柱和纤维增强复合材料管约束型钢混凝土柱的优点,提出了复材-钢复合管约束型钢混凝土柱,其中复合管的内管为钢管,外管为复材管。进行了2个方形复材-钢复合管约束型钢混凝土柱试件和1个方形钢管约束型钢混凝土对比试件的滞回性能试验研究,3个试件的剪跨比均为4,试件的主要变化参数为外包玻纤布层数(6层和8层)。试验结果表明:方形复材-钢复合管约束型钢混凝土柱的抗剪承载能力、延性和耗能能力明显优于方形钢管约束型钢混凝土柱的,而且随着外包玻纤布层数的增加,复合管约束型钢混凝土柱的抗剪承载能力、延性和耗能能力逐渐提升;3个试件的破坏模式均为弯曲破坏。     

澜沧江特大桥钢管拱劲性骨架内填混凝土施工工艺

钢管混凝土劲性骨架拱桥是一种内填外包型钢管混凝土拱桥,具有跨越能力大、承载能力强、稳定性能好、施工方便等优点,越来越多地被应用于大跨度桥梁中。本文针对主跨为342m上承式劲性骨架钢筋混凝土提篮拱桥,详细介绍了钢管拱劲性骨架内填混凝土施工工艺。     

带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板的试验

基于临时应急和长期使用相结合的特殊需要,提出了带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板这一新型组合板,型钢加劲肋分别采用工字钢、矩形钢管和由工字钢剖分而成的T形钢三种形式。以加劲肋形式、组合板厚度和栓钉布置为参数,进行了9块组合板的力学性能试验。结果表明,通过适当地选择型钢加劲肋形式、合理地布置栓钉和确定混凝土厚度,可以保证钢承板和混凝土组合作用的发挥。     

方钢管约束型钢混凝土短柱抗震性能试验研究

进行了3个剪跨比为1.5的方钢管约束型钢混凝土短柱和1个相同用钢量的型钢混凝土对比试件的拟静力试验研究,试件的主要变化参数为轴压比(0.3,0.4和0.5)。试验结果表明：轴压比为0.3的方钢管约束型钢混凝土柱的破坏模式为弯曲破坏,而轴压比为0.4和0.5的方钢管约束型钢混凝土柱的破坏模式为剪切破坏和粘结破坏相结合。相同用钢量条件下,方钢管约束型钢混凝土短柱的受剪承载力、延性、层间变形能力和耗能性能明显优于型钢混凝土柱。随轴压比的增加,方钢管约束型钢混凝土短柱的受剪承载力提高,但延性和极限变形能力降低。对钢管的弹塑性应力分析结果表明：水平荷载施加过程中,发生弯曲破坏试件的钢管不屈服,而发生剪切破坏试件的钢管在下降段屈服。图8表2参13     

钢-木组合柱偏心受压力学性能试验分析

提出了一种以热轧H型钢为骨架,在热轧H型钢左右翼缘外表面使用结构胶连接落叶松木板,从而构成工字形截面的组合木-钢组合柱构件。分析了其在偏压状态下的应变及挠度变化、破坏过程及破坏形态。为优化组合柱截面设计提供依据。研究结果表明:(1)组合柱在受压过程中型钢和木板的变形基本一致,即符合平截面假设,试件整体受力性能良好;(2)该截面形式试件的破坏为失稳破坏,并没达到极限强度,且型钢与木材均未破坏。     

高强混凝土与厚壁钢管组合在高层建筑的应用

高强混凝土、厚壁型钢结合在一起立,改变以往钢筋与混凝土的组合,高强混凝土、厚壁型钢这两种材料的结合,从力学方面改善了高层建筑(高耸结构)的结构体系。从而充分发挥并利用混凝土和钢型材各自的材料优异特性,将两种材料有效组合,发挥各自的优势,形成高效的新体系构件。从钢骨混凝土发展到钢管混凝土再优化到钢管高强混凝土组合结构,使混凝土和型钢的重新组合而形志更具力学的优势。     

