带约束拉杆方形、矩形钢管混凝土短柱的轴压承载力

介绍15个带约束拉杆方形钢管混凝土短柱和8个带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱的轴压试验结果,分析钢管壁厚度、拉杆直径、拉杆水平间距等参数对其轴压性能的影响。试验研究结果表明,约束拉杆的设置有助于延迟钢管的局部屈曲、提高方形钢管混凝土短柱的轴压承载力和延性,提高矩形钢管混凝土短柱的延性。约束拉杆的作用主要表现为对核心混凝土的约束作用及通过改变钢管侧壁局部屈曲的边界条件从而提高钢管的屈曲强度。同时,在合理考虑拉杆作用的基础上,应用等效侧向压力的概念和基于混凝土真三轴试验的破坏准则确定核心混凝土的峰值强度,提出带约束拉杆方形、矩形钢管混凝土短柱轴压承载力的计算方法,承载力计算结果与试验结果吻合良好。     

设置传力构件的矩形钢管混凝土柱轴压性能分析

采用有限元软件ABAQUS,对不考虑钢管壁与核心混凝土的粘结,只设置传力构件的矩形钢管混凝土轴压柱进行研究分析。分析核心混凝土及钢管壁的轴力-竖向位移曲线,得出设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的轴力-竖向位移曲线及混凝土工作承担系数。通过对轴压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱性能的研究分析,验证了可采用CECS159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》的相关规定对设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的轴压承载力进行计算。     

薄壁钢管混凝土长柱轴压性能试验研究

对 8根方形和八边形薄壁钢管混凝土长柱的轴压性能进行了试验研究 ,柱的长宽比为 1 4～ 40 ,管壁板件的宽厚比为 67～ 1 2 5。试验结果表明 ,方形薄壁钢管混凝土长柱的轴压破坏为弯曲屈曲破坏 ,八边形薄壁钢管混凝土长柱的破坏主要表现为强度破坏 ,破坏之前钢管均发生了局部屈曲现象。柱子的承载力随着长细比的增加而显著下降。在薄壁钢管混凝土短柱试验结果的基础上 ,线性回归了方形轴压长柱极限承载力折减系数 ,在上述长宽比的范围内 ,公式计算值与试验结果吻合良好     

劲化方形截面钢管混凝土短柱轴压试验研究

采用劲化方形截面钢管混凝土柱可以有效地提高柱钢管壁的侧向刚度,增强其抵抗局部屈曲的能力和改善对核心混凝土的约束作用。通过普通方形截面钢管混凝土柱和劲化方形截面钢管混凝土短柱的轴压试验,对柱的轴压破坏形态、轴力-变形特征、钢管应变等进行了分析。结果表明：劲化带的设置使钢管壁对核心混凝土的约束作用更趋均匀,改变了钢管的局部屈曲变形状态,明显提高了方形截面钢管混凝土柱的轴压承载力和变形能力。根据劲化方形截面钢管混凝土短柱的受力分析,提出了轴压承载力计算式,计算结果和试验结果吻合良好。     

带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱轴压性能的试验

针对约束拉杆对矩形钢管混凝土柱轴压力学性能的影响,对8个轴压试件进行试验,其中1个不设约束拉杆,7个设置约束拉杆。试验主要参数为约束拉杆直径和间距,钢管宽厚比,截面长宽比。试验结果表明:相对于方形截面试件,矩形截面试件设置约束拉杆后,在轴向压力作用下,试件的承载力提高幅度不明显,但对应于峰值荷载的竖向应变值随约束拉杆的加强相应增大,试件的塑性变形能力增大,延性提高。利用国内已有文献中关于矩形钢管混凝土承载力计算方法及EC4(1996)关于方形钢管混凝土计算方法,对带约束拉杆矩形钢管混凝土轴压试件承载力进行计算,发现计算结果比试验值偏低,计算方法偏于保守。     

方形高强钢管混凝土叠合柱轴压极限承载力分析

对于新提出的方形高强钢管混凝土叠合柱的极限承载力,基于统一强度理论,考虑中间主应力和材料拉压比的影响,引入有效约束系数和非有效约束系数并考虑箍筋对钢管外混凝土约束作用的不同,把钢管外箍筋约束混凝土划分为有效约束区和非有效约束区,将方形截面等效为圆形截面以考虑钢管核心混凝土受到的钢管和外围钢筋混凝土的双重约束效应,提出了方形高强钢管混凝土叠合柱的一种新的轴压极限承载力计算方法。将所得理论计算结果与文献试验结果进行对比,吻合良好,证明了公式的正确性。对各参数的影响规律分析表明,方形高强钢管混凝土叠合柱的承载力随着侧压系数、中间主应力影响系数、材料拉压比和纵向配筋率的增大而增大,随着钢管径厚比的增大而减小。     

