钢管混凝土组合T形短柱轴压力学性能研究

在总结分析各种异形钢管混凝土柱工程应用的基础上,提出矩形钢管混凝土组合焊接T形柱(Weld-ing RectanguJar Composite T-shaped Concrete-Filled Steel Tubular Column,简称WRC-T钢管混凝土柱).考虑约束效应系数、长径比、肢长腹比等参数的影响,设计制作20个WRC-T钢管混凝土短柱试件,通过短柱的轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-变形曲线和极限承载力,分析各参数对此类短柱轴压力学性能的影响.应用大型有限元软件ABAQUS6.5进行数值模拟分析,将数值模拟结果与试验结果进行比较,两者符合较好.研究表明,WRC-T钢管混凝土短柱的两个组成部分能很好地协同工作,力学性能好,便于施工;利用有限元软件ABAQUS6.5中的C3D8R单元进行实体建模可以较好地模拟WRC-T钢管混凝土短柱的力学性能.     

钢管混凝土T形短柱轴压力学性能试验研究

异形钢管混凝土柱应用于实际工程显示出良好的发展前景。本文在考虑肢厚、肢宽、管壁厚度和腹板宽度等参数的基础上,设计制作6个钢管混凝土T形短柱试件。通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-平均纵向变形曲线和极限承载力,分析各参数对钢管混凝土T形短柱轴心受压力学性能的影响。参考国内外有关矩形钢管混凝土柱承载力的计算理论和计算方法,在分析试验数据的基础上,建立了钢管混凝土T形短柱轴心抗压极限承载力计算公式,公式可供实际工程设计参考。     

外套钢管加固受损钢管混凝土短柱轴压试验研究

为了研究受损钢管混凝土短柱加固前后的力学性能,对13根采用外套钢管加固的受损钢管混凝土短柱进行试验研究.试验通过改变试件损伤率、外套钢管壁厚等变化参数,考察试件破坏形态以及变形情况,进而分析这些参数对加固前后受损钢管混凝土试件的影响.结果表明:当损伤率小于10%时,外套钢管对试件承载力的影响不大,只是在后期延性方面影响较大;随着外套钢管壁厚的增大,加固试件承载力是受损试件承载力的1.9².5倍.     

方钢管高强混凝土轴压短柱的试验研究

进行了24根方钢管高强混凝土轴压短柱的试验研究,采用的混凝土强度fcu^10为59．7～79．6MPa．通过实验分析了混凝土强度、含钢率和套箍系数对方钢管高强混凝土试件力学性能的影响．研究结果表明,混凝土强度是决定方钢管高强混凝土轴压短柱破坏模式的主要因素,混凝土强度较低时试件表现为腰鼓形破坏,随着混凝土强度的提高,试件的破坏模式由腰鼓形向剪切形转变;钢管截面宽厚比70时,达到极限承载力之前钢管出现明显的局部鼓曲现象;混凝土强度提高系数随着套箍系数的增加而增大．     

复式钢管高强混凝土轴压短柱力学性能研究

分别对18根不同含钢率及不同混凝土强度等级的复式钢管高强混凝土短柱试件进行了轴压静载实验,得到其在轴压静载下的破坏模式及特点。研究结果表明,采用复式钢管可以有效提高构件的承载能力及变形能力,核心混凝土强度增长的幅度与试件含钢率、内外层钢管径厚比比值呈近似线性关系,获得了复式钢管高强混凝土短柱承载能力计算公式。     

薄壁钢管混凝土短柱轴压力学性能试验研究

为研究不同壁厚钢管混凝土短柱轴压力学性能,制作了10组不同壁厚的钢管混凝土短柱试件进行轴压性能对比试验.试验结果表明,钢管混凝土轴压短柱壁厚效应的本质是核心混凝土的围压效应.在弹性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱弹性极限承载力增加,试件弹性极限承载力与钢管壁厚呈线性关系.在塑性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱塑性变形模型增加,钢管混凝土短柱塑性变形模量与钢管壁厚呈线性关系,试件呈现理想塑性状态时的钢管壁厚约为5 mm.通过对几种典型轴压承载力计算公式进行试验验证,得出欧洲和日本标准能够较好预测不同壁厚钢管混凝土短柱试件的弹性极限承载力.

