钢管高强混凝土偏压柱性能与承载能力的研究

本文介绍了两种长细比、五种偏心率共12个钢管高强混凝土偏压柱试件(f_()cu=88.5MPa)的试验研究工作。研究表明,具有较高套箍指标的钢管高强混凝土偏压柱的性能与普通钢管混凝土相似,但当偏心率大于1时钢管高强混凝土的承载能力衰减得较快。为了充分利用高强混凝土的强度,应控制钢管高强混凝土柱子的偏心率小于1,这样普通钢管混凝土承载能力偏心率影响折减系数φ_e的计算公式也适用于钢管高强混凝土偏压柱。     

高强钢管混凝土柱研究现状

简要介绍了宝钢产高强钢板的性能、特点,对国内外高强钢管混凝土柱的研究现状进行了调研,并对高强箱形钢管混凝土短柱和长柱承载力进行了试验研究和数值分析,指出日本BRI方法可用于偏心受压短柱的承载力计算。     

高强钢管混凝土柱抗震试验分析

对高强钢管混凝土柱进行低周反复水平荷载作用的试验 ,得到了不同轴压比情况下的滞回曲线及骨架曲线 ,讨论了高强钢管混凝土柱压弯承载力计算公式的适用性。研究表明 ,高强钢管混凝土柱具有较高的承载力及良好的抗震性能。     

高强方钢管高强混凝土长柱偏压性能

为研究高强方钢管高强混凝土偏压长柱力学性能,基于已有的偏压试验研究,进一步分析了偏压柱破坏形态、荷载-挠度曲线、弯矩-曲率曲线和应变发展规律,探讨了偏心率与长细比对构件塑性发展等力学性能的影响。结合ABAQUS数值模拟研究了不同偏心率的偏压柱工作机理,并由此进一步分析了材料性能参数与构件几何参数对偏压柱的受力性能影响。基于试验与数值模拟,采用《钢管混凝土结构技术规范》（GB 50936—2014）和人工神经网络模型对68个试件的极限荷载Pu及其弯矩Mp值进行预测。结果表明,《钢管混凝土结构技术规范》（GB 50936—2014）计算的Pu值平均比试验与模拟值高2.3%,而计算的Mp值则偏于保守且平均偏低13.8%。神经网络模型对Pu及Mp值的预测结果均与试验和模拟结果吻合较好,验证了神经网络模型的有效性;且该模型可准确预测未知试验结果条件下的试件Pu及Mp值。     

单双钢管高强混凝土柱构件抗震性能对比分析

通过4根双钢管高强混凝土柱及2根单钢管高强混凝土柱在不同轴压比下的反复水平荷载作用的试验,研究双钢管混凝土柱和单钢管混凝土柱的抗震性能,并从多个方面对二者的性能加以对比分析。分析表明,双钢管高强混凝土柱较单钢管混凝土柱具有较好的抗震性能。     

内置钢管高强混凝土柱抗震性能试验研究

文章结合工程实际 ,对10根内置钢管高强混凝土柱进行低周反复水平荷载试验,探讨高强混凝土柱破坏机理及提高高强混凝土柱延性的措施 ,并提出设计建议     

钢管高强再生混凝土柱轴压性能试验研究

为研究钢管高强再生混凝土柱与钢管高强普通混凝土柱轴心受压性能的差异,进行了圆形和方形两种截面形状、高强普通和再生两种混凝土、方钢管内配置与不配置钢筋两种构造的5个钢管混凝土足尺试件轴压性能对比试验。通过试验,分析了混凝土种类、截面形状和配置钢筋对试件承载力、耗能及延性的影响。试验结果表明：钢管再生混凝土柱的损伤发展过程和破坏形态与钢管普通混凝土柱相似;在截面积、含钢率、材料强度相同的条件下,圆形截面试件较方形截面试件具有更高的承载能力和较好的变形能力;混凝土种类对方形截面试件轴心受力性能影响不大;方钢管内配置钢筋可加强对核心混凝土的约束作用,提高试件的承载力和变形性能。根据国内外相关规程对试件的轴压承载力进行了计算,引入尺寸效应影响系数,提出了方钢管混凝土柱承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

