长期荷载作用下方钢管混凝土压弯构件的力学性能

基于ACl(1992)方法,提出一种适合于长期荷载作用下方钢管混凝土构件变形计算的方法,理论结果和试验结果基本吻合。考虑长期荷载作用效应的影响,提出轴心受压时方钢管混凝土核心混凝土的应力－应变关系模型,据此利用数值方法成功地计算出考虑长期荷载作用影响时方钢管混凝土构件的荷载－变形全过程关系曲线,理论计算结果和试验结果吻合良好,在此基础上,可给出长期荷载作用下对方钢管混凝土压弯构件承载力的影响系数。     

方钢管-钢骨高强混凝土压弯承载力计算

为了进一步研究方钢管-钢骨高强混凝土压弯构件的力学性能,作者运用合成法和有限条带法相关知识,编制了方钢管-钢骨高强混凝土压弯构件分析程序.程序计算结果与试验结果吻合较好;在此基础上,进一步分析了长细比、配骨率、套箍率变化对压弯构件承载力的影响规律;最后通过对大量数值计算结果的回归分析,得出了实用的压弯承载力计算公式.对典型试件的计算结果表明:该计算方法简单有效,且具有较好的精度.     

钢管混凝土拱空间高效双非线性有限元分析

大跨度钢管混凝土空间桁架拱桥的复杂造型使得有限元分析极为特殊,对非线性分析方法的计算精度和效率提出更高要求。采用共旋坐标法,根据共旋坐标系下应变与消除刚体位移后的变形呈线性关系的特点,利用虚功原理无需迭代就能计算出该坐标系下完全粘结钢管混凝土梁单元考虑材料非线性的切线刚度矩阵,再基于场一致性原则导出结构坐标系下考虑几何与材料双重非线性的切线刚度矩阵,从而建立钢管混凝土拱空间高效非线性分析方法。编制了相应的程序,对钢管混凝土模型拱的面内与面外受力进行了计算分析,结果表明在计算精度和效率上是比较满意的。     

钢管混凝土组合柱压弯性能试验及承载力计算

现行叠合柱规程CECS188：2005计算钢管混凝土组合柱压弯承载力时,不计钢管作用影响,构件承载能力未充分利用。为此,该文通过钢管混凝土组合柱偏心受压试验,考察破坏形态及约束机理,完善压弯承载力计算理论。研究表明：钢管混凝土组合柱发生大、小偏心受压破坏,以受拉区纵筋达到屈服强度,同时混凝土受压边缘达到极限压应变为界限破坏准则;截面应变符合平截面假定,其中钢管横向应变随着偏心距减小而增大,即钢管约束作用增强,倾向于轴心受压构件而不可忽略;最后提出能够考虑钢管及其约束作用的正截面压弯承载力计算公式,通过40组试验样本的验证表明,该方法计算合理可靠,可用于指导设计。     

斜靠式拱肋系侧倾失稳临界荷载计算方法

该文以近年来发展起来的一种新型空间拱桥——斜靠式拱桥拱肋系为研究对象,基于最小势能原理,综合考虑斜靠式拱肋系主拱肋、稳定拱肋、主拱肋与稳定拱肋间横撑的变形能、作用于拱肋系的外力势能,首次推导出了斜靠式拱肋系侧倾失稳临界荷载的解析解,提出了斜靠式拱肋系侧倾失稳临界荷载的计算方法,并通过与有限元计算结果比较,证明了该文所提出计算方法的正确性。在此基础上研究了稳定拱肋倾角变化、及其侧向抗弯和抗扭刚度,主拱肋与稳定拱肋间横撑抗弯刚度对临界荷载的影响,研究结果表明稳定拱肋倾角和侧向抗弯刚度是控制斜靠式拱桥侧向稳定性的主要因素。     

钢管混凝土拱肋徐变研究

根据钢管混凝土拱桥的特点,从变形协调条件出发,通过引入混凝土换算弹性模量,推导了钢管混凝土拱肋应力重分布计算公式。根据相似比的原则制作了钢管混凝土拱桥节段模型,在正常使用极限状态下,将试验结果与基于现行规范的计算结果比较分析证明公式正确可行,同时得出由于徐变导致混凝土承担的荷载逐渐转移为钢管承受的量值,混凝土的应力最大变化量达到52.7%,而钢管应力变化达到27.3%。并对荷载水平、含钢率和矢跨比等参数对结构长期力学性能影响规律进行研究。接着跟踪了钢管混凝土拱肋在承载能力极限状态下的徐变发展规律。     

