钢管混凝土压扭构件工作机理研究

本文考虑不同加载路径对钢管混凝土压扭构件进行了有限元全过程分析，对钢管混凝土压扭构件的工作机理进行了研究。分析结果表明：理论计算结果和试验结果吻合良好。     

方中空夹层钢管混凝土压弯扭构件试验研究

以长细比、空心率和轴压比为主要变化参数,进行了5个方中空夹层钢管混凝土和2个方实心钢管混凝土压弯扭构件的试验研究。采用有限元软件ABAQUS对压弯扭试件的扭矩-转角全过程关系进行计算,计算得到的扭矩-转角关系曲线在达到承载力之前与试验结果符合较好。通过典型算例进行计算,从钢管与混凝土各自承担的荷载、轴压比和空心率对扭矩-转角关系曲线的影响三个方面对方中空夹层钢管混凝土压弯扭的工作机理进行了分析。研究结果表明：随着轴压比（n≥0.2）的增大,试件抗扭强度承载力越小;偏心率较小时,空心率越大抗扭承载力越大,延性越好。 关键词：     

脱空缺陷对钢管混凝土压弯扭构件力学性能的影响研究

为研究脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合作用下力学性能的影响,对14根(包括6根带脱空缺陷试件、6根无脱空试件以及2根空钢管试件)压弯扭复合作用下的试件进行试验研究。以轴压比、弯扭比为主要试验参数,考察带缺陷试件的破坏模式和脱空缺陷对荷载-位移关系曲线、扭矩-转角关系曲线的影响。试验结果表明:脱空缺陷的存在对试件的破坏模式影响并不显著,但会降低试件的承载力;对于带脱空缺陷的试件,轴压比和弯扭比的增加均导致试件承载力系数有所降低。     

钢管高强混凝土压弯构件抗震性能的试验研究

本通过对8根钢管高强混凝土压弯构件试件在恒定轴力和水平周期反复荷载作用下抗震性能的试验研究，阐述了混凝土强度、轴压比和含钢量对钢管高强混凝土压穹构件延性性能的影响．由试验结果分析了影响构件延性性能的主要原因及因素。并提出建议。     

六边形钢管混凝土构件的受扭性能研究

通过有限元分析软件ABAQUS研究了六边形钢管混凝土构件的纯扭力学性能.首先建立了方形和圆形钢管混凝土纯扭构件的有限元模型,并将模拟结果与相应试验结果进行对比,以验证有限元模型的准确性;接着采用验证的有限元模型分析了六边形钢管混凝土纯扭构件的扭矩(T)-剪应变(γ)关系曲线、构件剪应力分布规律和钢管对混凝土的约束力分布...     

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。     

圆CFRP-钢管混凝土压弯构件静力性能试验研究

进行了32个圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的试验研究。结果显示,构件的载荷-中截面挠度曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和下降阶段,构件的破坏属于延性破坏。分析表明,从加载之初直到极限荷载,钢管和CFRP在纵向和环向都可以协同工作,环向应变沿截面周边分布不均匀;钢管纵向应变沿截面高度的分布基本符合平截面假定;纵向受压的钢管存在内力重分布过程,纵向受拉区钢管对核心混凝土的环向约束效果不显著;构件的挠曲线大致为正弦半波曲线。采用纤维模型法分析圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的荷载-中截面挠度曲线,分析结果与试验结果吻合较好且偏于安全。     

钢管混凝土构件有效工作机理研究

钢管混凝土具有强度高、自重轻、塑性好、抗震性能优良等特性。形成钢管混凝土这一系列良好力学性能的关键是钢管和混凝土在受力过程中可以相互作用,从而充分发挥材料性能。本文对钢管混凝土共同工作的机理进行了研究和讨论。     

圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件抗震性能

选取合理的材料本构模型和混凝土损伤指标,通过ABAQUS软件建立圆锥形中空夹层钢管混凝土构件数值模型,并采用现有试验数据进行模型验证。在此基础上建立典型算例,分析典型算例的抗震性能指标,同时描述构件的破坏模态。对轴压比、空心率和长细比这3个对圆锥形中空夹层钢管混凝土抗震性能指标影响较为显著的参数进行分析,探究3个参数对滞回曲线极限承载力、延性系数和耗能能力的影响规律。比较圆锥形中空夹层钢管混凝土与不同截面尺寸的等截面圆中空夹层钢管混凝土抗震性能的差别,探究圆锥形中空夹层钢管混凝土与何种截面尺寸的圆中空夹层钢管混凝土可以实现抗震性能上的等效。结果表明:在一定范围内,轴压比和长细比的增大使得构件的耗能性能变差,空心率的增大使得构件的耗能性能变好,但需明确各参数的限值; 截面面积减小使得构件的承载力降低、耗能性能变差; 圆锥形中空夹层钢管混凝土的抗震性能与距其底部1/4高度处截面大小的圆中空夹层钢管混凝土等效。     

椭圆钢管混凝土压弯扭复合受力性能及承载力计算方法研究

为研究椭圆钢管混凝土构件在压弯扭共同作用下的受力性能,基于椭圆钢管核心混凝土等效本构模型,通过ABAQUS有限元软件建立了椭圆钢管混凝土构件在压弯扭复合受力作用下的有限元分析模型,并利用已有的试验数据验证了模型的准确性和可行性;系统分析了约束效应系数、轴压比、弯矩比和扭矩比等关键参数对其T/Tu-M/Mu曲线、T-θ曲线和破坏模式的影响规律,最终提出了椭圆钢管混凝土构件在压弯扭复合受力作用下的承载力计算公式。研究结果表明：在一定范围内初始轴压比的提升会使构件的抗扭强度与纯扭构件相比有所提升,而当初始轴压比过大则会显著降低构件的抗扭强度;构件初始弯矩比的增加会使其抗扭强度持续降低;在轴力与弯矩的同时作用下,各自效果依然存在。通过提出的承载力简化计算公式的理论计算值与有限元分析结果的对比,表明该公式可用于评估椭圆钢管混凝土构件在压弯扭复合受力下的极限承载力。研究结果将为椭圆钢管混凝土在实际工程中的设计和应用提供科学依据。     

轴心受压钢管混凝土曲杆的试验研究

进行了18组轴心受压钢管混凝土曲杆的试验,研究了管截面形状(圆形、方形)、初始位移(0～30mm)及长细比(20和60)对曲杆性能的影响。分析钢管混凝土曲杆的性能和破坏模型,并与无初始应变的偏心受压普通钢管混凝土比较。采用有限元模型,分析了轴心受压下钢管混凝土曲杆的全范围荷载-位移曲线。最后,将试验结果与AIJ-2008、AISC-2005、BS5400-2005、DBJ/T13-51-2010、EC4-2005等现行规范进行对比分析。     

空、实心钢管混凝土构件抗扭抗剪性能的研究Ⅰ:刚度和模量的研究

目前钢管混凝土扭转刚度和剪切模量的计算公式相当复杂,而且完全基于有限元回归拟合所得。首先从理论上对钢管混凝土受扭过程进行了分析,分别采用经典弹性理论和等效空间桁架模型,把钢管混凝土的扭转过程分为3个阶段,即弹性阶段、弹塑性阶段和塑性强化阶段,得到了相应的扭转刚度和等效剪切模量的理论公式;然后通过有限元分析,拟合给出了对理论公式的修正意见。     

侧向冲击下钢管混凝土(CFST)构件的性能:试验和有限元模型

研究钢管混凝土(CFST)构件的冲击特性。通过一系列试验来获得侧向冲击下受冲击力影响的组合构件的失效模式和时程分析。试验参数包括CFST样本的轴向载荷等级、约束因素和冲击能。建立一个包含钢筋和混凝土材料应变率效应、钢管和核心混凝土间相互作用以及外部钢管对核心混凝土约束效应的有限元模型。试验数据被用于验证有限元模型的准确性且基本上与之吻合。同时使用有限元模型进行了CFS冲击性能的全过程分析。     