型钢混凝土柱轴压比限值研究

型钢混凝土结构是现今高层建筑中经常采用的结构形式.为了保证地震时型钢混凝土柱的延性,<型钢混凝土组合结构技术规程JGJl38-2001)类似钢筋混凝土柱并考虑了型钢的作用规定了型钢混凝土柱的轴压比限值,但没有很好地反映轴压比限值实际应是柱界限破坏时的轴压比.经研究,建议仍可采用钢筋混凝土柱轴压比的定义并根据界限破坏推导了型钢混凝土柱轴压比限值的计算公式.     

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相互作用力;探究了材料强度、型钢含钢率、钢管含钢率及型钢截面形式等主要参数对内置型钢钢管混凝土组合柱强度指标的影响规律.研究结果表明:内置型钢对核心混凝土形成了双重约束作用,使核心混凝土的强度有所提高;型钢、混凝土和钢管之间的协同工作有效提高了柱的承载力及延性;型钢含钢率和型钢截面形式对应变变化影响较小.最后,提出了适用于内置型钢圆钢管混凝土短柱轴压承载力的简化计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好.     

薄壁圆钢管混凝土短柱的轴压试验

通过 8根圆形薄壁钢管混凝土轴压短柱试验 ,研究了不同径厚比、混凝土强度等级、含钢率等参数 ,对薄壁圆钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响。试验表明 ,由于有内填混凝土的支撑作用 ,钢管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高。与常规壁厚的钢管混凝土轴压短柱相比较 ,达极限承载力时的破坏模式也有较大的变化     

薄壁方钢管混凝土短柱的轴压试验

通过8根薄壁方钢管混凝土短柱轴压试验,研究了宽厚比、混凝土强度等级和含钢率等参数对薄壁方钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响。试验表明,由于有内填混凝土的支撑作用,钢管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高。与常规壁厚的钢管混凝土轴压短柱相比较,达极限承载力时的破坏模式也有较大的变化。     

我国钢-混凝土组合结构桥梁研究进展及工程应用

钢-混凝土组合结构是土木工程中一种主要的组合结构形式。在桥梁工程中,从基本受力性能出发,可分为组合梁、组合柱和组合拱。介绍了钢-混凝土组合桥梁的主要结构形式及其在我国应用的基本情况,着重介绍了近些年新出现的组合桥梁结构形式的研究进展与工程应用。传统的组合桥梁,如钢梁-混凝土板组合梁、波形钢腹板-PC组合梁、钢管混凝土拱桥等,在我国已有较多应用,规范体系也正在形成,今后应不断总结实践经验,完善规范,同时密切跟踪国际最新发展趋势,开展创新性的研究。新型组合结构桥梁的研发在我国异常活跃,如近年来提出了劲性骨架混凝土桥面板-钢管混凝土桁架组合桁梁、波形钢腹板-钢管混凝土组合梁、钢管混凝土劲性骨架柱、钢管混凝土主肢-混凝土缀板复合柱和混合柱、钢腹板(杆)-混凝土组合拱等新型桥梁组合结构,有些已在实际工程中得到少量应用,有些仍未在实际工程中应用。今后,应加强应用推广,并结合实际工程需要开展应用技术研究,形成应用指南或技术标准,进一步推动我国组合结构学科的发展和桥梁工程的技术进步。     

大型托换钢桁架钢管混凝土柱节点力学性能研究

为了研究新建呼和浩特火车东站大跨度屋盖结构钢桁架-钢管混凝土柱关键连接节点受荷安全性,基于混合尺度分析方法,构建了数值模型,研究其破坏模式与滞回特征。探讨Drucker-Prager Cap材料模型进行混凝土滞回分析的可行性,并据此进行钢-混凝土组合对比模型构建,分析内填混凝土与否及内填混凝土强度等级高低对节点力学性能...