钢管混凝土单肋拱面外屈曲参数分析

以钢管混凝土单肋拱桥空间有限元模型为基础,对面外屈曲临界荷载的计算方法进行了探讨和比较,并就拱轴线型、加载点数、矢跨比、含钢率、管内混凝土以及拱肋刚度等参数对面外屈曲的影响进行了分析,分析结果可为钢管混凝土拱桥拱肋的设计提供建议。     

影响钢管混凝土拱极限承载力的参数研究

利用有限元分析软件ANSYS,对影响钢管混凝土拱极限承载力的参数进行了研究,详细介绍了计算模型的建立,探讨了几何缺陷对钢管混凝土拱极限承载力的影响,得出了许多有益的结论,为钢管混凝土拱的设计和施工提供了理性认识。     

钢管混凝土拱桥肋拱面内极限承载力全过程计算机模拟

采用钢管混凝土统一理论和多线性随动强化模型 ,并引入等效紧箍力 ,研究钢管混凝土肋拱面内极限承载力 ,给出了模拟钢管混凝土肋拱面内受力全过程的物理模型、力学模型、数学模型。通过模拟全过程的位移变化和极限承载力 ,对各个阶段的定性和定量分析 ,并与两个模型试验的比较 ,说明了该模型的适用性和正确性 ,模拟结果表明与试验结果吻合良好 ,并探讨了弹性极限值、屈服极限与极限承载力的比例关系。     

矩形钢管混凝土拱模型试验

指出某结构体系的主要受力构件为大跨度的钢管混凝土拱结构,该体系在工作时屋面需承受0．8倍标准大气压荷载,为验证设计是否安全可行,对矩形钢管混凝土拱进行了1／9．5模型试验,以确定拱承载力。     

钢管混凝土拱的稳定与极限承载力分析

分析钢管混凝土拱非线性稳定及极限承载力问题，并讨论含钢率、水平力等因素对钢管混凝土拱极限承载力的影响。从整体上供设计和施工钢管混凝土拱时参考。     

T形钢管混凝土偏压短柱弹塑性承载力分析

按幂规律强化的应力-应变关系建立T形钢管混凝土短柱单向小偏压的计算模型,推导了T形和矩形钢管混凝土短柱极限强度承载力的计算公式,并分析了翼缘高度对承载力的影响。最后,用数值算例验证了推导公式的正确性和有效性。     

复合加劲方钢管混凝土柱的承载力与制作方案分析

为了克服方钢管混凝土柱中,方钢管对混凝土的约束比圆钢管相对较差的弱点,提出采用复合加劲方钢管混凝土柱。在用钢量相近的前提下,通过加劲肋提高管壁的屈曲强度,增强对混凝土的约束,从而提高承载能力。由于管壁内施工空间狭窄,加劲肋与管壁的满焊连接比较困难。提出填塞点焊的方法,分析了方钢管混凝土的屈曲变形模式,给出了焊点的具体间距和数量。     

钢管混凝土构件的承载力分析

分析了钢管混凝土材料的特点与材料力学参数,并采用有限元的块体单元与板壳单元来模拟钢管混凝土柱,对其受力性能和承载能力进行了分析计算,计算结果与轴压试验结果的对比分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好。     

钢管拱混凝土顶升施工

结合兰新铁路第二双线乌鲁木齐河特大桥钢管拱拱肋混凝土顶升施工,介绍了钢管拱混凝土顶升施工的方法及注意事项,可为钢管拱混凝土顶升施工提拱借签。     

钢管混凝土构件极限承载力分析

将钢管混凝土构件看成是钢管和混凝土两种元件组成的构件，通过二者的相互作用关系讨论，导出了在αfy〈54MPa的情况下，能适用于普通混凝土与高强混凝土的钢管混凝土构件的极限承载力计算公式。通过试验分析，其计算值与实测值吻合较好，从而避免了将核心混凝土分成普通和高强混凝土计算的麻烦，为钢管混凝土构件的设计提供了方便。     

In-plane strength of concrete-filled steel tubular circular arches

More than 400 concrete-filled steel tubular (CFST) arch bridges have been constructed worldwide so far. However, design codes or guidance for the in-plane strength design of CFST arches are yet to be developed. In current design practice, the philosophy for the in-plane strength design of reinforced and prestressed concrete arches is widely adopted for CFST arches. For this, the CFST arches are considered under central or eccentric axial compression and are treated similarly to CFST columns, and the classical buckling load of CFST columns is used as the reference elastic buckling load of CFST arches. However, under transverse loading, the in-plane elastic buckling behaviour of CFST arches, particularly shallow CFST arches, is very different from that of CFST columns under axial compression. In addition, different from CFST columns under central or eccentric axial compression, CFST arches are subjected to significant nonlinear bending actions and transverse deformations prior to buckling and these will influence the strength of CFST arches greatly. Therefore, it is doubtful if the current method for in-plane strength design of CFST arches can provide correct strength predictions. In this paper, a method for the in-plane strength design of CFST circular arches, which is consistent with the current major design codes for steel structures, is developed by considering both geometric and material nonlinearities. A design equation for the in-plane strength capacity of CFST arches under uniform compression, and a lower-bound design equation for the in-plane strength check of CFST arches under combined actions of bending and compression are proposed.     

