矩形钢管混凝土构件双向压弯剪受力性能研究

建立了有限元分析模型,采用收集到的方钢管混凝土压弯剪构件试验数据对模型的适用性进行了验证。基于验证过的有限元模型,对矩形钢管混凝土构件双向压弯剪受力性能进行了分析研究,给出了典型矩形钢管混凝土压弯剪构件的受力全过程关系曲线,分析了剪切荷载角度θ(0°～90°)、轴压比n(0～0.8)、剪跨比m(0.5～5.0)、钢材强度(Q235～Q420)、混凝土强度(C30～C90)、含钢率α(0.05～0.20)和截面高宽比β(1～2)等参数对其受力性能和承载力的影响规律。结果表明,对于矩形钢管混凝土双向压弯剪构件,随钢材强度的提高、混凝土强度的提高、含钢率的增大和剪跨比的减小,其最大横向剪力增大。对于矩形钢管混凝土压弯剪构件,其强轴方向(θ=90°)单向压弯剪横向剪力最大,弱轴方向(θ=0°)单向压弯剪横向剪力最小,随剪切荷载角度的增大,横向剪力增大。在轴压比较小(0≤n≤0.2)时,此类构件最大横向剪力随轴力增大而增大,在轴压比较大(0.2n≤0.8)时,则随轴力增大而减小。截面高宽比变化对强轴方向最大横向剪力影响较小,对弱轴方向的影响较大。     

型钢混凝土压弯构件抗震性能试验研究

通过对18根剪跨比为4.23的型钢混凝土柱进行低周反复荷载试验,研究型钢混凝土压弯构件的抗震性能.分析了试验构件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和耗能能力,并详细探讨了轴压比和配箍率对型钢混凝土压弯构件抗震性能的影响.试验结果表明型钢混凝土压弯构件具有良好的抗震性能.     

型钢混凝土构件复合受扭性能试验及强度计算

为研究双轴对称型钢混凝土构件的复合受扭性能,以配钢形式、箍筋间距、混凝土强度、轴压比、扭弯比为变化参数,完成了10个型钢混凝土试件的单调加载试验。研究了压弯剪扭复合受力下构件的破坏形态、扭率-扭矩曲线,并以叠加原理为基础,探讨双轴对称型钢混凝土构件在扭矩作用下的开裂扭矩和极限扭矩计算。结果表明,试件均经历了开裂荷载前的弹性阶段、弹塑性阶段和峰值扭矩后的破坏阶段;10个试件最终呈扭型破坏;闭合角钢桁架混凝土构件受扭承载力明显优于实腹式十字形型钢混凝土构件;轴压比从0.1增加到0.2,试件受扭承载力平均增长11.5%;扭弯比从0.5增加到1.0,试件受扭承载力平均减小2.3%。根据改进的内力分配法和叠加原理提出的计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

圆锥形中空夹层钢管混凝土构件压弯剪受力性能研究

为研究圆锥形中空夹层钢管混凝土构件压弯剪受力性能,利用ABAQUS有限元软件建立了数值分析模型,计算了横向剪力-位移关系曲线,分析了构件破坏模态,提取了各组件相互作用力及荷载分配曲线;最后对影响圆锥形中空夹心层钢管混凝土构件压弯剪受力性能的主要参数进行了数值计算.结果表明:空心率、锥度、混凝土强度等级对圆锥形中空夹层钢...     

压剪复合作用下镁基盐发泡混凝土墙体力学性能试验研究

对镁基盐发泡混凝土试验墙体进行了压剪复合作用下的力学性能试验,研究了镁基盐发泡混凝土墙体不同轴压比工况下的力学性能,对比分析了三种轴压比和水平荷载组合作用下墙体的变形位移、破坏过程、破坏机理等性能。结果表明:在压剪复合作用下随着轴压比的增大,试验墙体的开裂荷载、开裂位移、极限荷载、极限位移、破坏荷载都相应增大,但破坏位移相对减小,墙体的弹性工作阶段可以得到延长且墙体的局部变形能力更强;在压剪复合作用下试验墙体的裂缝扩展形式为自截面边缘向内部逐渐发展的近似水平裂缝,为典型的正截面弯曲破坏;在压剪复合作用下试验墙体的破坏机理是当墙体内一点处最大拉应力超过材料单向应力状态下的极限拉应力,材料就会发生破坏;在压剪复合作用下试验墙体的变形能力较差,是一种脆性构件且总体应力与其材料强度相比一直处于低应力状态。     