高强钢管混凝土核心柱轴压短柱的承载力研究

利用数值分析方法对高强钢管混凝土核心短柱 (L/D <4)在轴心受压时的荷载 变形关系曲线进行了全过程分析。用以往试验结果进行验证 ,吻合良好。并分析了钢管套箍指标 ,钢管强度和混凝土强度对轴压承载力的影响。最后提出了高强混凝土核心短柱轴心受压强度承载力的简化计算公式。     

高强钢管高强混凝土短柱力学性能智能模型研究

为研究超出规范范围材料强度的高强钢管高强混凝土短柱承载力在规范范围外拓展应用的相关问题,搜集61组试验及有限元数据,利用神经网络智能技术研究了在不同的截面尺寸、高强材料、含钢率、偏心率和长细比等影响因素下的高强钢管高强混凝土短柱的极限承载力及荷载-位移曲线,将承载力预测结果与规范EC4、规范ACI及规范GJB 4142—2000的计算结果进行了对比分析,并预测了试件的荷载-位移曲线,对各阶段各模型的切线刚度进行了分析研究。研究结果表明：所述规范可以在一定程度上继续延伸使用,而神经网络智能模型不仅与试验数据吻合度较高、精确度高,还考虑了规范没有考虑的约束效应减弱及两种材料强度匹配程度对承载力的影响,承载力会随着混凝土强度和钢材强度的提高而减缓增强速度;神经网络智能模型非常适合用于预测高强钢管高强混凝土短柱承载力,可以为实际工程和规范延伸拓展提供设计参考;神经网络智能模型相比于现有组合构件应力-应变理论公式会更加简便准确,以切线刚度的对比结果可知,其可以更加准确地反映和再现轴压作用下高强钢管高强混凝土短柱荷载-位移曲线的特征,对构件的力学性能研究有一定的参考作用。     

高强混凝土在钢管混凝土柱中的应用

叙述了C80、C100高强混凝土在钢管混凝土柱应用中的有关技术问题和应用效果。采用预拌生产、泵送施工,现场应用混凝土拌合物和易性好、易泵送,强度经统计28d抗压强度均达到C100。     

偏心荷载作用下高强钢管混凝土柱的试验研究

偏心荷载作用下,对普通和高强钢管混凝土细长柱进行了37组试验。试验参数包括:混凝土名义强度(30,70及90MPa)、径厚比D/t、偏心率e/D及长细比L/D。将每组试验的极限荷载与欧洲规范4中设计承载力对比,规范规定的混凝土强度为50MPa。通过对比3个性能指标:混凝土贡献率、强度指标及延性指标,确定采用高强混凝土替代普通混凝土的可行性。结果表明:高强混凝土尽管不能提高承载力但能提高延性性能,高强混凝土在此方面是有效的。     

钢管高强混凝土柱轴向受压承载力试验研究

22根钢管高强混凝土柱的轴向受压试验结果表明 ,钢管高强混凝土短柱的轴向受压破坏为剪切破坏 ,长柱的破坏为弯曲破坏。根据试验和有关文献的结果 ,提出了混凝土强度等级不大于C80、套箍指标不大于 1 1的钢管高强混凝土柱的轴向受压承载力计算公式 ,以及长柱轴向受压承载力折减系数计算公式     

高强方钢管高强混凝土短柱轴压性能

选取四种混凝土本构关系模型,应用有限元分析软件ABAQUS建立高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析模型,再通过试验研究加以验证。结果表明:采用韩林海提出的约束混凝土本构关系模型的有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,研究了含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度对模型混凝土贡献比(CCR)及跨中截面钢管应力的影响。最后,提出了高强方钢管高强混凝土轴压短柱组合构件受力全过程应力-应变关系曲线表达式,计算结果与试验结果吻合较好,验证了公式的准确性。     

