方钢管夹层混凝土加固受损RC柱偏压性能研究

通过有限元软件ABAQUS研究外套方钢管夹层混凝土加固受损RC方柱的偏心受压性能,分析外套钢管厚度、偏心距和原柱受损程度对组合加固柱受力性能的影响。结果表明:外套方钢管夹层混凝土加固法可以大幅度提升RC柱的偏压承载力和刚度,显著改善其延性。随着外套钢管厚度的增加,组合加固柱偏压承载力、刚度和延性均有不同程度的提高;随着偏心距的增加,组合加固柱偏压承载力呈降低趋势,但对组合加固柱延性的影响很小;原RC方柱受损程度对组合加固柱的偏压承载力和延性影响很小。     

钢管自密实混凝土加固柱偏压性能有限元分析

提出钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的新型复合加固方法,介绍了1个原柱和3个钢管自密实混凝土复合加固柱的偏压试验,结果表明复合加固后柱的承载力与延性大幅提高,复合加固柱的承载力随偏心距的增大而减小.采用有限元软件ANSYS对钢管自密实混凝土加固偏压柱的受力全过程进行了分析,计算得到试件的荷载-变形曲线与试验结果吻合良好.在此基础上,对复合加固柱进行参数分析,分析钢管壁厚,自密实混凝土强度及偏心距对复合加固柱的承载力的影响.研究表明:偏心距与钢管壁厚对复合加固柱的承载力影响较为明显,自密实混凝土强度影响较小.     

锈蚀钢筋混凝土偏压构件剩余承载力研究

目的 研究锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件的剩余承载力,为评价结构可靠度提供抗力模型.方法 考虑了受压区混凝土强度的降低、钢筋性能退化等主要因素,基于应力图形和平衡条件对锈蚀大偏心受压构件的结构性能退化和破坏特征进行分析.结果 导出了锈蚀钢筋混凝土构件的剩余承载力计算式.剩余承载力计算值与试验值之比平均值为1.0216.说明计算式具有可靠的精度.结论 受压区混凝土强度降低是影响锈蚀大偏心受压构件剩余承载力的主要因素之一.受压区混凝土的三向受力状态导致锈蚀偏心受压构件存在偏心转化问题.     

GFRP管混凝土组合构件偏心受压力学性能数值分析

为了研究影响GFRP管约束混凝土柱的偏心受压力学性能的因素,利用有限元软件ABAQUS建立了GFRP管混凝土柱偏心受压模型,并分析了GFRP管纤维缠绕角度、GFRP管管壁厚度、混凝土强度等级以及含钢率等因素对构件偏压力学性能的影响,对数据进行回归处理并得到偏心受压承载力公式.结果表明:数值计算结果与试验结果吻合良好;增加GFRP管管壁厚度、提高混凝土强度等级以及增加含钢率均能提高组合柱偏压承载力,偏心受压承载力公式计算结果与试验结果吻合较好.     

空间钢构架-钢管混凝土组合柱偏心受压性能的有限元分析

在空间钢构架混凝土柱中,内埋圆形钢管形成空间钢构架-钢管混凝土组合柱.为了探索该新型组合柱的偏心受压性能,在试验研究基础上,采用ABAQUS有限元分析软件,建立空间钢构架-钢管混凝土组合柱偏心受压性能的非线性有限元模型,在模型验证基础上,考虑钢管混凝土套箍指标、空间钢构架混凝土约束影响系数、偏心距等参数,对组合柱偏心受压性能进行模拟分析.结果表明,随着空间钢构架弦杆配筋率、空间钢构架混凝土约束影响系数、内埋钢管配骨率、内埋钢管混凝土套箍指标等增大,组合柱偏心受压承载力提高,且小偏心受压时其提高幅度要比大偏心受压时显著.     

基于神经网络的方钢管混凝土短柱承载力计算

针对方钢管混凝土偏心受压柱钢管和混凝土材料受力状态复杂,各种因素对极限承载力的影响难以独立精确描述的问题,通过神经网络自学习、自组织、自适应和非线性映射,可找到输入、输出变量之间的关系,建立了预测钢管混凝土极限承载力的神经网络模型.以现有的方钢管偏心受压柱试验数据为样本,训练了一个四层BP网络模型,用模型计算了偏心受压方钢管混凝土柱的极限承载力.对6组实验数据进行了预测,结果表明,预测值与试验值吻合良好,精度较高.该方法可作为实际结构设计的一种辅助手段,对钢管混凝土偏心短柱进行承载力计算.     