压剪复合作用下镁基盐发泡混凝土墙体力学#br# 性能试验研究

对镁基盐发泡混凝土试验墙体进行了压剪复合作用下的力学性能试验，研究了镁基盐发泡混凝土墙体不同轴压比工况下的力学性能，对比分析了三种轴压比和水平荷载组合作用下墙体的变形位移、破坏过程、破坏机理等性能。结果表明：在压剪复合作用下随着轴压比的增大，试验墙体的开裂荷载、开裂位移、极限荷载、极限位移、破坏荷载都相应增大，但破坏位移相对减小，墙体的弹性工作阶段可以得到延长且墙体的局部变形能力更强；在压剪复合作用下试验墙体的裂缝扩展形式为自截面边缘向内部逐渐发展的近似水平裂缝，为典型的正截面弯曲破坏；在压剪复合作用下试验墙体的破坏机理是当墙体内一点处最大拉应力超过材料单向应力状态下的极限拉应力，材料就会发生破坏；在压剪复合作用下试验墙体的变形能力较差，是一种脆性构件且总体应力与其材料强度相比一直处于低应力状态。     

内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪性能研究

为研究内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪复合受力工作机理,完成10个内配型钢方钢管混凝土试件的压弯剪试验研究,考虑剪跨比、轴压比和型钢截面形式对构件承载力和破坏模式的影响.运用有限元对试验结果进行模拟,针对典型算例进行受力机理分析,并对影响水平承载力的不同因素进行参数分析和评估.结果表明:内配型钢方钢管混凝土压弯剪试件表现...     

扭矩作用下钢筋PVA-ECC柱抗震性能试验研究

为了研究压弯剪扭复合作用下钢筋聚乙烯醇纤维增强水泥基复合(PVA-ECC)柱的抗震性能,以轴压比、扭弯比、剪跨比为变化参数,设计了6个PVA-ECC柱试件和1个作为对比试件的普通钢筋混凝土柱,进行拟静力试验,分析试件破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性及能量耗散等抗震性能指标.结果 表明:在压弯剪扭复合作用下,7个试件均发生扭型破坏;与普通混凝土试件相比,PVA-ECC试件裂缝开展较为缓慢,其开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载及极限扭率都明显提高,说明采用PVA-ECC材料能提高试件的复合受扭能力和变形能力;轴压比小、扭弯比大的试件扭转滞回曲线更为饱满,受扭延性更好;提高轴压比和剪跨比、减小扭弯比,试件受扭刚度退化加快;试件的受扭强度退化随试件的轴压比、剪跨比、扭弯比的提高而加快.     

基于纤维梁单元模型的内配工字型钢方钢管混凝土压弯构件延性分析

采用ABAQUS有限元软件并结合二次开发的纤维梁单元模型程序i Fiber LUT,在合理选取钢材与混凝土本构关系的基础上建立基于纤维梁单元的往复加载下内配工字型钢方钢管混凝土压弯构件数值分析模型,并与已有试验进行对比验证。计算出往复荷载作用下典型压弯构件的荷载-位移滞回关系曲线,并给出相应的骨架曲线。分析了轴压比、型钢含钢率、不同加载方式以及材料强度等参数对构件骨架曲线和延性的影响。结果表明:轴压比和型钢含钢率是影响组合构件延性的重要因素,其中轴压比对构件延性的影响最为显著,该类构件总体上表现出良好的延性和较高的承载力,能够适用于地震区建筑的结构设计。     

