十二边形中空夹层钢管混凝土短柱的局部稳定研究

对于不同径厚比中空夹层钢管混凝土短柱构件进行了轴压试验,该试件由内外十二边形钢管之间浇筑混凝土而成。通过试验获得了试件的受压局部屈曲模式和承载能力,建立了有限元模型并通过与试验结果比较得到验证。通过有限元参数分析研究了外管宽厚比对内外钢管和混凝土的影响规律。分析了现有圆形中空夹层钢管混凝土构件设计公式对于十二边形构件的适用性,提出了修改后的设计公式,结果可为工程设计提供依据。     

偏心受压下锥形中空夹层钢管混凝土柱的性能

锥形中空夹层管混凝土(CFDST)柱常被用于输电塔并有可能成为另一种类型的复合框架结构。然而,尚未对偏心受压下锥形中空夹层钢管混凝土柱的性能进行研究,对不同偏心荷载作用下的锥形中空夹层混凝土柱进行研究。数值研究也使用了有限元模型对锥形构件的性能进行了预测。比较锥形构件和直角构件的强度和应力分布。通过数值计算研究锥形柱的稳定性。最后,使用"等效柱"的概念预测偏心受压下锥形中空夹层钢管混凝土柱的荷载力。     

中空夹层钢管混凝土试验与设计

对中空夹层钢管混凝土构件进行了加载试验研究,该试件由内外十二边形钢管之间灌注混凝土而成,试件分别受轴力和弯矩作用。通过试验获得了试件的破坏模式和极限承载力,试验结果表明,内外钢管均会发生受压局部屈曲,与相关规范公式和已有公式的计算结果进行比较,中空夹层钢管混凝土构件已在实际工程中得到成功应用,取得了良好的经济效益。     

局部腐蚀圆中空夹层钢管混凝土短柱偏压力学性能研究北大核心CSCD

为研究局部腐蚀圆中空夹层钢管混凝土短柱偏心受压的力学性能,以局部腐蚀的腐蚀率及荷载偏心率为参数,建立数值模型,分析了腐蚀率与荷载偏心率对该类构件承载力的影响规律及破坏机理.结果表明,外钢管局部腐蚀导致弹性范围内刚度减小,腐蚀率越大,腐蚀区域越早产生局部屈曲,导致塑性破坏,进而导致承载力降低.荷载偏心率对承载力影响较大,当偏心率小于1.5时,承载力随偏心率的增大而急剧减小;当偏心率大于1.5时,承载力减小的趋势逐渐趋于平缓.同时,外钢管对内部结构的约束效应受偏心率影响较大,当偏心率较小时,约束效应明显,外钢管只产生环向拉应变;随着偏心率的增大,腐蚀区域靠近加载点一侧的钢管首先产生局部屈曲,同时腐蚀区域远离加载点一侧的钢管出现环向压应变.     

局部腐蚀方中空夹层钢管混凝土偏压性能研究

为研究局部腐蚀方中空夹层钢管混凝土偏压性能,以长细比、腐蚀率、荷载偏心率及蚀坑位置为参数,建立19个数值分析模型,分析了长细比、腐蚀率及荷载偏心率对该类构件承载力的影响及蚀坑位置的不同对变形模态的影响.结果 表明:承载力与弹性范围内刚度均随着荷载偏心率、长细比、腐蚀率的增加而降低,其中荷载偏心率对承载力的影响最大.提出...     

中空夹层方钢管再生混凝土柱火灾后剩余承载力

为研究中空夹层方钢管再生混凝土柱火灾后剩余力学性能,运用有限元分析软件ABAQUS建立了ISO 834标准火灾作用后中空夹层方钢管再生混凝土柱的有限元模型,分析了截面温度场和应力场的变化规律。在此基础上分析了混凝土强度、钢材强度、计算长度、受火时间、空心率、混凝土取代率、偏心率等参数对构件火灾后剩余力学性能的影响;结合大量计算结果给出了中空夹层方钢管再生混凝土柱火灾后剩余承载力简化计算公式。结果表明:构件的火灾后剩余承载力随钢材强度和混凝土强度的增加而增加;构件火灾后剩余承载力随计算长度和受火时间的增加,总体呈降低趋势,当受火时间超过60 min时,构件火灾后剩余承载力急剧降低;空心率和混凝土取代率对构件火灾后剩余承载力影响较小,构件火灾后剩余承载力随空心率的增加而降低,随混凝土取代率的增加先增加后降低;构件火灾后剩余承载力随偏心率的增加而降低;所提公式计算精度良好,可为中空夹层方钢管再生混凝土柱抗火设计提供参考。     