In-Plane Stability of Concrete-Filled Steel Tubular Parabolic Truss Arches

For determining the in-plane buckling resistance of a concrete-filled steel tubular (CFST) arch, the current technical code GB50923-2013 specifies the use of an equivalent beam-column method which ignores the effect of rise-to-span ratio. This may induce a gap between the calculated result and actual stability capacity. In this study, a FE model is used to predict the buckling behavior of CFST truss arches subjected to uniformly distributed loads. The influence of rise-to-span ratio on the capacity of truss arches is investigated, and it is found that the stability capacity reduces as rise-to-span ratio declines. Besides, the calculations of equivalent slenderness ratio for different truss sections are made to consider the effect of shear deformation. Moreover, based on FE results, a new design equation is proposed to predict the in-plane strength of CFST parabolic truss arches under uniformly distributed loads.     

高强圆钢管混凝土压弯构件(1):数值分析

由于具有比普通构件强度高、刚度大等特点,高强圆钢管混凝土压弯构件被广泛用于高层建筑中。然而,针对此类构件的大多数非线性分析方法都没有考虑高强材料属性和混凝土约束的影响,这很大程度上高估了核心混凝土的强度和韧性。因此,这些方法的求解结果与试验结果相差很大。针对高强圆钢管混凝土压弯构件的非线性性能,提出新的数值模型。该模型不仅考虑了混凝土约束对核心混凝土和钢管的影响,还考虑了压弯构件的初始几何缺陷。根据通过有限元分析求得的轴力-弯矩曲线,确定压弯构件非线性稳定分析中的平衡状态。为确定轴力-变形及轴力-弯矩曲线,提出了计算准则。在计算机程序中应用该数值模型,可研究高强圆钢管混凝土压弯构件的基本性能。在后续文章中,将验证该模型的正确性,并应用此模型。     

偏心荷载下钢管混凝土圆形短柱的非线性分析

提出了一个有效的理论模型,用于钢管混凝土圆形短柱在偏心荷载作用下的非线性弹塑性分析。理论模型中考虑了普通或高强钢管中填充的普通和高强混凝土的精确材料构成关系,用于计算混凝土强度和延性升高时对约束效应的影响。将偏心荷载下对钢管混凝土圆柱预测的极限抗弯强度和完整的弯矩-曲率曲线,与现有的试验数据进行对比以验证理论模型的准确性。利用经过验证的理论模型对圆形钢管混凝土梁柱的基本性能包括径厚比、混凝土抗压强度、钢筋屈服强度、轴向荷载水平和截面形状进行了研究。基于大量的数值研究,针对圆形钢管混凝土梁柱提出了一个用于确定极限纯弯强度的设计模型。理论模型和公式可以对偏心荷载下圆形钢管混凝土梁柱的非线性弹塑性性能进行有效的模拟和设计。     

钢管混凝土柱中的新型钢截面

在现代工程建设中,钢管混凝土（CFT）柱已逐渐成为高层建筑、桥梁等结构系统中的核心构件。在钢管混凝土的承载能力分析中有效参数有：钢与混凝土之间的粘结、钢管局部屈曲强度、混凝土徐变和连接处柱的负荷状态。考虑到这些有效参数,提议一种新截面,可用于高层建筑及大跨度桥梁。所提议钢截面的主要特点是内部纵向对称加劲肋。对此种截面（圆形和八角形）和钢管混凝土柱的常用截面进行轴向和循环荷载作用下的对比分析。同时采用有限元建模进行多种不同的分析。结果表明：新型截面在轴向和循环荷载下的强度和延性均有所增强,因此建议在施工中可采用此种截面。     

高强圆钢管混凝土压弯构件(2):基本性能

目前,有关高强圆钢管混凝土压弯构件基本性能的试验及数值研究相对较少。在之前文章中,已经提出评估此类压弯构件非线性性能的数值模型,考虑约束和初始几何缺陷对核心混凝土强度和韧性及钢管的影响。验证该模型的正确性,并进行压弯构件基本性能的参数化研究。通过相应的试验结果,验证根据此模型求得的偏心荷载作用下极限承载力和轴力-变形性能的正确性。在计算机程序中应用该模型,研究高强圆钢管混凝土压弯构件的基本性能,如:荷载-位移曲线,极限承载力,轴力-弯矩曲线及由混凝土约束引起的强度增量。参数包括:构件长细比,偏心率,混凝土抗压强度,钢材屈服强度,钢材百分比,混凝土约束条件等。结果表明:提出的数值模型能有效模拟和设计高强圆钢管混凝土压弯构件。本基准数值结果对完善组合结构设计规范中有关高强混凝土压弯构件的规定很有意义。     

偏心荷载作用下高强钢管混凝土柱的试验研究

偏心荷载作用下,对普通和高强钢管混凝土细长柱进行了37组试验。试验参数包括:混凝土名义强度(30,70及90MPa)、径厚比D/t、偏心率e/D及长细比L/D。将每组试验的极限荷载与欧洲规范4中设计承载力对比,规范规定的混凝土强度为50MPa。通过对比3个性能指标:混凝土贡献率、强度指标及延性指标,确定采用高强混凝土替代普通混凝土的可行性。结果表明:高强混凝土尽管不能提高承载力但能提高延性性能,高强混凝土在此方面是有效的。     

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。     

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。     

采用“欧洲规范3”对圆形空心截面钢拱的设计

讨论采用"欧洲规范3"对沿拱水平方向均布竖向荷载作用下的末端销接或固接的空心圆形横截面钢拱的设计方法,并提出了修正系数,以提高对此类拱结构设计的准确性。