侧向冲击作用下圆钢管混凝土构件的数值模拟分析

首先利用LS—DYNA程序对一圆钢管混凝土构件落锤冲击试验进行数值模拟;然后对1根两端固支的钢管混凝土构件在侧向冲击作用下的动力响应进行分析,模拟过程中混凝土采用能较好模拟复杂试验结果的CONCRETE_DAMAGE_REL3模型,钢管采用随动硬化模型,同时通过共用节点方法模拟钢管和混凝土之间的相互作用,通过面面接触方式模拟冲击体与构件之间的接触作用;最后对两端固支的钢管混凝土构件在不同条件下的动力响应进行比较和分析,得到了冲击体动能、冲量对构件变形、支座和跨中内力的影响。结果表明：试验结果与数值模拟结果符合较好,采用该数值模拟方法可以很好地模拟圆钢管混凝土构件在侧向冲击荷载作用下的动力响应。     

侧向冲击作用下圆钢管-钢骨混凝土柱抗冲击性能研究

为研究钢管-钢骨混凝土柱的抗冲击性能,利用非线性有限元软件ABAQUS建立了圆钢管-钢骨混凝土柱数值模型。并与已有冲击试验进行对比验证,以保证建模方法的正确性。基于验证后的建模方法研究了侧向冲击作用下圆钢管-钢骨混凝土柱的抗冲击性能,重点分析了冲击质量、冲击速度、钢管壁厚、轴压比和长细比对圆钢管-钢骨混凝土柱抗冲击性能的影响,并对比分析了不同截面形式复合柱的抗冲击性能。结果表明：随着冲击质量和冲击速度的增大,冲击力峰值、冲击力平台值、跨中挠度及冲击力持续时间增长;合理增加钢管壁厚和内插钢骨可以明显改善柱的抗冲击性能;在用钢量和混凝土用量相同时,圆钢管混凝土柱抗冲击性能最优,圆钢管-钢骨混凝土柱次之,方钢管-钢骨混凝土柱较差。     

圆钢管混凝土柱侧向偏心冲击的动力仿真分析

通过对不同钢壁厚度的钢管混凝土构件以及对同直径混凝土构件的冲击模拟,分析了钢管约束效应系数对构件变形和冲击抗力的影响,比较了钢管混凝土与混凝土两种材料构件在抗冲击能力方面的差异,表明有限元分析软件在模拟复杂问题尤其是对钢管混凝土这种不易看到内部破坏过程材料的模拟方面具有极大的优越性。     

大尺寸圆钢管混凝土柱爆炸试验研究

为了研究大尺寸圆钢管混凝土柱的抗爆性能,通过四根圆钢管混凝土柱试件的现场爆炸试验,得到跨中位移时程曲线,分析了柱的位移变化,且研究了钢管壁厚和炸药当量对圆钢管混凝土柱抗爆性能的影响。结果表明:(1)随着钢管壁厚的增加,试件的跨中最大位移较明显减小;(2)随着炸药当量的增加,试件跨中最大变形显著增大。     

往复荷载作用下的圆钢管混凝土柱有限元分析

在选取合理的材料本构模型、单元类型、接触设置和网格划分等关键参数的基础上,利用ABAQUS建立了圆钢管混凝土柱计算模型,对其进行了往复荷载下的有限元分析,得到了圆钢管混凝土柱的滞回曲线。将计算结果与试验结果进行对比得知两者的滞回曲线吻合较好,验证了模型的正确性,因此,提出一些关键参数选取的建议,可为相似问题的圆钢管混凝土柱有限元分析提供参考。     

圆钢管混凝土短柱受压力学性能的试验研究

通过对9根圆钢管混凝土短柱试件的试验,首先对其破坏现象及机理进行分析;然后分别探讨混凝土强度、长细比、偏心率三个因素对该类构件力学性能的影响规律,指出偏心率是影响该类构件力学性能的主要因素,短柱范畴内的长细比及大偏压中的混凝土强度影响不明显;并针对该类构件在实际工程中的应用提出建议。     

