UHPC加固混凝土圆柱轴压性能试验研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)加固钢筋混凝土(RC)圆柱的轴压性能,本文对1根未加固柱和3根加固柱进行了轴压性能试验研究,探究UHPC护套厚度及护套中是否配置箍筋对加固后的RC圆柱的影响,对加固试件轴压性能改善和其破坏机理进行分析和研究,同时对试件轴向承载力进行理论分析。结果表明：UHPC护套加固可有效提高试件的轴向承载力和延性,承载力提高幅度随UHPC厚度的增加而增大,但其延性提升幅度会随之降低;UHPC中加入箍筋可提高试件承载力和延性;建立了以约束混凝土理论为基础的轴向承载力计算模型,结果与试验值吻合良好。     

L形钢管混凝土轴压柱力学性能研究

在选择合适的钢管混凝土应力-应变关系模型的基础上,利用ABAQUS有限元软件对钢管混凝土的矩形轴压柱实验进行了数值计算,计算结果与实验结果吻合良好,基于此正确模型基础上,利用ABAQUS软件建立了L形钢管混凝土轴压柱的数值分析模型。对L形钢管混凝土柱的受力特性进行了分析,对比了是否考虑焊接内隔钢板对L形钢管混凝土柱的力学性能的影响。结果表明:L形方钢管混凝土轴压柱的极限承载力随着单肢截面高宽比β的增大而不断减小,焊接内隔钢板对L形钢管混凝土柱承载能力提高有一定贡献,L形钢管混凝土轴压柱在转角处有扭曲和应力集中现象。     

角钢约束混凝土轴压短柱力学性能研究

对10个高宽比为3的角钢约束混凝土短柱进行轴心受压试验,观察试件的破坏过程,得到了试件的荷载 轴向位移关系曲线,根据试验结果,分析了构件截面尺寸、缀板间距以及混凝土强度对角钢约束混凝土柱承载力的影响;利用有限元软件ANSYS对试验过程进行数值仿真分析。结果表明：试件最终破坏时在试件中部附近位置角钢和缀板出现凸鼓变形;随着缀板间距的增大,试件的承载力逐渐减小,荷载 位移曲线下降越明显,可见在相同条件下,缀板间距是影响角钢约束混凝土短柱承载力的主要因素。在试验和仿真分析的基础上提出角钢约束混凝土轴压短柱承载力的简化计算式。     

双肢钢管混凝土短柱轴压力学性能研究

为研究双肢异形钢管混凝土短柱轴压力学性能受肢间夹角的影响,利用有限元软件ABAQUS建模对夹角为90°的双肢异形钢管混凝土短柱轴心受压进行了计算,计算结果与试验结果符合良好。在此基础上,建立了肢间夹角为90°、105°、120°、135°、150°、165°、180°模型,对其力学性能与夹角之间的相互作用进行了分析。通过对比不同规范下钢管混凝土柱的轴压承载力,给出适用于双肢异形钢管混凝土短柱的承载力计算公式。     

大空心率圆中空夹层钢管超高性能混凝土短柱轴压力学性能研究

为研究大空心率的圆中空夹层钢管超高性能混凝土短柱的轴压力学性能,进行了6根大空心率的圆中空夹层钢管超高性能混凝土短柱和1根实心圆钢管超高性能混凝土短柱对比试件的轴压试验研究,分析了试件的破坏形态、荷载-应变关系曲线和横向变形系数。结果表明：大空心率的圆中空夹层钢管超高性能混凝土柱的轴压破坏形态表现为剪切型破坏和端部鼓曲破坏,其中内钢管在外钢管鼓曲的位置发生了向内的屈曲;随着空心率的增大,试件的承载力随之降低,试件的横向变形发展速度加快。采用有限元软件ABAQUS建立了轴压试件的分析模型,其中分别采用了两种混凝土本构关系模型进行了模拟,结果表明：采用两种混凝土本构关系模型模拟的破坏形态、极限承载力和荷载-应变关系曲线的弹性阶段都与试验结果基本吻合,它们的差异主要体现在极限承载力和荷载-应变关系曲线的下降段。     