     

钢管纤维混凝土短柱轴压承载力计算分析

钢管钢纤维高强混凝土柱是一种新型的结构.普通钢管混凝土短柱的承载力计算公式不能满足钢管钢纤维高强混凝土短柱的需要.在对7根钢管钢纤维高强混凝土短柱和3根钢管高强混凝土短柱试验的基础上,对其承载力进行了理论分析.推导了钢管钢纤维高强混凝土短柱极限承载力的理论计算公式,对其影响因素进行了分析,给出了钢管钢纤维高强混凝土短柱极限承载力的简化计算公式.公式的计算结果与试验结果吻合较好,可供工程设计参考.     

CFRP-钢管混凝土组合短柱的轴压试验

介绍了CFRP-钢管混凝土组合短柱的制作流程,通过8根CFRP-钢管混凝土组合短柱和4根钢管混凝土组合短柱的轴向极限承载力的试验研究,来了解CFRP-钢管混凝土组合短柱的受力特性,并对这两种组合短柱在轴向荷载下的荷载-应变关系曲线进行比较,发现CFRP会使组合柱在屈服后的曲线有一个下降后又缓慢上升的过程,其程度会随着CFRP的层数改变.给出了外围钢筋混凝土套筒对CFRP-钢管混凝土组合短柱承载力的增强效果曲线以及钢管和CFRP的荷载-应变关系曲线,结果表明:钢管和CFRP可以保持协同工作.     

不同壁厚钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究不同壁厚钢管混凝土短柱轴压力学性能,制作了10组不同壁厚的钢管混凝土短柱试件进行轴压性能对比试验.试验结果表明,钢管混凝土轴压短柱壁厚效应的本质是核心混凝土的围压效应.在弹性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱弹性极限承载力增加,试件弹性极限承载力与钢管壁厚呈线性关系.在塑性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱塑性变形模型增加,钢管混凝土短柱塑性变形模量与钢管壁厚呈线性关系,试件呈现理想塑性状态时的钢管壁厚约为5 mm.通过对几种典型轴压承载力计算公式进行试验验证,得出欧洲和日本标准能够较好预测不同壁厚钢管混凝土短柱试件的弹性极限承载力.     

钢管火山渣混凝土轴压短柱极限承载力的研究

对16个钢管火山渣混凝土短柱试件进行了轴压试验,根据极限平衡法推导出钢管火山渣混凝土轴压短柱的极限强度,理论计算与试验结果较吻合。     

钢管混凝土柱与梁节点抗剪承载力

钢管混凝土柱与梁节点核心区的抗剪强度一直是节点设计中尚未解决的问题,将钢管混凝土抗剪承载力分成钢管和混凝土两部分考虑,通过引入破坏面的概念,采用力学方法推导了钢管混凝土梁柱节点在压弯情况下核心区斜截面的抗剪承载力计算公式,将将公式加以简化。     

钢管混凝土动力性能研究现状

简要从试验类型、计算理论和计算方法三个方面阐述了国内外研究者对钢管混凝土动力性能的研究现状,并分析了研究中存在的不足。在比较了大量的研究成果之后,基于组成钢管混凝土的钢管及其核心混凝土之间组合作用的特点,探讨了钢管混凝土动力性能研究中的若干关键问题。最后,展望了钢管混凝土结构动力性能研究的发展前景。     

复合钢管混凝土轴压柱承载机理分析

基于混凝土的塑性损伤模型对外方内圆型复合钢管混凝土柱轴压试件的承载机理进行研究,对比了复合钢管混凝土柱和单钢管混凝土柱在加载过程中横截面上混凝土的纵向应力分布规律,揭示了该组合构件的承载机理:复合钢管混凝土柱中核心混凝土受到内外层钢管的双重约束作用,因此,核心混凝土的轴向应力比单钢管混凝土柱的纵向应力大,极限承载力也随之增大;但夹层混凝土的纵向应力与单管混凝土纵向应力两者相差不大;在此基础上分析钢管壁厚及混凝土强度等级等参数对复合柱力学性能的影响.     