圆钢管混凝土柱钢梁框架节点型式的介绍

本文根据各国节点设计的不同思想，按照柱贯通式节点和梁贯通式节点分类，介绍分析了圆钢管混凝土柱钢梁框架的一些研究和使用较多的节点的构造型式、受力特征和优缺点，并提出了简洁合理的端板螺栓连接新型节点型式。以供圆钢管混凝土柱钢梁结构体系的节点设计参考。     

长期荷载作用对圆钢管混凝土压弯构件力学性能影响的研究

基于ACI (1992 )提供的混凝土徐变和收缩模型 ,本文提出一种适合于长期荷载作用下圆钢管混凝土构件变形的计算方法 ,理论结果和试验结果基本吻合。在此基础上 ,分析了加载龄期、持荷时间、轴压比、构件截面含钢率、钢材种类、混凝土强度等级和荷载偏心率等因素对长期荷载作用下圆钢管混凝土构件变形性能的影响规律。考虑长期荷载作用的影响 ,本文利用数值方法成功地计算出圆钢管混凝土构件的承载力 ,理论计算结果和试验结果吻合良好。最后 ,在系统分析长细比、构件截面含钢率、钢材种类、混凝土强度等级、荷载偏心率等因素影响的基础上 ,提出长期荷载作用对圆钢管混凝土构件承载力影响系数的计算方法 ,     

侧向循环荷载下钢管混凝土柱的性能

给出准静态荷载作用下钢管混凝土柱累积损伤性能研究的试验结果。研究参数有:钢管的径厚比、2种类型的填充物(素混凝土和钢纤维混凝土)。试验第1阶段采用一系列基准试验来确定变幅循环荷载作用下钢管柱的滞后性能,试验第2阶段主要研究恒幅循环荷载作用下荷载大小和循环次数对钢管柱累积损伤的影响,并对试验结果进行了总结。研究表明,钢纤维混凝土填充的钢管混凝土柱与素混凝土填充的钢管混凝土柱相比,其延性和能量吸收能力显著增加,损伤指数降低。给出预测填充柱累积损伤指数的简单公式,该指数可以对新的和已有的填充柱进行地震安全评估。     

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...     

钢管混凝土柱轴心受压承载力的计算方法对比分析

介绍了计算钢管混凝土柱轴心受压的五种理论及计算公式,并对各公式的计算进行验证比较。结果表明,各计算公式在形式上有所区别,但考虑因素都大同小异,计算结果与实验值比较吻合。     

爆炸荷载作用下钢管混凝土柱非线性分析

基于统一强度理论,推导了钢管混凝土柱的塑性极限弯矩和均布荷载作用下简支梁的极限位移。考虑爆炸反应过程中钢管混凝土柱质量和刚度改变产生的非线性影响,采用等效单自由度模型和逐步积分法,分析了爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的动态响应。将理论计算结果与相关文献计算结果进行对比,验证了理论计算方法的正确性。研究结果表明:随着套箍系数的增大,塑性极限弯矩及极限位移增大;随着侧压系数的增大,塑性极限弯矩增大;考虑钢管对受压区混凝土抗压强度的提高比不考虑时塑性极限弯矩提高了12%~19%;提出的计算方法满足钢管混凝土柱抗爆分析的精度要求,可为钢管混凝土柱的抗爆设计和防护提供参考。     

反复荷载作用下方钢管混凝土柱的抗震性能试验研究

本文介绍了１２根承受常轴力和反复水平荷载作用的方钢管混凝土柱试件的试验,研究了不同试验参数,如宽厚比（ Ｒｆ）、轴压比（ ｎ＝ Ｎ／ Ｎ０）和内填混凝土强度（ｆｃｕ）对试件抗震性能的影响。试验结果表明,方钢管混凝土柱具有良好的荷载－位移滞回性能和抗局部屈曲的能力以及比普通钢筋混凝土柱更好的耗能能力和更小的强度退化。通过编写的计算程序,对方钢管混凝土柱的荷载－变形全过程进行了分析,计算得到的弯矩－轴力－曲率关系和荷载－位移关系与试验结果吻合较好。     

火灾下圆钢管混凝土柱轴心受压承载力的简化计算研究

本文利用《钢管混凝土结构技术规程》(CECS 28:2012)的钢管混凝土柱轴向受压承载力计算公式,考虑火灾温度作用的影响,推导出火灾下圆钢管混凝土柱轴心受压承载力的计算公式,并编制相应程序。通过与以往试验对比,本方法的计算结果与试验结果吻合较好。本文的研究成果可为有关钢管混凝土柱的抗火设计提供参考。     