钢管拱混凝土灌注施工技术探讨

近年来，钢管混凝土拱桥以充分发挥材料性能、强度高、施工方便、造型美观等优点，被广泛采用。本文结合工程实际，就钢管拱混凝土灌注施工技术作一些探讨。     

方钢管钢骨高强混凝土压弯剪承载力分析

进行了6根方钢管钢骨高强混凝土压弯剪试件的试验研究。试验参数为轴压比、剪跨比及配骨指标。试验结果表明：在试验轴压比范围内,随着轴压比及配骨指标的增长,承载力逐渐增加;随着剪跨比的减小,抗剪承载力迅速增加,构件明显呈现剪切破坏特征。通过有限元法建立的计算模型,其计算结果经回归分析,得出了纯剪、压弯剪、压弯构件的界限剪跨比限值及实用的压弯剪构件极限承载力计算公式。在试验参数范围内,公式计算结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土肋拱的横向稳定性分析

本文研究了钢管混凝土双肋拱系的横向稳定性问题，将控制位移法用于拱式体系的几何非线性有限元稳定分析，并编制了相应的空间有限元稳定性分析程序ＡＲ－ＳＴ。为验证理论分析的正确性，分别做了钢管混凝土Ｘ型双肋拱和钢管混凝土平行双肋拱的模型试验，程序计算结果与试验结果较为符合。     

海洋结构CFRP环向约束钢管混凝土柱在压弯扭荷载下的力学性能研究

为了研究CFRP环向约束钢管混凝土柱在压弯扭复合荷载下的力学性能,该文开展了4个CFRP环向约束钢管混凝土柱和2个钢管混凝土柱的拟静力试验,主要参数为CFRP层数和轴压比,得到了在弯扭、压弯扭两种荷载作用下柱的破坏模式和荷载-变形曲线。试验结果表明, CFRP环向约束钢管混凝土柱的破坏模式为弯型破坏,其破坏过程为：塑性铰区域钢管局部屈曲、CFRP形成环向裂纹,随后CFRP断裂、与钢管剥离,最后钢管局部屈曲部位开裂。轴力的存在会使得钢管更容易出现“象腿”破坏模式。在弯扭荷载下, CFRP环向约束对钢管混凝土的延性以及承载力提高不明显;在压弯扭荷载下, CFRP环向约束能有效提高钢管混凝土的延性及其耗能能力,减缓刚度退化,但对承载力的提高不明显。此外,增加CFRP层数能有效抑制钢管的局部屈曲,增强耗能能力。     

离心钢管混凝土的等效本构关系

在现有离心钢管混凝土本构关系分析的基础上,将离心钢管混凝土简化为同一尺度的横观各向同性体,利用在弹性状态下应变能相等原理和弹塑性状态时应力—应变呈二次抛物线变化的假定,提出了离心钢管混凝土这种组合结构新的等效本构关系。实例分析表明,模型与试验结果吻合较好,且该本构关系能客观地反映了离心钢管混凝土构件的物理力学关系,为离心钢管混凝土结构进行数值分析奠定了基础。     

钢管拱肋混凝土压注施工技术

本文简要介绍一座主跨为70m＋100m＋70m的中承式钢管混凝土拱桥,针对大桥管内C50微膨胀混凝土施工全过程的质量控制措施及控制萋点,乔绍了压注口设置,输送泵及泵管的选择和混凝土配比的设计,并对压注施工工艺、质量控制做了详细的介绍。     

浅谈某大桥钢管拱肋混凝土施工

本文以某大桥为例阐述了钢管拱肋的混凝土压注旋工是能否体现设计目标——混凝土与钢管良好联合的关键工序。除了混凝土对钢材的粘着力外还存在着钢管对管内混凝土强有力的约束，这种三维的约束使得管内混凝土的受力性能大幅度改善，能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲、变形的缺点。     

