非等壁厚矩形钢管混凝土构件抗弯力学性能的试验研究

通过对3个非等壁厚矩形钢管混凝土纯弯构件的试验研究,考察非等壁厚矩形钢管混凝土受弯构件的力学性能。试验结果表明,非等壁厚矩形钢管混凝土受弯构件具有良好的延性和后期承载力,其抗弯性能优于同等条件用钢量的等壁厚矩形钢管混凝土构件。所得结论可供有关工程设计和理论研究参考。     

非等壁厚矩形钢管混凝土构件抗弯性能研究

探讨非等壁厚矩形钢管混凝土构件的抗弯性能,进行了5根梁的试验研究,主要考虑不同的拉压区钢管壁厚对构件抗弯性能的影响。试验结果表明,非等壁厚矩形钢管混凝土受弯构件具有良好的抗弯承载力和延性,直至试验结束,荷载未出现下降阶段。同时,采用纤维模型数值方法得到了非等壁厚矩形钢管混凝土的受力全过程曲线,计算结果与试验结果相吻合。与等壁厚矩形钢管混凝土相比,相同用钢量下,非等壁厚矩形钢管混凝土构件具有更大的抗弯承载力,并且通过提升混凝土强度与上下壁钢管的屈服强度,能够更加有效地提升构件的抗弯承载力。     

翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁受弯性能研究

为了研究翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁的受力性能,进行了7根钢管混凝土梁的四点弯曲试验,试件的变化参数为钢管上、下翼缘厚度和混凝土强度。结果表明,钢管上下翼缘厚度之比越小,承载力极限状态下的截面中性轴越靠下,表明参与工作的混凝土越多,组合截面承载性能越好;当上下翼缘厚度之比约为1/3时,通过提高混凝土的强度能有效增大构件的受弯承载力。采用有限元软件ABAQUS对受弯试验进行了全过程模拟,得到的结果与试验结果吻合。模拟分析还表明,优化后的翼缘非等厚矩形钢管混凝土截面不仅增大了钢管分担的弯矩,同时也增加了混凝土的工作面积,两者共同作用提升了构件的受弯承载力,当含钢率约为0.2时,承载力相较于等壁厚构件可提升15%以上。在平截面假定的基础上推导了翼缘非等厚矩形钢管混凝土组合截面受弯承载力的解析表达式,并探讨了对构件截面的优化问题,特别对含钢率较高的高强混凝土构件,优化截面的承载力提高效果显著。研究结果表明,翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁具有良好的承载性能和变形性能。     

混凝土填充变壁厚矩形钢管的弯曲性能

在纯弯状态下,对3个变壁厚矩形混凝土填充钢管力学性能进行了试验研究,以研究组合梁的弯矩与变形关系。首先,对变壁厚混凝土填充矩形钢管的极限弯曲强度和基于目前设计标准的单一壁厚混凝土填充钢管梁的预测强度进行了比较。提出一非线性有限元模型对试验结果进行验证,用该有限元模型研究了钢管壁厚比对组合梁弯曲强度的影响。试验与分析结果都表明,变壁厚矩形混凝土填充钢管梁具有较好的延性,其弯曲强度高于单一壁厚混凝土填充矩形钢管梁的弯曲强度。     

矩形钢管混凝土柱抗剪性能研究

对矩形钢管混凝土柱抗剪性能的研究现状、目前取得的研究成果和存在的问题进行了介绍与探讨,并为其进一步的研究提出了一些建议,以完善我国相关的规范建设,推动钢管混凝土结构的进一步发展。     

矩形钢管混凝土受弯构件承载力的研究

运用莫尔强度理论对矩形钢管混凝土受弯构件的极限承载力进行了分析，得出了考虑钢管侧压作用时构件极限弯矩的计算公式。运用有关文献的实验成果对该公式进行了校核，结果良好，并与《矩形钢管混凝土结构技术规程（CECS159-2004）》进行了比较，结果表明规程提供的受弯承载力计算公式是偏于安全的，其设计是可靠的。     

矩形钢管混凝土结构粘结性能研究

钢管混凝土结构因承载力高、抗震性能好、施工进度快,已在国内外许多重大工程中得到广泛应用。钢管混凝土结构通过钢管与混凝土间的传力实现两者的共同工作,尽管依靠固有粘结力被认为是最为经济理想的传力方式,但由于对粘结机理的认识尚不充分,规范制定得都较为保守。结合参与修订美国钢结构设计规程的经历,分析了粘结性能的研究现状,重点阐述了粘结承载力设计公式中有效粘结范围和名义粘结强度,通过对比推出、推离试件与实际钢管混凝土构件的受力状态,提出以节点试验代替上述试验定量钢管混凝土构件的粘结强度,并以此形成粘结承载力设计公式。     

界面状态对矩形钢管混凝土构件抗弯性能的影响

考虑钢-混凝土界面完全粘结和自由滑移2种极限状态,研究矩形钢管混凝土构件受弯过程的截面中和轴平移规律,并基于平截面假定,分别给出2种界面状态下构件抗弯承载力、抗弯刚度的理论计算方法。同时,针对钢管与核心混凝土界面平均粘结强度,分析抗弯构件在界面脱粘时的有效受压区高度。研究结果表明:矩形钢管混凝土的界面脱粘导致核心混凝土的抗弯承载力过早失效,构件的整体抗弯刚度和承载力降低;高宽比越大,钢管混凝土梁的整体钢管与混凝土之间的界面状态性能对构件抗弯承载力的影响越明显;实际中核心混凝土在未达到极限受压强度前与钢管发生脱粘,为充分利用核心混凝土的材料强度,应对矩形钢管混凝土的界面粘结进行构造加强。     