高性能树脂混凝土钢丝网薄层加固RC偏压柱试验研究

基于自主研发的可重复使用的加载装置,研究了配有钢丝网的高性能树脂混凝土薄层(HTRCS)对钢筋混凝土(RC)偏压柱的加固效果。通过8个大偏心试件研究了不同的加固位置和不同的钢丝网的布置层数对加固试件的破坏形式和极限荷载等的影响,并对比其中两个分别采用了不同加载装置的未加固试件的试验结果来分析自主研发装置对偏压柱受力状态的影响。最后为了进一步研究HTRCS加固RC偏压柱的加固机理,通过有限元软件分析了加固层的厚度和荷载的偏心距离等参数对加固试件承载力的影响。结果表明:该自主研发的装置不但能够较好地解决目前偏压柱试验竖向加载的安全性问题,而且能符合偏压柱的实际受力状态。HTRCS加固在受拉侧的试件破坏时受拉侧的裂缝分布与钢丝网的布置层数密切相关,当钢丝网的层数布置合理时,受拉侧的裂缝分布呈网状形;HTRCS加固在受压侧的试件破坏时受拉侧的裂缝间距与钢丝网的布置层数关系不大,但随着钢丝网的布置层数增大,受拉侧的裂缝宽度减少。HTRCS加固RC偏压柱能有效地提高试件承载力,但对于不同的加固位置,其加固机理不同。对于加固在受拉侧的试件,承载力的提高主要由钢丝网布置层数控制。当不布置钢丝网时,2 cm厚度的HTRCS加固试件受拉侧的承载力的提高仅为8%。对于加固在受压侧的试件,承载力的提高主要由加固层厚度控制。当不布置钢丝网时,2 cm厚度的HTRCS加固试件受压侧的承载力的提高可接近30%。当偏心距和柱截面沿偏心方向的长度的比值在0.7以上时,HTRCS加固在试件受拉侧的增强效果比加固在受压侧更明显。     

煤矿工业环境中RC小偏压柱力学性能时变规律研究

采用模拟煤矿地面工业环境加速损伤劣化的试验方法,研究了5个劣化周期10根RC小偏压柱的外观劣化时变特征、承载力和刚度时变规律及其力学性能退化机理.结果表明:钢筋开始锈蚀后的平均锈蚀率与劣化周期呈二次多项式关系,随着劣化程度的加深,钢筋力学性能下降、混凝土截面损伤增大,造成小偏压柱的刚度和极限承载力下降.建立了与纵筋性能退化、混凝土截面损伤、黏结力退化以及箍筋锈蚀对纵筋压曲强度的影响系数有关的劣化RC小偏压柱剩余承载力的估算模型.     

纤维编织网增强混凝土加固混凝土柱轴压性能的研究

为进一步探究纤维编织网增强混凝土（Textile reinforced concrete, TRC）加固混凝土柱的轴心受压性能,本文研究了纤维编织网层数、纤维编织网搭接长度及使用短切纤维改性精细混凝土作为TRC基体等因素对TRC加固混凝土柱轴心受压性能的影响。结果表明：TRC加固素混凝土方柱的破坏形态和延性得到改善,承载力提高幅度达17.32%;对于TRC加固RC柱,纤维编织网搭接长度、短切纤维改性精细混凝土对TRC约束效果影响不明显,但随着纤维编织网层数的增加,TRC约束效果明显提高,TRC加固RC柱的延性得到改善,承载力提高幅度最高可达14.74%。文中最后对TRC加固RC柱的极限承载力计算公式进行推导,并给出计算模型。研究结果可为TRC加固混凝土柱的工程应用提供参考。     

配筋钢管混凝土柱抗压性能

对配筋钢管混凝土柱的轴心受压性能进行了试验研究和理论分析;研究了配筋钢管混凝土短柱的受力性能、变形能力和破坏形态,给出了变形和极限承载能力的试验结果;分析了加配钢筋的作用及其对钢管混凝土柱变形和极限承载力的影响。最后探讨了配筋钢管混凝土短柱轴心受压承载力的计算方法,给出了简化计算公式。结果表明,钢管混凝土短柱加配钢筋以后,改变了其破坏形态,提高了其极限承栽能力和变形性能。     