钢管混凝土增强高强混凝土柱的正截面强度计算

在截面核心用钢管混凝土增强的高强混凝土柱的抗震性能的试验基础上 ,讨论了这种柱的两种正截面强度计算方法。两种计算方法的结果与试验结果均吻合较好。     

高强方钢管混凝土的弯曲性能

薄壁型钢混凝土组合截面由于其巨大的优点已被广泛地应用于各种工程中。对组合结构的现有的设计规范是局限于紧凑截面型钢混凝土组合截面。然而，现有的关于细长薄壁型钢混凝土组合截面的文献非常有限。该文对普通混凝土细长薄壁型钢组合截面进行了广泛和全面的试验研究。为了对混凝土细长薄壁型钢组合截面性能进行分析，     

钢管自应力自密实高强混凝土中长柱受压性能试验研究

为提高钢管内混凝土的密实度,减小混凝土的收缩,以保证钢管与混凝土更好地工作,满足实际工程需要,文中提出采用钢管自应力自密实高强混凝土柱,考虑初始自应力、长细比和混凝土强度等因素的影响,设计制作16个钢管自应力自密实高强混凝土中长柱试件,通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-纵向变形曲线、荷载-挠度曲线和极限承载力,分析了各参数对试件轴心受压力学性能的影响。研究表明：大部分中长柱的破坏形态均为弯曲失稳破坏;初始自应力提高5MPa,钢管自应力自密实高强混凝土中长柱极限承载力提高19%,并改善了延性;长细比由5增大至12,试件的极限承载力降低16.9%;混凝土强度提高36.3%,钢管自应力自密实高强混凝土中长柱极限承载力提高16.3%。基于试验结果,参考国内相关规范,建立钢管自应力自密实高强混凝土中长柱轴心受压稳定承载力计算公式,可供工程设计参考。     

方钢管混凝土柱受力性能研究

以含钢率、长细比、材料强度为主要参数,利用有限元软件ANSYS对方钢管混凝土柱在轴力和水平荷载作用下进行了非线性有限元计算,研究表明：方钢管混凝土柱达到极限荷载后,仍表现出良好的延性和后期变形能力,其受力性能明显优于空钢管试件和钢筋混凝土试件。     

钢管高强混凝土组合柱的施工方法

本文结合具体工程实践,对钢管高强混凝土组合柱的施工方法及注意事项进行详细叙述。     

钢管高强混凝土组合柱抗震性能试验研究

为研究钢管高强混凝土组合柱的抗震性能,完成了10个试件的拟静力试验。试验主要变化参数为轴压比和配箍特征值,探讨了组合柱在反复水平荷载作用下的破坏形态、滞回特性、位移延性、耗能比、截面应变分布和承载力等受力性能。试验结果表明:10个试件的破坏形态为柱根部混凝土压溃而丧失竖向承载力,力-位移滞回曲线饱满,位移延性系数在4.0以上,极限位移角大于1/40,以耗能比表示的耗能能力接近。用平截面假定和叠加法计算得到的试件在轴压力作用下的正截面承载力与试验结果符合较好,《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(CECS 188:2005)方法计算的正截面承载力偏小较多。     

钢管混凝土柱抗震性能比较

对往复荷载作用下钢管混凝土柱进行有限元模拟,并与试验结果做比较。结果表明,计算值和试验值吻合较好。在此基础上,分别模拟计算同等条件下钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱,分析对比钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱的承载力、延性、耗能和刚度退化等力学性能。研究表明:同等条件下,钢管混凝土柱的最大承载力为钢筋混凝土柱的1.55倍,延性系数为1.53倍。钢管混凝土柱耗能指标均大于钢筋混凝土柱,表明钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱具有更好的抗震性能。