矩形钢管混凝土轴压短柱研究

针对矩形钢管混凝土轴压短柱其钢管对核心混凝土的约束作用对轴压构件的承载力影响的问题,通过理论计算与试验数据分析对比,提出了用一个一次二项式来拟合相关系数与截面形状系数的关系及用截面形状系数来修正圆钢管混凝土轴压短柱承载力公式在实际应用中的可行性。     

方形、矩形钢管高强混凝土单向压弯构件承载力参数分析

以实际工程中常见的弯矩和轴力呈正比例增长的加载方式为基础,采用方形、矩形钢管高强混凝土组合作用下的钢管和核心混凝土的纵向应力-应变关系,编制了非线性数值计算程序,对方形、矩形钢管高强混凝土单向压弯构件的受力变形全过程曲线和影响稳定承载力相关曲线的各参数进行较为详细的分析和研究,为研究方形、矩形钢管高强混凝土中长柱在双向压弯受力状态下的力学性能垫定基础。     

矩形钢管混凝土短柱轴压承载力

提出一种矩形钢管混凝土短柱轴压承载力计算的新方法。与已有的计算方法不同之处在于,所提出的方法考虑了矩形钢管截面长边、短边对核心混凝土约束作用大小不同的特点,应用基于混凝土真三轴受力试验的破坏准则确定管内核心混凝土的峰值强度;同时,考虑矩形钢管截面长边、短边的竖向强度的差异,分别计算矩形钢管长、短边的竖向强度。应用新方法对56根矩形钢管混凝土柱试件的轴压承载力进行计算,计算结果与试验结果比较表明,两者吻合良好。     

各种截面钢管混凝土轴压短柱基本性能连续性的理论研究

根据“统一”理论推断 ,对不同截面形式的钢管混凝土轴压短柱采用有限元方法进行分析 ,得到了圆形、方形、矩形和八边形截面轴压短柱的平均应力 -应变全过程关系曲线。最后导得各种截面钢管混凝土轴压短柱的组合性能指标及承载力设计公式。研究结果表明 ,各种截面形式的钢管混凝土的性能变化是连续的。     

矩形钢管混凝土轴压短柱承载力计算

在实验的基础上 ,本文对文献 [1 ]中方形钢管混凝土短柱轴心受压公式进行了修正 ,考虑了矩形截面长宽比的影响 ,提出了矩形钢管混凝土短柱的承载力计算公式。     

Mechanical behavior of concrete filled double skin steel tubular columns under cyclic pure torsion

为研究中空夹层钢管混凝土柱在扭矩作用下的滞回性能,以截面形式和空心率为主要参数,开展了4个中空夹层钢管混凝土柱试件在扭矩作用下的拟静力试验,得到了中空夹层钢管混凝土柱在往复扭矩作用下的破坏模式和扭矩-转角关系曲线。试验结果表明：中空夹层钢管混凝土柱在往复扭矩作用下的扭矩-转角滞回曲线较为饱满,没有出现“捏拢”现象,卸载刚度与初始弹性刚度接近,具有较好的耗能能力。往复扭矩作用下,圆形截面中空夹层钢管混凝土柱的扭转性能较方形截面中空夹层钢管混凝土柱更优。在截面外轮廓形状和尺寸相同的条件下,空心率对中空夹层钢管混凝土柱在往复扭矩作用下扭转性能的影响不大。     

方钢管砼中长轴压柱稳定分析和实用设计方法

本文依据方钢管砼短柱的性能,参照素砼的基本材性和焊接方钢管的实测残余应力分布规律,详细分析并建立了方钢管砼构件中两种材料的σ-ε本构关系,并据此建立了方钢管砼轴压柱的切线模量理论临界荷载计算公式和压溃荷载计算方法。文中汇集了国内30根和国外11根试验柱资料,经分析对比,提出了方钢管砼中长轴压柱的实用稳定设计计算方法。     

Fire behavior of eccentrically loaded slender high strength concrete-filled tubular columns

This paper describes a series of 24 fire tests conducted on slender circular hollow section columns filled with normal and high strength concrete, subjected to eccentric axial load. It is a continuation of a previous research paper (Romero et al., 2011 [1]), where test results on centrally loaded columns were presented. The test parameters covered in this fire testing program were the nominal strength of concrete (30 and 90 MPa), the infilling type (plain, bar-reinforced and steel fiber reinforced concrete), the axial load level (20% and 40%) and the load eccentricity (20 and 50 mm). The columns were tested under fixed-pinned boundary conditions, with a relative slenderness at room temperature higher than 0.5 for all the specimens. The aim of this paper is to study the influence of eccentricity in combination with the type of concrete infill. The results show that the addition of steel fibers does not improve the fire resistance of slender columns under eccentric loads, as compared to columns filled with plain concrete. However, the addition of reinforcing bars increases the fire resistance of the columns in this situation. Filling the steel hollow section columns with concrete increases their fire resistance, the increase in load bearing capacity being more noticeable for columns filled with high strength concrete. A comparison with the current simple calculation model in Eurocode 4 Part 1.2 shows that, although the method is safe for eccentrically loaded columns, it produces a high error in the predictions for columns filled with plain or steel fiber reinforced concrete.     