圆不锈钢管混凝土曲杆受压力学性能研究

制作了12根不锈钢管混凝土曲杆和3根不锈钢管混凝土直杆、1根空不锈钢管曲杆对比试件,对曲杆进行两端中心受压试验,对直杆进行偏心受压试验.试验的主要参数是名义长细比(λn=24、48和72)和初始弯曲度(u0=0~140mm).试验结果表明,随着试件名义长细比和初始弯曲度的增大,不锈钢管混凝土曲杆的初始刚度减小,极限承载力也随之降低;不锈钢管混凝土曲杆与不锈钢管混凝土偏压直杆的受力性能及破坏形态总体上类似,其承载力和刚度均略高于相应的偏压直杆.基于有限元分析软件ABAQUS建立了数值模型,对不锈钢管混凝土曲杆受力特性进行分析,有限元分析结果和试验结果吻合良好.在此基础上,对不锈钢管混凝土曲杆受压承载力进行了参数分析,结果表明,不锈钢管混凝土曲杆承载力较相应的偏压直杆提高均在5%以内,采用现有规范中计算普通钢管混凝土压弯构件承载力的方法计算不锈钢管混凝土曲杆受压承载力偏于保守.     

高性能灌浆料加固混凝土偏心受压柱的受力性能

为了检验高性能灌浆料置换加固混凝土偏压柱的有效性,对8根高性能灌浆料置换加固混凝土偏压柱进行了全过程分析,研究了加固前混凝土初始应力及偏心距对置换截面承载力以及对高性能灌浆料强度发挥程度的影响。结果表明:高性能灌浆料置换加固偏压柱效果明显,其承载力提高显著;随加固前初始应力及偏心距的增大,加固效果逐渐减弱。在此基础上,提出了高性能灌浆料置换加固偏压柱折算混凝土强度和偏心受压承载力的计算方法。 更多还原     

用ANSYS程序进行型钢混凝土偏压柱的有限元分析

在12根型钢混凝土(SRC)偏心受压柱试验基础上,以荷载偏心距e0/h,长细比l0/h为主要参数,采用ANSYS有限元分析程序,对SRC柱正截面破坏的形态、特征及承载力计算等进行了研究,较真实地模拟了型钢混凝土偏压柱在偏心荷载作用下由开裂、钢筋和型钢屈服直到构件破坏的全过程.从理论计算角度作了非线性分析,为进一步了解其力学性能和型钢混凝土压弯构件的设计提供了理论依据.     

轴压T形钢管混凝土芯柱试验与有限元分析

目的 研究不同钢管直径对T形钢管混凝土芯柱轴压力学性能的影响,分析试件的破坏形态及钢管、核心混凝土、外围混凝土的应力分布破坏情况.方法 对3个不同钢管直径的T形钢管混凝土芯柱进行试验研究,在选择合理的材料本构模型的基础上,利用有限元软件建立3个试件的有限元模型并对其做轴压下的模拟.将3个试件的轴压极限承载力的试验值、模拟值、理论计算值进行对比.提取试件的破坏形态和钢管、核心混凝土、外围混凝土的应力、应变云图并进行分析.结果 在研究的范围内,钢管直径越大,极限承载力越大.3个试件轴压极限承载力的试验值、模拟值比较接近,试件模拟的破坏形态与试验的破坏形态较吻合,明确了T形钢管混凝土芯柱的钢管、核心混凝土、外围混凝土的破坏机理.结论 为全面研究T形钢管混凝土芯柱的力学性能打下了基础.     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件性能退化试验研究

采用人工气候环境加速锈蚀方法,研究了不同偏心距的锈蚀钢筋混凝土压弯构件破坏形态、延性、承载力及其结构性能退化机理,并针对不同锈蚀程度的大、小偏压构件的荷载-挠度关系、荷载-纵向压缩变形及偏压构件的承载能力进行了相应分析.结果表明:钢筋锈蚀会引起钢筋力学性能下降、混凝土保护层锈胀开裂、黏结锚固性能退化及箍筋的锈蚀程度比纵筋严重等,从而导致压弯构件的破坏形态发生变化;受拉钢筋达到屈服后,受压区混凝土很快达到极限压应变,锈蚀构件的延性性能明显降低,脆性性能则明显增加.在试验结果分析基础上,建立了与纵向锈胀裂缝宽度相关的锈蚀压弯构件侧向挠度、开裂荷载及极限荷载的预计模型,为老化混凝土结构检测加固设计时提供应用参考.     

