钢管超高性能混凝土短柱轴心受压应力-应变关系试验研究

为研究钢管超高性能混凝土短柱轴心受压性能,通过改变钢管壁厚,设计５组共计１５个试件,采用静力试验研究试件应力-应变曲线及破坏模式,分析钢管壁厚对轴压性能的影响规律。试验结果表明,试件均为强度破坏;钢管超高性能混凝土短柱轴心受压全过程主要分为弹性段、弹塑性段和平稳段三个阶段;混凝土强度和钢管壁厚对试件应力-应变关系曲线影响较大;提高混凝土强度和钢管屈服强度均能显著提高试件承载力。基于试验,提出钢管超高性能混凝土轴压短柱计算公式。     

方钢管超高强混凝土偏心受压中长柱性能分析

为了更好的在实际工程中使用方钢管超高强混凝土偏心受压柱,同时了解该类构件的偏心受 压工作机理,采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ,对方钢管超高强混凝土中长柱偏心受压全过程进行研究,同时分 析长宽比、钢管壁厚、偏心率和混凝土强度等主要因素对其受力性能的影响。研究结果表明:其偏心受 压全过程大致分成弹性、弹塑性和塑性三个阶段;构件的延性随长细比或偏心率的增大而提高;混凝土 强度的提高对构件后期承载力影响不大;随着钢管壁厚的增加,不仅能显著提高其极限承载力,对后期 承载力也有明显的提高。     

钢管再生混凝土轴压短柱受力性能有限元分析

为研究钢管再生混凝土短柱轴心受压力学性能,以试验为基础,利用ABAQUS建立非线性有限元分析模型,模拟试验实测荷载-轴向应变曲线,验证有限元分析模型的有效性。以再生混凝土强度、钢管壁厚、钢材强度及再生粗骨料取代率为参数,设计5个钢管再生混凝土轴压短柱进行分析,建模时考虑了钢管对核心再生混凝土的约束作用,分析各参数对试件荷载-轴向应变曲线的影响。研究表明:随再生混凝土强度的提高,钢管壁厚的增加,钢材强度的增大,能有效增强钢管再生混凝土短柱的极限承载力和变形能力。更多还原     

方钢管约束型钢超高强混凝土轴压短柱的力学性能

对８根钢管约束型钢超高强混凝土短柱和１根钢管约束型钢高强混凝土短柱进行了轴压试验研究。分析了钢管壁厚、型钢截面形式、钢管屈服强度、混凝土强度对试件轴压力学性能的影响。研究结果表明:试件的极限承载力随着钢管屈服强度、钢管壁厚、混凝土强度提高而增大；钢管壁厚不同而其他条件相同时，钢管宽厚比为４５时极限承载力提高率最大；钢管宽厚比小于４５时，随着钢管屈服强度的提高，试件极限承载力提高不明显；在Ｉ、Ｘ、Ｏ三种配骨形式中，配Ｏ型钢骨的试件极限承载力最高，即Ｏ型钢骨对试件产生的附加约束最大。     

圆钢管含粗骨料超高性能混凝土短柱轴压承载力的正交分析

利用正交试验法分析了钢管外径、钢管壁厚、钢材强度和混凝土强度对圆钢管含粗骨料超高性能混凝土(Ultra high performance concrete with coarse aggregate, UHPC-CA)短柱轴压承载力的影响。结果表明:各因素对圆钢管UHPC-CA短柱轴压承载力的影响由大到小依次为钢管外径钢材强度钢管壁厚混凝土强度;轴压承载力随钢管外径、钢管壁厚和钢材强度的增加而升高,随UHPC-CA强度的增加呈现先略有降低后逐渐增长的趋势,随套箍系数的增加而提升;随着径厚比的增加,Q235钢短柱的轴压承载力降低,而Q345钢、Q390钢短柱的轴压承载力升高。     

钢管混凝土柱的爆炸响应数值分析

为明确钢管混凝土柱的抗爆特性,采用显式动力有限元分析软件ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ,基于多物 质流固耦合法,建立了构件、空气和炸药的数值模型,对钢管混凝土柱在爆炸荷载下的动力响应和破坏 形态进行了模拟分析。结果表明:爆炸荷载下钢管混凝土柱的破坏类型与作用其上的超压峰值及正压 作用时间直接相关,三种典型破坏形态分别是,低超压峰值－高持时爆炸荷载作用下,发生弯曲破坏;高 超压峰值－低持时爆炸荷载作用下,发生剪切破坏;二者之间,发生弯剪破坏;对比方形截面,圆形截面 柱具有更强的抵御爆炸荷载的能力;核心混凝土强度等级的增强以及含钢率的提高,可有效降低柱中点 水平残余变形;提高钢管屈服强度,可降低柱中残余变形,当钢材强度等级≥345ＭＰａ时,继续增大屈服 强度对提高钢管混凝土柱的抗爆性能意义不大。     