高温后中空夹层钢管混凝土柱压弯机理分析

为了研究高温后中空夹层钢管混凝土压弯柱力学性能,该文设计24根压弯构件,选取合适的本构参数,利用ABAQUS有限元软件进行分析,并与相应的试验参数作对比,有限元结果与相应的试验结果对比吻合良好。该文中设置轴压比、温度、空心率等参数并研究其对跨中P-Δ曲线的影响。该文对高温后中空夹层钢管混凝土压弯柱工作机理和破坏模态进行分析,结果表明:随着温度的升高、轴压比的变大,构件横向承载能力变小。随着温度的升高,轴压比的变小,构件的位移延性变好。不超过500℃时,构件抗弯承载能力随着空心率的变大而变小,超过500℃,构件抗弯承载能力随着空心率的变大而变大,但空心率对构件抗弯能力的影响不大。     

钢管混凝土桁架拱节点受力分析的新方法

本文提出了钢管混凝土桁架拱分析的新方法。分析结果表明，这个方法不仅计算简便，而且精度也高，不仅能反映节点局部变形对整体结构分析的影响，而且能获得节点的应力及变形状态，可供科研、设计及施工人员参考。     

圆弧拱平面外弹性弯扭屈曲临界荷载分析

该文从采用经典平衡理论推导了双轴对称纯压、纯弯圆弧拱的平面外弯扭屈曲方程,给出了两铰圆弧拱的平面外屈曲荷载解析解,其中考虑了截面翘曲刚度、荷载作用位置等参数的影响。推导中进行适当的近似,使过程更加简化和直观。对3 种不同形式均布径向荷载的情况进行了讨论,并与有限元结果进行了对比。研究表明,3 种均布径向荷载中以静水压力作用下屈曲荷载最高,该文提出的双轴对称截面纯压、纯弯两铰圆弧拱的平面外屈曲荷载解析解与有限元数值解吻合良好。     

钢管混凝土拱结构的静力计算

本文采用自行编制的有限元程序，对钢管混凝土拱进行了静力计算，得到了钢管混凝土拱的变形规律和内力分布。通过对钢管混凝土拱内力和变形特性影响因素的分析比较，给出了一些有意义的结果和结论。     

钢管混凝土拱桥的设计计算

钢管砼基础理论研究及其在拱桥上的应用在我国已经取得了很大的成就，但钢管砼拱桥设计计算理论相对滞后。本文简述了其基础理论研究背景、钢管砼拱桥内力计算、面内根限承载力和面外稳定性验算、温度与砼收缩徐变的影响等方面的研究进展、主要成果和今后研究方向。     

铰接钢管混凝土圆弧拱平面内徐变稳定

钢管混凝土拱肋核心混凝土徐变不仅可以导致钢管与混凝土之间的内力重分布,还将增加拱肋的屈曲前变形,降低拱肋的稳定承载力.经典稳定理论假设拱的屈曲前变形呈线性且该变形较小,因此忽略了屈曲前变形对拱肋弹性稳定承载力的影响.该假设仅适用于矢跨比较大的深拱,由于浅拱的屈曲前变形具有明显的非线性特征,该理论不再适用.尤其考虑徐变对...     

悬链线斜靠式拱肋系侧倾失稳临界荷载

基于能量分析方法,推导了主拱肋和稳定拱肋拱轴线为悬链线的斜靠式拱肋系侧倾失稳临界荷载计算公式,并通过与有限元数值计算结果比较,证明了该计算公式的正确性,进一步验证了所提出的拱肋系侧倾失稳时横撑切向和径向力学模型的适用性,并将拱轴线为悬链线和圆弧曲线的斜靠式拱肋系的侧倾失稳临界荷载进行了比对分析,阐明了圆弧曲线代替悬链线斜靠式拱肋系侧倾失稳临界荷载的适用条件。研究结果表明：拱轴线的线型对斜靠式拱肋系的侧倾失稳临界荷载有一定的影响;当稳定拱肋倾角较小时,悬链线拱肋系的侧倾失稳临界荷载与圆弧曲线拱肋系的差异不超过5%;当矢跨比较小时,圆弧曲线拱肋系代替悬链线拱肋系的侧倾失稳临界荷载产生的误差在10%以下,但矢跨比较大时,二者的差异较大,不可等同。