碳纤维布加固高强混凝土偏心受压柱受力性能的有限元分析

目的研究碳纤维布加固高强混凝土偏心受压柱的受力性能,并建立其有限元模型.方法通过不同加固形式的18根试件,对碳纤维布加固高强混凝土偏心受压矩形柱的力学性能进行了有限元分析,主要考虑了偏心距、预损伤程度、纤维布的数量以及粘贴形式对加固效果的影响.结果给出了柱的荷载挠度曲线、混凝土轴向应力的分布情况、纤维布应力的分布情况等.结论不论是纤维布条带包裹,还是完全包裹的试件,加固后高强混凝土柱的极限承载力都有一定的提高,有限元分析结果和试验结果吻合较好,可以为实际工程加固柱的模拟提供参考.     

WRC-T钢管混凝土短柱轴心受压力学性能

目的 了解WRC-T钢管混凝土柱的破坏形态、受力和变形性能,考察约束效应系数、长细比、肢长腹比等参数的影响,探讨极限承载力计算方法 .方法 设计制作20个WRC-T钢管混凝土短柱试件,通过轴心受压试验,实测试件的荷载-变形曲线和极限承载力,分析各参数对短柱轴心受压力学性能的影响,参考国内外相关规范条文,通过试验数据回归分析,提出WRC-T钢管混凝土短柱轴心抗压极限承载力的计算模型.结果 试件呈剪切型或局部凸曲型破坏,提高约束效应系数可以明显提高试件的极限承载力和后期承载能力.结论 WRC-T钢管混凝土短柱的两个组成部分能很好地协同工作,力学性能较好;极限承载力公式计算结果 与试验值符合较好;计算公式可供工程设计参考.     

圆钢管高强再生混凝土柱重复加载偏压试验

为研究圆钢管高强再生混凝土柱偏心受压性能,完成了4个试件的单调重复加载试验.4个试件分为两组,第一组试件包括圆钢管普通混凝土柱和圆钢管再生混凝土柱,偏心距100 mm;第二组试件与第一组试件相同,区别在于偏心距为160 mm.通过试验,得到了荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、应变沿截面高度分布情况,分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度、延性和耗能等.利用国内外相关规程对圆钢管再生混凝土偏心受压柱进行承载力计算,并与试验结果比对.研究表明:圆钢管高强再生混凝土偏心受压柱的损伤破坏过程与普通混凝土柱相似,承载能力和变形性能较普通混凝土试件有所提高;截面应变分布与平截面假定符合较好;随着偏心距增大,试件承载力降低,刚度退化加剧,变形能力增强.     

机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱偏心受压承载力的计算方法

介绍了机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱的小偏心和大偏心受压承载力试验成果,分析了长细比和初始偏心距分别对配筋柱正截面应变分布、混凝土和钢筋应变、侧向挠度、破坏形态、极限承载力等的影响规律.通过与现行规范相应计算公式的计算结果对比,基于混凝土材料性能与结构受力的相关机理,系统分析了机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱偏心受压承载力的主控因素,并对偏心受压承载力的计算提出了建议.     

超高性能混凝土柱偏心受压性能试验研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)柱偏心受压性能,完成了7个UHPC柱和1个高强混凝土(HSC)柱的偏心受压试验;通过改变UHPC的钢纤维体积掺量以及偏压柱的偏心距及配箍率,分析试件在竖向荷载作用下的破坏形态、承载能力及变形能力。试验结果表明,UHPC柱在偏心受压作用下的破坏形态为大偏心受拉破坏和小偏心受压破坏;大偏心受拉破坏为受拉区纵筋屈服、裂缝细密,受压区UHPC被压裂;小偏压受压破坏为受拉区纵筋未屈服、裂缝细微且数量少,受压区UHPC被压碎。由于钢纤维的"桥联"作用,受拉裂缝得到有效的抑制,且数量明显增多、宽度减小;UHPC大偏压柱荷载-挠度曲线有较平缓的下降段,表现出良好的延性;与HSC柱相比,UHPC柱开裂荷载提高了44.5%和59%,极限荷载提高了30.2%和58.9%,随钢纤维体积掺量的增加,UHPC柱极限荷载提高13.3%～58.9%,破坏挠度提高14.3%～146.5%,随配箍率的增加,极限荷载提高6.2%～11.4%,破坏挠度提高14%～14.8%,通过增加钢纤维体积掺量及配箍率能有效的提高UHPC柱的承载能力和变形能力;基于UHPC较高的抗拉强度,考虑对受拉区的贡献,采用等效矩形应力图简化计算,提出UHPC偏心受压柱的承载力计算公式。计算值与试验值吻合良好。可为工程应用提供理论依据。