圆钢管混凝土轴压长柱的极限承载力

基于双剪统一强度理论,考虑钢管中间主应力(径向压力)对环向拉力和纵向压力的影响,建立了钢管的承载力公式;同时,避开混凝土破坏准则中侧压影响系数的不确定性分析,根据混凝土破坏时的统一强度准则建立其承载力公式,进而叠加建立了钢管混凝土短柱的承载力公式。在此基础上,按照弹性模量理论推导出钢管混凝土长柱的稳定影响系数,建立了其极限承载力公式。结果表明,改变加权参数值,计算得出的承载力也随之发生变化。通过与相关文献中的试验值进行比较,发现试验值与计算值吻合良好。     

圆锥形中空夹层钢管混凝土轴压短柱受力机理分析

为了研究圆锥形中空夹层钢管混凝土轴压短柱的受力机理,通过有限元软件ABAQUS建立了该类构件的力学模型,并与已有试验数据进行对比,验证了模型的合理性。分析了典型构件的受力全过程荷载-应变关系曲线、钢管与混凝土之间的相互作用力、破坏模态和荷载分配; 同时分析了空心率、锥度、钢管径厚比和混凝土强度等参数对相互作用力的影响。结果表明:典型构件荷载-应变关系曲线可分为弹性段、弹塑性段、下降段和稳定段4个阶段; 构件破坏是由外钢管向外鼓曲所导致的,破坏截面约在0.8H(H为构件高度)柱高处; 锥度和空心率的改变对构件破坏截面位置影响较大,随着锥度和空心率的增大,破坏截面位置逐渐向柱顶靠近; 影响外钢管与混凝土之间相互作用力的主要因素有空心率、锥度、外钢管径厚比、外钢管屈服强度和混凝土强度; 影响内钢管与混凝土之间相互作用力的主要因素有空心率、锥度和外钢管屈服强度; 内钢管径厚比与内钢管屈服强度对混凝土与内、外钢管之间的相互作用力影响较小,可不作为主要参数进行分析。     

钢管混凝土柱数值模拟与分析

采用非线性有限元分析方法,进行了钢管混凝土柱轴压状态下的数值模拟及分析。其中钢管采用理想弹塑性本构关系模型,核心混凝土采用约束混凝土本构关系模型。其中分析了6个圆钢管混凝土柱在轴向压力作用下的静力性能,分析结果与试验结果吻合较好,证实了该模型的合理性,可为今后的分析提供一定的参考。     

钢管钢纤维混凝土短柱轴压性能的有限元分析

对3根钢管混凝土试件(1根钢管混凝土短柱和2根钢管钢纤维混凝土短柱)进行轴压试验。试验结果表明:掺入钢纤维能有效提高钢管混凝土柱的延性,对其承载力的提高作用较小。在此基础上,采用有限元软件ABAQUS对钢管钢纤维高强混凝土短柱的轴心受压性能进行有限元分析,实验结果与有限元结果符合良好。对轴压短柱进行参数分析,分析钢管壁厚,混凝土强度及钢纤维含量对钢管混凝土柱力学性能的影响。研究表明:钢管壁厚对轴压短柱的承载力影响较为明显,其延性也略有提高;混凝土强度对钢管混凝土柱的承载力有一定提高,但随着强度的增大延性略有降低;钢纤维含量对轴压短柱的承载能力略有提高但对其延性的提高作用较为明显。     

配筋圆钢管混凝土短柱轴压承载力分析

在统一强度理论的基础上,对配有纵向钢筋和箍筋的圆钢管混凝土短柱轴心受压时的受力性能进行了分析;考虑了钢管和箍筋对混凝土的约束作用,推导出了配筋圆钢管混凝土短柱的轴压承载力计算公式;分析了中间主应力、钢管径厚比和体积配箍率对承载力的影响.将公式的计算结果与文献试验结果进行比较,二者吻合较好.结果表明:统一强度理论对于配筋圆钢管混凝土轴压短柱的理论计算有非常好的适用性,为配筋钢管混凝土柱的分析计算提供了一定的理论依据.