氯盐腐蚀下钢管混凝土方柱的承载力试验研究

对氯盐腐蚀下钢管混凝土方柱的承载性能进行试验研究。试验包含28个试件(17根短柱和11根梁),主要参数为腐蚀情况下的荷载比(0～0.75)及腐蚀状况(无腐蚀、完全腐蚀及部分腐蚀)。根据试验结果,对荷载及腐蚀对钢管混凝土和钢管性能的影响进行分析,并将按现有规范DBJ/T13-51-2010及EC4-2004计算的极限承载力与试验进行对比分析。     

实心与空心钢管混凝土构件防火计算方法

目前关于钢管混凝土的耐火研究还主要集中在实心构件上,空心钢管混凝土的相关研究则不足。而实心钢管混凝土可以看作是空心钢管混凝土的特例,因此,很有必要将实心和空心钢管混凝土统一在一起进行研究。采用理论和有限元计算相结合的方法,对钢管混凝土构件在标准火灾下的承载力进行了研究。最终,给出了实、空心钢管混凝土构件在标准火灾下任意时刻的承载力计算公式和保护层厚度的计算方法。     

掺废弃混凝土块的钢管混凝土中长柱轴压试验研究

设计9根试件,通过单调加载试验研究了掺废弃混凝土块的钢管混凝土中长柱轴压性能,分析了废弃混凝土块掺入率对试件受力过程、破坏形态、承载力和延性的影响。研究结果表明:掺入率对试件的受力过程及破坏形态影响较小,所有试件均经历了弹性阶段、屈服阶段及破坏阶段,破坏形态均为材料破坏,但轴压承载力随掺入率的提高而降低。借鉴国内外钢管混凝土结构设计标准计算试件承载力,并与试验结果对比分析,给出了掺有废弃混凝土块的钢管混凝土中长柱的轴压承载力的建议设计公式,可为钢管再生混凝土后续研究和推广提供参考。     

第五章 钢管混凝土构件的节点构造(一)

介绍单层工业厂房中,采用钢管混凝土柱时常用的一些节点构造。较详细地归纳和介绍了高层建筑中钢管混凝土柱与梁的节点,分刚性节点和铰接节点。还简要介绍了管柱对接接头的构造和施工方法。     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件抗弯性能研究

在合理地选择材料本构模型和接触模型并考虑材料和几何非线性的基础上,建立了带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土受弯构件的有限元模型,并利用试验结果验证了有限元模型的可靠性。利用数值模型对带脱空缺陷的钢管混凝土构件在纯弯作用下的全过程工作机理进行了细致剖析,明晰了球冠形脱空缺陷对构件抗弯性能的影响机理。结果表明球冠形脱空缺陷的存在降低了钢管对混凝土的约束效应,使混凝土开裂严重以及加剧了钢管的局部屈曲从而降低了构件的抗弯承载力。基于以上分析,研究了影响约束效应的相关参数对带缺陷的钢管混凝土构件的抗弯承载力以及弯矩-挠度关系曲线的影响规律,并在此基础上提出了考虑脱空缺陷影响的钢管混凝土抗弯极限承载力的简化计算公式,可为相关工程实践提供参考。     

钢管砼轴心受压构件稳定承载力的理论分析

本文分析了现有的几种利用欧拉公式求解钢管砼轴压临界荷载的计算方法,提出了利用组合模量计算轴压稳定承载力的公式。按所提供的方法进行计算不需进行任何修正,而且与实验结果符合良好。文中还提出了设计曲线。     

曲线形钢管混凝土(CCFST)组合构件轴压试验

描述了一系列曲线形钢管混凝土(CCFST)组合构件的轴压试验。对20个试件(其中包含18个CCFST组合构件和2个曲线形中空截面钢管柱)进行了试验,研究组合构件中管件形状(圆形和方形)、初始曲率(βr,0%～7.4%)、名义长细比(λn,9.9～18.9)、截面形式(2种主要构件、3种主要构件和4种主要构件)以及支撑形式(板条和绳状)等因素对其性能的影响。试验结果表明:CCFST组合构件试样的极限强度和刚度随着βr或λn的增加而降低。板条和绳状支撑组合构件的承载力和失效模式不同。给出利用等效长细比计算轴压下CCFST组合构件极限强度的简单方法。