钢管混凝土偏压柱的性能和强度计算

本文报导了51根钢管混凝土偏压柱的试验结果,其柱端偏心率(e_o/r_c)从0到1.3,长细比(L/D)从4到22。试验表明,钢管混凝土柱的极限强度随偏心率和长细比的增加而显著降低。极限承载能力的总折减系数可表达为由于长细比影响的折减系数和由于偏心率影响的折减系数的乘积。经用极限分析理论的定理证明和实验结果校核,计算公式是合理的,计算结果与本文的和其它文献上的试验结果都很接近。     

钢管混凝土短柱的基本性能和强度计算

本文报导了57个钢管混凝土轴心受压短柱(L/D≤4)的试验结果。试验的主要参数为套箍指标、加载方式和试件高度。试验表明,加载方式和试件高度对短柱承载能力的影响不明显。 文中探讨了钢管混凝土轴压短柱的工作机理。用教授的极限平衡法推导了短柱极限强度的计算公式。基本假设为:1.核心混凝土处于三向受压应力状态,钢管处于纵压-环拉的双向应力状态;2.三向受压下混凝土的强度条件可用经验公式(3)描述;3.钢管服从Von Mises屈服条件。经用本文的和文献上的试验结果对建议公式进行校核,实测值与计算值符合良好。     

钢管混凝土空心长柱的性能和承载能力计算

本文报导了25个长细比L_0/D为3到30的钢管混凝土空心柱轴压试验结果。试验结果表明,虽然钢管混凝土空心短柱在变形性能,应力状态和承载能力等方面与实心柱不尽相同,但随着长细比增加,二者的差异迅速减小。本文根据试验结果提出了计算钢管混凝土空心长柱承载能力的试验公式(5),计算值与实测值吻合较好。     

钢管混凝土空心短柱的基本性能和强度计算

本文报导了9个钢管混凝土空心短柱轴压试验的结果。试验参数为空心率,即开孔直径d与核心混凝土直径D_0之比值。试验结果表明钢管混凝土空心柱与实心柱的基本性能相类似。随着空心率的增大,柱的极限承载力和变形能力都不断减弱。用极限平衡法推导了钢管混凝土空心柱的极限承载能力计算公式。公式计算结果与试验值符合良好。     

钢管混凝土短柱的强度计算

本文利用极限平衡法 ,通过线性拟合σ r fc 与的关系 ,从理论上推导了薄壁短柱的极限强度计算公式。所得公式形式简单 ,便于在实际中应用。经用文献中的试验数据对公式计算结果进行对比 ,两者吻合良好。     

钢管高强混凝土长柱性能和承载能力的研究

钢管高强混凝土可以有效地克服高强混凝土本身的脆性,它除了具有普通钢管混凝土的优点外,强度还得到大幅度提高。本文介绍了10个不同长细比的钢管高强混凝土轴压长柱的试验研究工作。研究表明,套箍指标较高的钢管高强混凝土长柱的性能与普通钢管混凝土相似。普通钢管混凝土长柱的承载能力考虑长细比影响的折减系数计算公式也适用于钢管高强混凝土长柱。     

复式钢管混凝土柱的基本性能和承载力计算

复式钢管混凝土柱在耐火、加固和避免采用厚钢板等方面有其合理的应用场合。本文在试验研究的基础上，探讨了这种复式钢管混凝土柱的力学性能和承载力计算方法。     

钢管混凝土增强高强混凝土柱的正截面强度计算

在截面核心用钢管混凝土增强的高强混凝土柱的抗震性能的试验基础上 ,讨论了这种柱的两种正截面强度计算方法。两种计算方法的结果与试验结果均吻合较好。     

钢管混凝土柱侧压效应系数分析和极限强度计算

经分析计算得出钢管混凝土柱的混凝土侧压效应系数计算公式；研究提出适用于钢管普通混凝土和钢管高强混凝土受压构件极限强度的计算公式和简化算式．     

钢管混凝土局部承压性能和强度计算的研究

本文报道了43个钢管混凝土试件的局部承压试验结果。试验的主要参数为:局压面积比、钢管的径厚比D/t以及试件的相对高度H/D。此外还研究了在钢管混凝土局压区设置螺旋箍筋对局压强度的提高作用。试验结果表明,钢管混凝土的局压强度提高系数高于其它形式的套箍混凝土;附加螺旋筋所提高的局压强度仍可用平方根公式计算。     