圆中空夹层钢管混凝土纯弯力学性能研究

以空心率为变化参数,对5个纯弯构件进行试验研究,同时考察圆中空夹层钢管混凝土在纯弯状态下的力学性能。在确定了钢材和混凝土应力-应变关系模型的基础上,利用数值方法对圆中空夹层钢管混凝土纯弯构件进行分析,分析结果和试验结果吻合较好。最后在参数分析的基础上,提出构件抗弯承载力的简化计算公式。     

中空夹层钢管混凝土轴压短柱火灾后剩余承载力的试验研究

对6个中空夹层钢管混凝土轴压短柱开展试验研究,试验的主要参数是截面形式(圆套圆、方套方和方套圆)以及受火与否。试验结果表明,受火后中空夹层钢管混凝土轴压短柱的承载力下降显著。在空心率相同的情况下,方套圆截面形式的试件其剩余承载力最高,而圆套圆截面形式的试件其延性最好。同时还可以发现,火灾后中空夹层钢管混凝土的轴压承载力下降幅度与传统的实心钢管混凝土接近。     

方中空夹层钢管混凝土纯弯力学性能研究

以空心率为变化参数 ,进行了 5个纯弯构件的试验研究 ,考察了方中空夹层钢管混凝土在纯弯状态下的力学性能。然后在确定钢和混凝土应力 -应变关系模型的基础上 ,采用数值方法对方中空夹层钢管混凝土纯弯构件进行理论分析 ,分析结果和试验结果吻合较好。最后提供了构件抗弯承载力和抗弯刚度的简化计算公式 ,可供有关工程实践参考。     

中空夹层钢管混凝土柱在长期荷载作用下的力学性能研究

基于美国混凝土协会ACI 209(1992)提供的混凝土徐变和收缩模型,对长期荷载作用下中空夹层钢管混凝土柱的变形和承载力进行计算。分析加荷龄期、持荷时间、长期荷载比、名义含钢率、钢材屈服强度、内钢管厚度、混凝土强度、空心率、长细比和荷载偏心率等参数对中空夹层钢管混凝土柱变形特性和承载力的影响。最后,在系统分析各影响因素的基础上,提出长期荷载作用对中空夹层钢管混凝土柱承载力影响系数的计算方法。     

Investigation on square concrete filled double-skin steel tube (CFDST) subjected to local bearing force: Experiments

Experimental studies on the behaviour of concrete filled double-skin steel tube (CFDST) subjected to local bearing forces are presented in this paper. Sixteen specimens were prepared and tested with the included angle between bearing member (BM) and compression member of 45° and 90°, whilst both the inner and outer steel tubes of the CFDST specimens are square hollow sections (SHS). The main parameters in the tests were: 1) outside width ratio between BM and compression member: from 0.4 to 0.6; 2) hollow ratio of CFDST: from 0 to 0.6; 3) wall thickness of outer steel tube: 3.05 mm and 3.95 mm; and 4) cross-section of BM: solid and hollow. The failure pattern, load versus deformation curve, bearing capacity and corresponding deformation at bearing capacity of the tested specimens are presented and analyzed. The experimental results show that, while subjected to local bearing forces, CFDST specimens have a high bearing capacity and a good deformation-resistant ability. The calculated bearing capacities of CFDST under local bearing forces using the proposed formulae in the paper are evaluated by comparison with the experimental results.     

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。     

Behaviour of concrete filled steel tubular (CFST) stub columns under eccentric partial compression

This paper investigates the behaviour of concrete filled steel tubular (CFST) stub columns subjected to eccentric partial compression. Twenty-eight specimens were tested and presented. The main parameters in test program include: (1) section type: circular, square and rectangular; (2) load eccentricity ratio (including uniaxial and biaxial loading): from 0 to 0.4; and (3) shape of the loading bearing plate (BP): circular, square, strip and rectangular. The test results indicated that, similar to the corresponding fully loaded CFST stub columns under eccentric loading, CFST stub columns under eccentric partial compression have generally reasonable bearing capacity and favorable ductility. A finite element analysis (FEA) model for CFST stub columns under eccentric partial compression is developed and the predicted performances are validated through measured results. The FEA model is then used to investigate the mechanisms of such composite columns further.     