压弯剪复合受力作用下带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件力学性能研究

以剪跨比和脱空率为主要参数,对12根带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件和2根无脱空对比构件在压弯剪复合作用下的力学性能进行试验,考察环向脱空缺陷对钢管混凝土压弯剪试件的破坏模式、荷载-位移曲线、极限承载力的影响。试验结果表明:试件的抗剪承载力随着脱空率的增大而显著降低,带缺陷试件的抗剪承载力随着剪跨比的减小而增大。通过带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件在压弯剪复合作用下的有限元分析模型,对带缺陷试件的钢管与核心混凝土之间接触应力的发展情况进行模拟,界定了其受弯和受剪状态的界限剪跨比。     

L形型钢混凝土柱火灾后抗震性能试验研究

轴压比、剪跨比、腹杆间距是影响异形柱结构抗震设计的重要因素。对8根不同参数的L形型钢混凝土柱进行了低周反复试验,试验表明:受火后试件的屈服荷载、极限荷载以及位移延性均减小;增加轴压比提高了试件的极限荷载和刚度,使得裂缝发展受到抑制,破坏形态由弯剪破坏逐渐向剪切破坏转变;随着剪跨比的增加,试件的屈服荷载、极限荷载以及弹性工作阶段的刚度均呈现下降趋势;腹杆间距增加使得破坏时钢筋充分屈服,延性明显提高。     

焊接箍筋混凝土柱滞回性能试验及影响因素分析

为研究焊接箍筋混凝土柱的滞回性能,以剪跨比、轴压比、配箍率和混凝土强度为设计参数,对12个焊接箍筋混凝土柱进行低周反复加载试验。观察各试件的破坏形态,实测试件的荷载-位移滞回曲线,探讨各设计参数对位移延性系数、强度、刚度和耗能系数等滞回性能指标的影响规律。研究结果表明:各试件的滞回曲线均较饱满,表现出良好的滞回性能;剪跨比对试件滞回性能指标的影响最为显著,轴压比的影响次之,配箍率和混凝土强度的影响较小。     

高轴压比下内置钢板高强混凝土组合剪力墙#br# 抗震性能试验研究

内置钢板混凝土组合剪力墙主要应用于超高层建筑结构中,是主要的抗侧力构件,其底部剪力墙往往承担巨大的竖向荷载,轴压比和混凝土强度是影响其抗震性能的主要因素。为研究内置钢板高强混凝土组合剪力墙在高轴压比下的抗震性能,进行2个剪跨比为2.28的组合剪力墙试件拟静力试验,设计轴压比分别为0.6和0.8,C70混凝土。研究组合剪力墙在低周反复荷载作用下的受力性能和破坏模式,分析轴压比对抗震性能的影响。结果表明：2个试件最终均发生压弯破坏,破坏截面基本符合平截面假定,滞回曲线均较饱满,耗能性能良好,同时具有比较稳定的水平承载力;随着轴压比增大,组合剪力墙的水平承载力、初始刚度和耗能能力增大,侧向变形能力有所降低,但屈服位移角仍大于1/120,极限位移角为1/46。研究可为内置钢板高强混凝土组合剪力墙的工程应用提供理论参考。     

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。     

高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究

完成集中荷载作用下8根剪跨比0.26~1.04、跨高比为2和3的LC40级高强轻骨料混凝土简支深受弯构件受剪性能试验,分析该类混凝土深受弯构件的破坏过程、荷载-跨中挠度曲线、破坏形态以及钢筋应变等;重点研究剪跨比、跨高比对该类构件开裂荷载、极限荷载及破坏形态的影响;采用我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中深受弯构件承载力计算方法对本次试验8根试件进行计算,并与采用拉压杆模型的美国、加拿大和欧洲三个规范的计算结果进行对比分析。研究表明:该类混凝土深受弯构件主要发生剪切破坏和弯剪破坏两种典型破坏形态,随剪跨比增大,试件极限承载力显著减小,并且试件的弯曲效应逐渐明显,破坏形态随剪跨比和跨高比的增大逐渐由剪切破坏向弯剪破坏转化;采用拉压杆模型计算该类试件承载力较为合理,计算结果与试验值较为接近,而我国《混凝土结构设计规范》计算结果与拉压杆模型计算结果相比较为保守,尤其是对于跨高比为2的深受弯构件(深梁)。     

钢管高强混凝土组合柱的受剪性能及承载力计算

为了研究钢管混凝土组合柱的受剪机理及承载力,以剪跨比、箍筋形式、体积配箍率、轴压比和钢管尺寸为变化参数,设计了12个钢管高强混凝土组合柱进行受剪性能试验,分析组合柱的破坏过程及形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、变形以及承载力等受力性能的变化规律.研究表明:组合柱破坏形态受剪跨比和箍筋形式的影响显著,除剪跨比1.5的...     