基于ABAQUS的方钢管约束混凝土纯弯性能研究

采用非线性有限元计算软件对方钢管约束混凝土纯弯构件进行了模拟分析,通过已有试验对有限元模拟结果进行了有效性验证。基于此,对方钢管约束混凝土进行了变参数分析,主要分析了混凝土抗压标准强度、钢材屈服强度以及钢管截面尺寸对抗弯承载力的影响,最后基于现有钢管混凝土纯弯理论,探讨了方钢管约束混凝土纯弯构件抗弯承载力的实用计算方法。     

轴心受压冷弯薄壁等肢角钢屈曲承载力试验与设计方法研究

为研究轴心受压冷弯薄壁等肢角钢屈曲性能和承载力设计方法,对32根不同截面和长细比的等肢角钢进行了轴压承载力试验。试验结果表明,冷弯薄壁等肢角钢轴压长柱试件发生弱轴弯曲屈曲,中长柱和短柱试件主要发生局部屈曲和强轴弯曲屈曲,且表现出较好局部屈曲后强度。采用ABAQUS有限元软件对试验试件进行了模拟,屈曲模式和承载力分析结果与试验结果吻合良好,表明采用有限元模型分析此类等肢角钢屈曲和承载力是可行的。进而采用有限元模型对轴心受压等肢角钢进行了参数化分析,发现长细比越大,构件极限承载力越小;随着宽厚比的增大,极限承载力增长减缓;随着钢材屈服强度的提高,构件极限承载力与屈服承载力比值增大不明显。将试验结果与直接强度法计算结果进行对比,发现采用直接强度法计算角钢承载力偏于保守。最后基于试验和数值分析结果提出轴心受压冷弯薄壁等肢角钢构件承载力计算的直接强度法修正公式,试验结果表明修正公式可行。     

方钢管混凝土短柱的火灾后剩余承载力研究

与钢结构和钢筋混凝土结构相比,钢管混凝土结构具有较好的灾后可修复性。为研究方钢管 混凝土轴压短柱的火灾后残余力学性能,采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ中的完全耦合热—力分析模块,建立 了火灾后方钢管混凝土轴压短柱的有限元计算模型。通过有限元计算结果与试验结果的比较分析,验 证了有限元计算模型的准确性。对火灾全过程中方钢管混凝土轴压短柱的荷载—变形关系、钢管和核 心混凝土的截面应力分布以及两者之间的相互作用进行了机理分析。最后通过影响参数分析,明确了 升温时间、防火保护层厚度和截面尺寸是影响方钢管混凝土轴压短柱剩余承载力的主要参数,提出了方 钢管混凝土轴压短柱剩余承载力的简化计算公式。     

碳纤维钢骨－钢管混凝土柱抗震性能研究

针对目前钢管混凝土特性,研究了碳纤维钢骨－钢管混凝土柱在循环荷载作用下的力学性能, 制作3个试件进行拟静力试验,并利用有限元软件,分析不同混凝土强度、碳纤维层数、轴压比以及钢管 直径因素对柱的受力影响情况进行模拟。结果表明:随混凝土强度在一定范围内的提高,结构承载力提 高;碳纤维层数的增多,对构件初期刚度影响不大,极限荷载值有所提高;构件的轴压比在一定范围内越 大,试件的极限承载力降低,试件后期越容易出现快速破坏;构件内部钢管直径变大,构件的极限承载力 有所提高。综合看出碳纤维钢骨－钢管混凝土柱有较好的延性,具有良好的抗震性能。     

新型不锈钢与固废混凝土对钢管混凝土短柱高温后力学性能的影响

通过8根新型不锈钢管混凝土(CFSST)轴压短柱试验,考察试件的破坏模态、荷载-应变曲线、极限承载力、延性和刚度等力学性能指标,探究了新型不锈钢与固体废弃物混凝土对钢管混凝土短柱高温后力学性能的影响。研究结果表明两类新型建材对钢管混凝土短柱高温后破坏模态无明显影响,高温作用后CFST短柱的刚度和极限承载力呈下降趋势但延性提高。与传统碳素钢与普通混凝土相比,新型不锈钢与固体废弃物混凝土有效地减缓了试件高温后承载力下降幅度。引入材料强度折减系数后,我国DBJ-T13-51—2020规程计算方法可以较好地评估高温后该类钢管混凝土短柱的剩余承载力。随后利用通用有限元软件ABAQUS建立了有限元分析模型,考察了既有材料本构模型对该类短柱的适用性。     