1截面形式对高温下钢管混凝土柱轴向加载性能的影响

钢管混凝土柱能够最大限度地发挥材料特性,现广泛用于建筑结构中。钢管混凝土柱承载能力高,能量吸收能力强,结构的抗火性能好。描述了含4种截面形式的一系列钢管混凝土柱在标准火下的抗火性能。按照以下方式将钢管混凝土柱分为三组:室温下截面强度相等、钢管截面面积相等、混凝土截面面积相等。采用ABAQUS软件分析组合柱的温度分布、临界温度和过火时间等情况。基于典型参数的分析和对比,讨论了不同截面形式钢管混凝土柱的温度分布和抗火性能。结果显示,圆截面钢管混凝土柱抗火性能最佳,接下来是椭圆截面、正方形截面和矩形截面。在该研究的基础上,给出了高温下钢管混凝土柱的简化设计方程。     

长期持续荷载下中空钢管混凝土(CFDST)柱的研究

给出了一组长期持续荷载下中空钢管混凝土(CFDST)柱的试验结果。试验包括两个阶段:长期正常使用阶段的试验和极限强度试验。给出了长期持续荷载下CFDST柱的数值模型。数值结果与试验结果吻合很好。另外,详细分析了CFDST柱的长期性能。最后,给出了计算长期持续荷载下CFDST柱的极限强度的简化方程。     

不锈钢-混凝土-碳素钢双层管状柱的试验研究

介绍了一种新的组合柱:不锈钢-混凝土-碳素钢双层管状柱,它综合3种材料的优点,且外层不锈钢能提供美观效果和防腐能力。采用80组试件进行一系列试验,研究这种组合柱的性能。试验主要参数为:截面类型(圆形、方形、带圆端的矩形和椭圆形)、柱子类型(直柱、斜柱、锥形柱)、组合截面的空心率(0.5～0.75)。结果表明:所有类型柱均为延性破坏,力学性能与双碳素钢管相似。最后,提出可预测不锈钢-混凝土-碳素钢双层管状柱横截面强度的简化模型。     

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。     

Experimental behavior of concrete filled double steel tubular (CFDST) members under low velocity drop weight impact

Thirty-one tests under low velocity drop weight impact were carried out to examine the residual failure modes and the time history of the impact forces, global deformations and strains of concrete filled double steel tubular (CFDST) members in this paper. The parameters varied in the testing program include the column type (straight and tapered), the boundary conditions (simply supported and fixed), the axial load level and the impact energy. The results showed that all CFDST members behaved in a ductile manner and the residual deformation consisted of local deformation at the impact section, as well as the overall bending deformation. Compared to hollow double steel tubes, the CFDST members under the same applied impact energy demonstrate superior impact behavior in terms of higher energy absorbed, smaller global deformation and local deformation due to the interaction of the sandwich concrete and double skin steel tubes. The influence of key parameters on the dynamic resistance ability of CFDST is discussed.     

实空心钢管混凝土柱在汽车撞击下的性能研究

结构在遭受意外荷载作用下的抗倒塌能力是目前工程师比较关心的问题,而柱子作为重要的受力构件,其安全性将直接关系到整个结构的安全,汽车撞击是一种常见的意外作用,研究柱构件在汽车撞击作用下的耐撞性具有一定的实际意义。本文首先采用有限元方法对实心和空心钢管混凝土构件在侧向落锤冲击作用下的试验进行模拟及验证。在此基础上,针对实心和空心钢管混凝土柱在汽车撞击作用下的响应做了全程的仿真计算,并对冲击力的特点及构件的破坏情况进行了分析,得出了汽车撞击荷载及构件的耐撞性随着空心率变化的规律,并给出汽车冲击力的计算方法。     

氯盐腐蚀下钢管混凝土方柱的承载力试验研究

对氯盐腐蚀下钢管混凝土方柱的承载性能进行试验研究。试验包含28个试件(17根短柱和11根梁),主要参数为腐蚀情况下的荷载比(0～0.75)及腐蚀状况(无腐蚀、完全腐蚀及部分腐蚀)。根据试验结果,对荷载及腐蚀对钢管混凝土和钢管性能的影响进行分析,并将按现有规范DBJ/T13-51-2010及EC4-2004计算的极限承载力与试验进行对比分析。