钢管砼悬臂柱的性能和承载能力计算

文中报导了21根在轴向力和侧向力共同作用下的钢管砼悬臂单元柱的试验结果。试验的参数为高径比H/D和轴压比N_o/N_o。试验结果表明,影响钢管砼悬臂单元柱极限承载能力的主要因素,与钢管砼无侧移框架柱一样,仍然为偏心率和长细比,并服从“双系数乘积”规律。文中引用“等效计算长度”的概念,将悬臂单元柱的承载能力计算等效为钢管砼标准单元柱的计算。对各种情况下的等效计算长度系数的取值作了探讨。同时还将有侧移框架柱视为由反弯点所分割成的两个子悬臂单元柱的组合,进而探讨了钢管砼有侧移框架柱的承载能力计算问题。     

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。     

加劲薄壁钢管混凝土柱的试验性能

对加劲薄壁钢管混凝土柱的结构性能进行试验研究。通过在钢管内表面焊接纵向加劲肋实现加强的作用。同时对12个不带加劲肋的钢管混凝土柱进行试验,部分柱的填充混凝土中加有钢纤维。试验结果表明,加劲肋可以有效延迟钢管局部屈曲现象的出现。当加劲构件达到最大承载量时钢板才出现屈曲,所以相比普通钢管混凝土,加劲钢管混凝土具有更高的适用性。     

不锈钢管混凝土短柱及细长柱的性能

在轴压或压弯作用下,对不锈钢管混凝土短柱和细长柱的性能进行一系列试验研究,并与短钢管柱试验对比。结果表明:组合柱的性能很好,可广泛用作结构构件。将试验结果与传统碳素钢管混凝土柱的现有设计规范对比,如澳大利亚规范AS5100(2004),美国规范AISC(2005),中国规范DBJ/T13-51-2010和欧洲规范Eurocode4(2004)。结果表明:这些规范在预测短柱和细长柱的承载力方面都比较保守。     

采用CFRP覆层修复的钢管混凝土梁柱的抗火性能

介绍了通过单向碳纤维聚合物加固的钢管混凝土梁柱在高温下的试验结果。为研究CFRP材料的加固作用,对所有圆形和方形的构件进行了测试。试验结果表明,通过CFRP加固后CFST梁柱的承载能力有所提高,但CFRP对其强度的影响却不明显。当偏心率或长细比增加时,CFRP所带来的强度的增幅会减少。当结构处于最大载荷时,除了那些在中间部位没有CFRP覆层的轴向受力短柱外,构件延性也有所增强。但是由于长期暴露在火中,所有修复过的构件都不能完全恢复到以前的性能。试验结果表明,当修复火灾中严重受损的CFST构件为长细构件或者遭受相对较大弯矩的构件时,建议适当考虑其他修复方法。     

锥形中空钢管混凝土(CFDST)短柱的性能

目前,虽然锥形中空钢管混凝土(CFDST)柱被用于中国的输电塔中,但是关于这类输电塔中构件性能的信息仍很缺乏。因此,本文对锥形CFDST短柱的轴压性能进行研究。研究的参数包括锥角和截面尺寸。通过建立有限元模型分析锥形构件的性能。结果表明,钢管和夹层混凝土不受锥角影响,能够很好地协同工作。锥形CFDST短柱的失效模式与直线型的类似,失效出现在最小截面附近。通过应力分析讨论锥形构件的约束效应。最后,给出用于计算锥形CFDST短柱极限强度的建议公式。     

中空夹层钢管混凝土短柱的性能分析

对外管为方形中空截面或者圆形中空截面,内管为圆形中空截面的夹层钢管混凝土短柱的抗压性能进行了有限元分析。通过与一系列由不同研究者进行的试验数据进行对比,以证实有限元建模的有效性。归纳了平均应力与纵向应变的典型曲线、混凝土应力曲线、混凝土和钢管的交互曲线以及空心率对CFDST短柱性能的影响。对影响复合柱截面性能的重要参数也进行了分析。     

偏心受压方钢管混凝土柱极限承载力的计算

本文在轴压短柱试验研究的基础上，通过数值计算分析了方钢管混凝土组合截面弯矩－轴力－曲率（Ｍ－Ｎ－）关系，并且进行了简化。在此基础上，提出了用压溃理论计算方钢管混凝土偏压柱极限承载力的简化解析方法，并将其应用于工程轴压柱（因其存在初始缺陷，实际上为小偏心受压）的计算。理论计算结果与试验结果符合良好。