铝合金配筋新型混凝土梁试验研究

对6根铝合金配筋新型混凝土梁试件进行了单调静载试验,研究该类新型混凝土梁的破坏机理,分析铝合金配筋混凝土梁的破坏过程、荷载-跨中挠度曲线以及纵筋应变和弯曲裂缝等的变化规律。研究结果表明:铝合金配筋新型混凝土梁发生弯曲破坏和粘结破坏2种典型模式,其中受弯破坏模式表现为铝合金纵筋拉断失效或受压区混凝土压溃失效,粘结破坏模式主要由"拱机理"导致,表现为试件在支座处锚固破坏或斜截面混凝土剪压破坏;该类新型混凝土梁的极限荷载和名义屈服荷载非常接近,二者之比均小于1.15;发生弯曲破坏的铝合金配筋混凝土梁试件的荷载-跨中挠度曲线可分为弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏失效阶段。     

超大截面钢管混凝土柱分配梁构造节点下压弯构件承载试验研究

针对采用分配梁+内环板构造、荷载先作用在钢管管壁的1∶5缩尺超大截面钢管混凝土压弯构件进行了试验,研究其破坏模式和分配梁+内环板构造对荷载传递的影响,分析了管壁宽厚比、纵向加劲肋和轴压比对压弯构件力学性能的影响。试验结果表明:分配梁+内环板构造有效地保证了构件受力全过程中基本满足平截面假定;纵向加劲肋及管壁宽厚比的减小延后了钢管局部屈曲发生的时间,且纵向加劲肋的设置提高了试件的极限承载力;压弯构件试验值与中、美设计规范进行对比后得出,美国钢结构规范N-M简化计算曲线偏于保守;与中国规程相比,试验值接近于强度曲线,高于稳定曲线,小宽厚比试件压弯承载力更接近强度曲线,表明超大截面钢管混凝土压弯构件按照现行规程进行设计偏于安全。     

低周反复荷载作用下钢管自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率关系数值分析

在10根钢管自应力钢渣混凝土柱和4根钢管钢渣混凝土柱抗震性能试验的基础上，对低周荷载作用下试件弯矩-曲率关系展开研究，探析了径厚比、轴压比、剪跨比和钢渣混凝土膨胀率的影响规律，结果表明：各试件均呈现压弯破坏特征，弯矩-曲率曲线分为上升段与稳定段，随着轴压比和钢渣混凝土膨胀率增加，试件弯矩-曲率骨架曲线上升阶段和稳定阶段的斜率均增加，试件抗弯承载力增加。随着径厚比的减小，曲线上升段斜率和试件抗弯承载力增加，而稳定段的斜率和试件抗弯承载力都无明显变化。随着剪跨比增加，曲线各阶段的斜率增加，但对抗弯承载力无明显影响。基于试验，选择钢管和自应力钢渣混凝土的本构关系模型，编制MATLAB全过程分析程序，分析了各因素对低周反复荷载作用的钢管自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率骨架曲线的影响规律。     

型钢混凝土异形柱抗震性能试验研究

进行了4个不同轴压比、含钢率、加载方向的型钢高性能混凝土十字形异形柱的低周反复加载试验,得到试件各阶段开裂变形及破坏形态,分析试件破坏机理,得出其荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、强度衰减、耗能能力。通过试验实施及相关理论计算得到相关结论,SSRHC十字形异形柱试件在剪跨比为3.25时发生弯曲破坏形态,轴压比、含钢率、不同加载方向对试件抗震性能有不同影响。