方形、矩形钢管高强混凝土受弯构件的理论分析与试验研究

基于从试验中剥离出来的混凝土和钢材的应力 -应变关系 ,采用数值分析的方法对方形、矩形截面钢管混凝土受弯构件的力学性能进行了分析。同时 ,进行了 6根方形、矩形钢管高强混凝土受弯构件的试验研究 ,研究构件纯弯段的受力性能 ,并与理论分析结果进行了对比 ,发现两者吻合较好。在此基础上 ,利用程序分析了钢材的屈服强度、混凝土强度、含钢率、截面长宽比对构件抗弯性能的影响。最后给出了受弯构件的典型曲线     

主管内填混凝土的矩形钢管X型节点受拉和受弯性能试验研究

为了解主管内填混凝土对矩形钢管X型节点性能的影响,分别进行4个矩形钢管混凝土X型节点和1个矩形钢管X型节点的受拉和受弯试验,试验主要参数为支主管宽度比β和主管宽厚比γ。试验结果表明,主管内填混凝土能够改善节点受力性能,提高节点刚度和承载力,与矩形钢管节点相同,参数β和γ是影响矩形钢管混凝土受拉和受弯节点承载力的主要因素,β越大、γ越小,矩形钢管混凝土节点受拉和受弯承载力越高,节点刚度越大;由于主管内填混凝土的作用,改变了节点破坏模式几何参数的变化范围,节点破坏模式与矩形钢管节点不同。建议套用相应矩形钢管节点承载力计算公式,依据破坏模式来验算矩形钢管混凝土X型节点的受拉和受弯承载力。     

方钢管-钢骨高强混凝土抗弯承载力分析

采用纤维模型法编制非线性分析程序,绘制出弯矩-曲率全过程曲线,并与有关文献试验数据进行比较,吻合较好。在此基础上,对混凝土强度、钢骨形式、配骨率、套箍率等因素对抗弯构件力学性能的影响进行分析比较。最后通过对数值计算结果的回归分析,得出实用的抗弯承载力计算公式。     

方钢管混凝土压弯构件力学性能及承载力的研究

利用轴压方钢管混凝土中钢和混凝土的应力－应变关系模型，采用数值分析方法对方钢管混凝土压弯构件进行分析，分析结果和试验结果吻合良好。     

预应力矩形钢管混凝土梁的承载力探讨

针对钢管混凝土构件无明显的抗弯优势,而预应力能使预应力钢筋的高强抗拉性能得到发挥和使钢管混凝土构件具有良好抗压性能,分析了预应力对矩形钢管混凝土梁的影响,探讨了预应力矩形钢管混凝土梁的承载力特性,在受力机理分析基础上推导了其抗弯、抗剪承载力的计算公式。并且,运用大型通用有限元程序ANSYS对计算公式进行了校核,两者基本吻合,所推公式可以为工程实践提供设计参考。     

矩形钢管混凝土梁承载力的试验和模拟分析

通过对6个宽厚比大于55的钢管混凝土纯弯构件的试验研究和模拟分析,研究钢管混凝土梁的受力性能及影响因素。研究结果表明:钢管混凝土受弯构件具有较高的抗弯承载力和较好的延性,即使跨中挠度达到L/20,作用在试件上的外荷载仍能有所增加。构件的宽厚比对抗弯承载力的影响比高宽比的影响要显著。采用SAP2000模拟钢管混凝土梁受力的全过程,与试验结果吻合较好。     

方钢管混凝土轴心受压稳定承载力的研究

考虑构件具有千分之一杆长的初挠度，采用对偏压构件承载力的计算方法分析方钢管混凝土轴心受压构件的稳定承载力，理论分析结果和试验结果吻合良好。     

矩形钢管弯扭构件的工作性能研究

利用通用有限元软件ABAQUS对矩形钢管弯扭构件的荷载一变形关系进行计算,计算结果与试验结果基本吻合。在此基础上,考虑不同加载路径的影响,对矩形钢管弯扭构件的工作性能进行分析,最后在参数分析结果的基础上,提出矩形钢管弯扭构件承载力相关方程的实用简化计算方法,该方法所得计算结果得到试验结果的验证。     

方钢管混凝土纯弯构件力学性能及承载力的研究

利用轴压方钢管混凝土中钢和混凝土的应力－应变关系模型，采用数值分析方法对方钢管混凝土纯弯构件进行分析，分析结果和试验结果吻合良好。     

矩形钢管混凝土T型受压节点受力性能的有限元分析

在选择合理的钢材和核心混凝土本构关系模型的基础上,利用通用有限元软件ABAQUS对矩形钢管混凝土T型受压节点荷载—变形关系曲线进行计算,计算曲线与试验曲线基本吻合,并对矩形钢管混凝土T型受压节点荷载—变形关系进行全过程分析。在此基础上,采用ABAQUS对矩形钢管混凝土T型受压节点的工作机理进行更为深入的研究。     

钢管混凝土偏心受压承载力的试验及理论研究

进行了16个不同含钢率的钢管混凝土试件的偏心受压试验,得出了其荷载变形曲线及极限荷载。以双剪统一强度理论为基础,给出了钢管混凝土承载力的理论计算公式,并与试验进行比较,其结果基本一致,为钢管混凝土的分析计算提供了一定的理论依据。