圆中空夹层钢管混凝土轴压短柱承载力研究

为了计算圆中空夹层钢管混凝土短柱的轴压承载力,采用双剪统一强度理论,分析核心混凝土在轴向压力作用下对内外钢管产生的侧向压应力及内外钢管在水平向的承载应力,通过对双剪统一强度理论公式的推导,计算内外钢管的竖向极限承载应力,并结合核心混凝土的承载力,推导出圆中空夹层钢管混凝土短柱轴压承载力的简化计算公式.采用数值方法对公式进行求解,得出承载力计算值,计算结果与国内文献试验结果吻合良好.     

恒高温作用后方钢管混凝土轴压

通过对10个方形钢管混弹簧土短试件在恒定高温作用后菏载-变形关系的试验,研究高温作用后钢管混凝土轴压力学性能和强度承载力的变化规律,试验基本参数为温度T,从20℃-900℃。以常温时钢管混凝土短试件的核心混凝土力学模型为基础,建立了恒定温度作用后核心混凝土的力学模型,结果表明,高温作用后的钢管混弹簧土轴心受压构件仍然具有较好的抗变形性能和较高的后期承载力;钢管混凝土剩余强度和模量随曾经历恒定温度的升高而降低,利用数值分析方法计算了恒定高温作用后钢管混凝土轴压菏载-变形关系曲线,理论计算结果和试验结果吻较好,在此基础上提出了高温作用后钢管混凝土轴压承载力和轴压模量简化计公式。     

矩形中空夹层钢管混凝土轴压性能有限元分析

利用ANSYS软件对矩形中空夹层钢管混凝土柱这一新型构件的轴压性能,从加载到破坏全过程的力学行为进行了非线性有限元分析。分析模型考虑了钢材和混凝土材料非线性的本构关系,得到轴压短柱加载全过程的荷载—应变曲线。计算结果与已有试验结果吻合,证明采用本模型分析矩形中空夹层钢管混凝土轴压短柱的非线性问题是可行的。     

钢管混凝土构件受力性能数值研究

分别以钢管混凝土三维有限元法和纤维单元法的应力-应变关系推导出了适于梁单元的应力-应变关系。以这两种方法得到钢管混凝土应力-应变关系,应用于梁单元法进行数值计算,分别对工程中最常出现的钢管混凝土轴压构件及偏压构件进行了计算,并将计算结果与已有的试验结果进行了比较。结果表明:以纤维单元法得到梁单元应力-应变关系在进行钢管混凝土构件数值分析时能取得理想的结果;以三维有限元法得到梁单元应力-应变关系,应用于方截面钢管混凝土构件时计算结果理想,而应用于圆截面钢管混凝土构件时与实验结果相比偏差较大。     

方钢管混凝土基本构件承载力设计方法

简要介绍了中国GJB、美国LRFD、日本AIJ和欧洲EC4规范中有关方钢管混弹簧土基本构件的设计方法,并将以上方法的计算结果和收集到的大量试验结果进行了分析对比,其中包括158个轴压、15个纯弯及147个压弯构件,结果表明,各设计规范均能较好地估算构件的承载力,但LRFD、AIJ和EC4的计算结果整体上偏于安全,GJB的计算结果则和试验结果较为一致,能较好反映构件的实际承载力。     

基于正交试验的复合钢管混凝土轴压柱影响参数分析

采用ABAQUS有限元软件建立了外方内圆复合钢管混凝土轴压短柱的有限元模型,数值计算结果与相应的试验实测结果吻合较好.基于有限元数值模型和正交试验表的设计方法,设计了2水平7因子的正交试验表,以复合钢管混凝土试件的轴压承载力和单位长度工程造价的比值作为其力学性能影响参数的评价指标,根据正交试验结果的极差分析,确定了复合钢管混凝土评价指标诸因素的影响程度排列.通过对不同钢管壁厚和直径的分析,得到了极限承载力和荷载-应变关系曲线的变化规律,可为进一步的复合钢管混凝土结构分析和应用提供参考.     

实复及空复式钢管混凝土梁柱节点抗震性能分析

为了对比分析实复式与空复式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS对实复式钢管混凝土柱-钢梁节点进行了模拟,并与实测试验数据进行了对比.通过建立空复式钢管混凝土柱-钢梁节点模型,完成了实复式及空复式钢管混凝土梁柱节点的抗震性能对比分析.结果表明,实复式钢管混凝土柱-钢梁节点的延性系数、耗能能力、强度退化和刚度退化等抗震性能指标均优于空复式钢管混凝土柱-钢梁节点.