多层住宅钢管混凝土柱的耐火计算

本文对圆形和方形钢管混凝土柱的耐火性能进行了研究,建立了相应的数学计算模型.通过计算和比较,提出了在集中荷载作用下,钢管混凝土柱的抗火计算公式.     

偏心荷载作用下细长型高强钢管混凝土柱的防火性能

对受偏心轴向荷载作用、分别填充普通混凝土和高强混凝土的细长型圆钢管柱进行24组防火试验。此试验是对Romero等人在2011年所做的中心荷载柱的试验结果的进一步探讨。此防火试验中的试验参数涵盖了混凝土标准强度(30MPa和90MPa)、填充类型(普通混凝土、钢筋混凝土和钢纤钢筋混凝土)、轴向荷载水平(20%和40%)和荷载偏心(20mm和50mm)。在固定的边界条件下对室内温度下相对长细比高于其他样本0.5的柱进行试验。研究这种内填混凝土组合件偏心荷载的影响。试验结果显示,与填充普通混凝土的柱相比,添加钢纤维并不能提高细长型柱在偏心荷载下的防火性能。然而,在混凝土柱中添加钢筋则可以提高防火性能。在中空圆钢管中填充混凝土可以提高其防火性能,钢管高强混凝土柱在承载力方面有更明显的提升。与欧洲规范4-1-2中的简易计算模型相比较,尽管此方法可用于偏心荷载作用下的柱,但在预测内填普通混凝土柱和钢纤维钢筋混凝土柱时仍会产生较大的误差。     

薄壁方形钢管再生块体混合短柱破坏形态分析

为揭示方形钢管再生块体混合构件的受力性能及破坏机理,对薄壁方形钢管再生块体混合短柱的荷载-变形曲线进行全过程分析;并以轴压破坏形态为切入点,从钢管宽厚比、核心混凝土强度、加劲肋等套箍系数因素对试件破坏形态的影响进行了分析。研究结果表明:在破坏阶段不带肋试件呈软化特性,带肋试件呈加劲特性;薄壁方形钢管再生块体混合短柱的主要破坏形态为试件中部腰鼓形压皱破坏,核心组合混凝土试件中再生块体先在块体卵石与旧混凝土界面产生裂缝,随后卵石被压碎而发生破坏;随套箍系数的增大,钢管对核心混凝土约束作用增强,则趋于腰鼓形破坏,反之发生剪切形破坏。通过研究建立薄壁方形钢管再生块体混合短柱的破坏模型。     

高温下轴压钢管混凝土柱耐火极限的理论计算

分析了高温状态下的钢管混凝土柱耐火性能,提出了轴压钢管混凝土柱的耐火极限理论计算方法,将其计算结果与轴压试验结果进行对比分析,结果表明:理论计算公式与试验结果吻合较好,为进一步分析钢管混凝土柱的耐火性能奠定了理论基础。     

方钢管混凝土轴压力学性能的理论分析与试验研究

在确定了组成方钢管混凝土的钢材和核心混凝土应力-应变关系模型的基础上,利用数值解法成功地计算出方钢管混凝土轴心受压时的荷载-变形全过程关系曲线,较为深入地认识了其力学性能.为了验证理论分析结果的正确性,进行了二十个试件的试验研究,试件变化的参数是约束效应系数ξ(=1.077-5.644).理论分析结果和本文试验结果及其他研究者的试验结果均吻合得令人满意.在上述研究成果的基础上,推导了轴压强度和轴压模量等参数的简化计算公式,简化计算结果与规范LRFD(AISC,1994),AIJ(1997)和EC4(1992)进行了比较.最后,对方钢管混凝土轴压构件进行了可靠度分析.本文研究成果已为国家军用标准<战时军港抢修早强型组合结构技术规程>(GJB2001)采用.     

钢管再生混凝土柱承载力及抗火性能研究

通过试验和理论对空、实心钢管再生混凝土柱的极限承载力做了研究,研究表明,实心钢管再生混凝土短柱可以采用实心钢管普通混凝土短柱的极限承载力计算公式。空心钢管再生混凝土长柱的承载力与再生混凝土弹性模量有关。火灾试验表明,钢管再生混凝土长柱的耐火性能要优于钢管普通混凝土,根据试验提出了钢管再生混凝土柱耐火时间的计算公式。