异形钢管短柱轴压力学性能研究

利用有限元分析软件ABAQUS建立等截面周长的三角形、扇形、D形、1/4圆形、1/2圆形5种异形截面钢管短柱轴压力学性能分析的有限元计算模型,有限元计算与试验所得的荷载-应变全过程曲线及短柱破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力全过程中钢管的应力与塑性应变的分布进行分析,并对截面形式、钢管壁厚、钢管屈服强度等几种影响异形钢管承载力和变形的因素进行比较。结果表明:异形钢管短柱在1/2柱高处发生局部屈曲破坏,截面形式、钢管壁厚、钢管屈服强度等参数对其力学性能影响显著。     

L形钢管混凝土柱轴压力学性能影响因素研究

为研究不同因素对L形钢管混凝土柱轴压承载力的影响,以是否浇灌混凝土、管壁厚度、有无设加劲肋为参变量,对4组不同参数构造的L形钢管混凝土进行轴压试验,分析试验现象、荷载-位移曲线;利用有限元软件ABAQUS建立数值分析模型,将结果与试验结果进行对比,验证可靠性,对L形钢管混凝土柱进行优化设计。结果表明,L形钢管混凝土柱在轴压荷载作用下构件以强度破坏为主,钢管宽厚比较大处表面易出现局部鼓曲变形;钢管对混凝土有约束作用,可提高柱的轴压承载力和延性,阴角处设肋能减小柱的阴角处变形,提高延性,但对轴压承载力没有明显影响;实际工程中L形钢管混凝土中浇灌C30混凝土,钢材强度取Q345,钢管厚度取3 mm时,符合实际工程需求。     

圆钢管高强混凝土叠合短柱轴压力学性能研究

为研究圆钢管高强混凝土叠合短柱轴压力学性能,对该类构件进行了试验与有限元研究.通过试验获得了其破坏全过程及荷载应变曲线;基于有限元模型,重点分析了轴压全过程下钢管混凝土部件和钢筋混凝土部件的承载力分配,以及钢管与混凝土之间的接触作用.结果表明:试件破坏形态表现为混凝土保护层压溃剥落与钢筋屈服;钢管混凝土部件在轴压过程中...     

新型组合柱轴压短柱组合轴压刚度研究

将钢骨-钢管混凝土轴压短柱视为一个新型组合材料的统一体,分析组合柱轴压刚度的影响因素,给出了组合柱的组合轴压刚度计算公式.     

UHPC薄层罩面有限元数值模拟分析

文章利用ABAQUS结构分析软件建立有限元模型,分析了最不利荷位,并主要针对移动荷载下UHPC薄层罩面的力学性能的影响因素进行了研究,其中重点讨论旧路面有无裂缝、移动荷载的轴重、不同车速、UHPC薄层厚度对UHPC罩面受力的影响。     

异形钢管混凝土短柱轴压力学性能研究

利用有限元分析软件ABAQUS建立等截面周长的三角形、扇形、D形、1/4圆形、1/2圆形5种异形截面钢管混凝土短柱轴压力学性能分析的有限元计算模型,对比圆形截面进行6组试验,有限元计算与试验所得的荷载-应变全过程曲线及短柱破坏形态吻合较好。在此基础上,对荷载-应变关系全过程中钢管与混凝土的相互作用进行分析,最后对截面形式、钢管壁厚(t)、钢管屈服强度(fy)、混凝土抗压强度(fcu)等几种影响异形钢管混凝土短柱承载力和变形的因素进行比较。结果表明:异形钢管混凝土短柱在1/2柱高处发生向外鼓曲破坏,截面形式、钢管壁厚、混凝土抗压强度等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。     

新型方钢管混凝土柱轴压力学性能试验研究

研发了一种旨在提升核心混凝土约束作用和整体承载能力的新型方钢管混凝土柱,并以抗剪钉、拉板、加劲肋等不同构造为试验参数,系统进行了多个试件的轴压试验。试验结果表明：新型方钢管混凝土柱的破坏模式为屈曲破坏,方钢管破坏区域产生局部鼓曲,最终混凝土压溃。采用ABAQUS有限元分析软件建立了4根新型方钢管混凝土柱的数值分析模型,对其在轴向压力作用下的承载力进行精细化模拟,结果表明：有限元分析得到的柱破坏形态和荷载-位移关系曲线均与试验结果吻合较好。建立了该新型方钢管混凝土柱的极限承载力表达式,理论分析结果精确度较好。对相关影响参数进行分析可知,设置加劲肋可显著提升新型方钢管混凝土柱的轴压承载力,而设置拉板和抗剪钉与否对其轴压承载力影响不显著。     

钢管混凝土轴压柱受力力学性能研究

通过对两根圆钢管混凝土轴压短柱试件的试验研究,对其破坏现象及受力机理进行了分析,主要探讨了混凝土等级和钢管等级等因素对该类构件力学性能的影响规律,指出钢管强度是影响该类构件力学性能的主要因素,并针对该类构件在实际工程中的应用提出了合理的建议.     