不同规程下矩形钢管混凝土抗弯承载力研究

通过国内外钢管混凝土设计规程对有关试验进行了矩形钢管混凝土抗弯承载力的计算,比较了规程之间计算结果的差异。结合典型算例,分析了在不同含钢率、混凝土强度和钢材强度等影响因素下钢管混凝土抗弯承载力的变化趋势,得出了不同设计规程在进行矩形钢管混凝土构件抗弯承载力设计计算时的特点,结论具有一定的参考价值。     

CFRP布加固混凝土矩形短柱轴压性能分析

为了进一步研究碳纤维(CarbonFiberReinforcedPolymer,CFRP)加固混凝土短柱轴心受压力学性能,根据合理拱轴线、应力公式及混凝土强度模型,推导出CFRP布加固柱修正后的抗压承载力公式,并通过理论计算和ABAQUS有限元分析验证公式的正确性。更多还原     

预应力型钢超高强混凝土梁抗弯性能有限元分析

为进一步研究预应力型钢超高强混凝土梁的抗弯性能,利用ABAQUS对预应力型钢超高强混凝土梁进行数值分析。模型计算所得荷载-位移曲线与试验结果基本吻合,验证了有限元模型的正确性。结果表明,增加纵向受拉钢筋配筋率对混凝土开裂几乎没有影响,但使梁的屈服荷载和极限荷载均增加;型钢向下偏移,梁的屈服荷载和极限荷载增加;型钢向上偏移虽不能提高构件的承载力,但能改善梁的延性。增加预应力筋配筋率能延缓构件的开裂。     

双层高强螺旋箍筋约束混凝土轴压短柱强度和延性的研究

为了研究双层高强螺旋箍筋约束混凝土短柱在轴压作用下的强度和延性,在国内外学者对约 束混凝土研究的基础上,分析其应力－应变曲线和破坏形态,进而探讨箍筋形式和配箍特征值（综合影 响因素）对双层高强螺旋箍筋约束混凝土短柱强度和延性性能的影响。研究结果表明:模拟与试验结果 吻合较好,增大双层高强螺旋箍筋约束混凝土试件的配箍特征值对提高钢筋混凝土圆柱的极限承载力 和延性有明显效果,结果偏于安全。     

后掺粗骨料泵送混凝土柱小偏心受压性能研究

对粗骨料后掺率分别为0、10%、20%、25%、30%5种混凝土柱试件进行了小偏心受压试验,分析了各后掺骨料混凝土柱的极限承载力、构件的延性、混凝土及钢筋应变等基本性能。研究表明:后掺骨料混凝土柱试件的极限承载力比普通混凝土柱试件有所提升,后掺率为10%的混凝土柱试件延性最好,后掺率为20%的混凝土柱试件的延性与普通混凝土柱相近。综合来说,后掺率为20%时,混凝土柱具有较好的受力性能及工作性能。     

钢管自应力混凝土短柱数值分析方法

在钢管中浇注自应力混凝土不仅可以解决钢管混凝土的干缩问题,而且核心混凝土产生的自应力值在钢管的约束下还可以长期保持稳定.数值分析有助于深入认识钢管自应力混凝土短柱的工作机理.选用钢材与核心混凝土在三向受力状态下的应力-应变关系,根据平衡条件和变形协调条件,利用合成法建立了数值分析模型.模型较好地模拟了初始应力影响下钢管自应力混凝土短柱的破坏过程.     

圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的计算

对8个圆形截面钢管钢筋混凝土构件进行了轴心受压和偏心受压试验,采用有限元法和纤维模型法对构件承载力进行了计算,提出了圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的简化计算方法。研究表明,圆形截面钢管钢筋混凝土具有与钢管混凝土和钢筋混凝土相同的特点,按有限元法计算的构件承载力偏小,而按纤维模型法计算的构件承载力与试验结果符合较好。圆形截面钢管钢筋混凝土构件的承载力可通过将钢管视为普通钢筋,将混凝土视为钢管约束混凝土的双层钢筋约束混凝土构件,采用圆形截面钢筋混凝土构件承载力的计算方法进行简化计算。按简化方法计算的圆形截面钢管钢筋混凝土构件的承载力也与试验结果符合较好。     

钢管混凝土受压构件理论和应用的探讨

钢管混凝土具有构件承载力大 ,良好的塑性和韧性及经济效果显著三个特点 ,因而用途比较广阔 ,最宜用于轴心受压构件以及偏心受压构件。     

GFRP管混凝土轴压短柱承载力研究

为研究GFRP管约束混凝土柱在轴心受压时的承载力,更好的应用于工程实际,采用有限元软件ABAQUS模拟分析不同的GFRP管管壁厚度、混凝土强度等级以及钢骨截面形式、钢骨强度等因素对GFRP管混凝土组合柱轴压力学性能的影响。研究结果表明:数值计算结果与试验结果吻合良好;增加GFRP管厚度、提高混凝土强度等级以及增加钢骨截面积等能提高组合柱承载力。