质量调谐式组合柱轴压力学性能试验与数值模拟研究

为了研究质量调谐式组合柱(Tuned-mass type composite column, TMTCC)的轴压力学性能,设计加工7组TMTCC试件,每组2个,对其进行轴压试验和数值模拟,分析了长径比和径厚比对TMTCC承载能力的影响;根据规范GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》和T/CCES 7—2020《中空夹层钢管混凝土结构技术规程》,建立了TMTCC轴压极限承载力的预测算式,并通过试验和数值结果进行验证。结果表明：TMTCC试件的轴压极限承载力随着长径比和径厚比的增大而趋于减小;弹簧和阻尼器可以有效防止TMTCC内柱的滑动倾斜和整体屈曲,保障内、外柱协同变形,充分发挥TMTCC的竖向承载能力;数值模型和计算式得到的预测结果与试验结果吻合良好,可用于TMTCC的分析与设计。     

多腔体方钢管混凝土短柱轴压力学性能研究

对9个多腔体方钢管混凝土柱进行了轴压试验,研究了腔体数量、钢管与内部腔板壁厚比t/t1对试件承载力、延性和变形能力的影响.同时使用ABAQUS软件对多腔体方钢管混凝土柱进行了全过程受力分析,模拟结果与试验结果吻合良好.结果表明:在达到承载力之前,单腔体方钢管混凝土试件已经发生鼓曲,鼓曲在达到承载力后迅速增大从而导致焊缝...     

八角形中空钢管混凝土组合柱轴压力学性能

通过对八角形中空钢管混凝土组合柱与八角形中空钢筋混凝土柱对比试件进行了轴心受压试验与有限元分析,重点研究了八角形中空钢管混凝土组合柱的试验现象、试验全曲线、受力全过程以及试件各部分接触作用,并基于修正的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算并对比分析了试件的承载力与轴压刚度。结果表明：轴压荷载作用下,混凝土、纵筋与内钢板能够协同工作;中空方形高强RC短柱表现出较高的承载力和刚度;截面尺寸与混凝土强度对构件承载力、轴压刚度和延性影响显著,内钢板厚度对其承载力、刚度和延性影响不明显;采用修正的《混凝土结构设计规范》对该类构件承载力预测结果较为保守,对轴压刚度预测较好。     

FRP-钢复合管约束UHPC轴压短柱试验研究

对10个FRP-钢复合管约束UHPC短柱和4个钢管约束UHPC短柱进行了轴心受压试验,分析了钢管厚度、FRP层数和种类对FRP-钢复合管约束UHPC短柱轴压力学性能的影响规律。研究结果表明:随着钢管厚度增加,FRP-钢复合管约束UHPC短柱的极限荷载和强化阶段的平台强度均增大;增加FRP层数可以提高短柱的极限荷载和对应轴向变形;钢管厚度和FRP层数相同时,与GFRP相比,CFRP对短柱承载力的提高幅度较大;FRP与钢管黏结较好时,FRP与钢管能够协同工作。     

方钢管-碱矿渣混凝土加固短柱轴压力学性能研究

为解决国内外建筑结构老化、功能使用转变等问题,本文设计了一种由碱矿渣混凝土(简称AASC)为加固层,外包方钢管的新型复合加固柱形式,并通过对7根混凝土短柱进行轴心受压试验与数值模拟,研究不同加固材料和不同钢管形式对构件的影响。试验结果表明,在相同钢管形式下,加固层为AASC的加固柱承载力为原柱的6～6.5倍,提升效果最明显,但变形能力稍差。在相同加固层情况下,加肋钢管比无肋钢管加固效果更好。肋开孔比不开孔承载力下降2%～5%,但开孔能够提高构件变形能力。同时,双肋开孔比单肋开孔的加固形式承载力提高了15%～20%。以日本规范的钢管混凝土柱承载力公式和试验数据为基础进行修正,推导出了适合于方钢管-AASC加固柱的承载力计算公式,且计算值与试验值标准差仅为0.071。通过ABAQUS对复合加固柱进行轴压数值模拟分析,所得结果与试验结果偏差均在10%以内,吻合较好。