带肋方钢管混凝土轴压短柱承载力有限元分析研究

为解决钢管混凝土的脱空现象,提高钢管混凝土短柱的承载能力,设计了两种不同截面形式（单肋、双肋）的带肋钢管混凝土短柱.借助于有限元程序模拟了钢板厚度为4 mm、6 mm、8 mm的3组试件的轴压过程,通过比对结果数据发现：带肋钢管混凝土的承载能力比无肋钢管混凝土短柱在承载能力方面有明显提高;同种壁厚条件下单肋截面在极限承载力提高程度最佳;壁厚在6 mm时单肋截面承载力提高最大.     

混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明：在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载 位移下降段比试验曲线平缓.     

三种混凝土本构模型在圆钢管再生混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明:在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载-位移下降段比试验曲线平缓.     

钢筋混凝土柱、型钢柱及钢管混凝土柱之比较研究

本文对钢筋混凝土柱、型钢柱和钢管混凝土柱的基本工作原理、力学性能、施工工艺及存在的问题进行了详细的分析,并通过实际的工程实例充分展示了钢管混凝土柱的优越性及其广泛的应用前景。     

按三维弹性体建立的钢管混凝土轴压刚度

钢管混凝土构件用约束效应系数来反映其组合作用时，可将其视为一种弹性体．根据此类构件的变形特点，按弹性体空间轴对称问题的处理方法，假定了一组试探位移函数，再利用变分原理推导出了圆钢管混凝土构件轴压刚度，结果令人满意．     

钢管混凝土柱-钢梁加强节点深化设计与施工

近几年,在工程施工中,钢管混凝土柱-钢梁节点的应用越来越普遍,其直接关系着工程的整体质量,因此,必须对相关问题加大重视程度。做好相关节点的加强工作,能够提升工程整体结构的稳定性、安全性以及合理性,与此同时,焊接的难度更低,制作安装更加简便,因此受到广大施工单位的广泛欢迎。基于此,本文主要研究了钢管混凝土柱-钢梁加强节点设计以及施工过程中需要重点关注的问题。     

方钢管混凝土柱十字型节点力学性能试验研究

结合现行钢管混凝土柱在实际工程应用状况,提出了用于方钢管混凝土结构柱钢筋混凝土梁框架结构的新型连接节点形式,采用了X型加载试验方案,制做了1∶3十字型的试验模型,进行了低周反复荷载作用下的试验研究,得到了相关的钢筋和钢牛腿应力应变发展规律和相应的滞回曲线,对试验结果进行了节点破坏的机理分析,提出了进一步的改进措施,使其具有可靠的受力性能,与常规的连接方式相比是一种相对简捷而可靠的连接方式.     

钢管混凝土排柱剪力墙的框—筒结构抗震性能分析

以某高层框架—筒体结构为例,采用ANSYS有限元软件对设置钢管混凝土排柱剪力墙的结构进行了整体分析,软件在分析钢管混凝土排柱剪力墙具有精度更高的优点.说明剪力墙采用钢管混凝土排柱的框架-筒体结构,抗侧移刚度和延性都有显著提高,同时减小了结构的侧向位移.     

大尺寸RPC管-混凝土组合短柱轴压性能研究

将活性粉末混凝土(RPC)制成配有高强螺旋箍筋的预制管,在其内部现浇混凝土,形成新型组合结构——RPC管-混凝土组合柱(CFRT).对5组大尺寸CFRT、1组箍筋约束混凝土柱和1组RPC空管进行了轴压试验,研究RPC管与内部混凝土之间的组合效应,以及配箍率对CFRT轴压性能的影响.结果表明:在受力过程中,外围RPC管能维持其完整性,没有出现明显剥落;CFRT柱的承载力稍高于对应的箍筋约束混凝土柱和RPC空管两者单独的承载力之和;RPC管中配箍率越高,组合柱的抗压性能越好.计算表明,经典的箍筋约束混凝土强度模型低估了CFRT的轴向承载力.基于RPC管损伤和箍筋约束效应,考虑非有效约束区的RPC管对组合柱承载力的贡献,在Mander模型的基础上提出了CFRT承载力模型,该模型的计算结果与试验值基本吻合.     

地震作用下约束屈曲支撑损伤量的数值分析

(BRBs)以能量理论为基础,阐明了约束屈曲支撑BRBs损伤量的涵义,提出了适合框架结构的单自由度BRBs损伤量的分析模型,并利用有限元软件ANSYS8.0对所建立的模型进行了非线性动力时程分析,得到了BRBs的地震动力响应,并推导建立了实用的BRBs损伤量的计算模型,通过MATLAB编程计算,得出了地震作用下BRBs的损伤量.     

K型带加强环鼓型钢管节点极限承载力分析

根据圆钢管相贯节点的特性,提出了鼓型钢管节点构造形式,利用ANSYS非线性有限元分析方法,分别计算了在主支管相交区设置了不同方式、不同数量、不同厚度和大小加强环的鼓型钢管节点的极限承载力和刚度,并与非加强K型钢管相贯节点的极限承载力比较.结果表明,鼓型钢管节点可以提高钢管节点的极限承载力和刚度.     

简单露出型平板钢柱脚研究

采用考虑接触问题的有限元法对部分露出型刚接柱脚的整体变形进行分析.对比文献对柱脚转动刚度和变形研究的结果,引入了不同构造柱脚柱子轴力、弯矩均随加载过程变化的弹性约束力学模型.在柱脚连接设计中引进半刚性柱脚定义,对柱脚连接的分类、界定半刚性连接以及柱脚设计提出了相关建议.     

求解预应力组合构件截面优化设计的新方法

对预应力钢管混凝土轴压构件，建立了以稳定为约束奈件的优化设计数学模型。引入钢管外径和壁厚比值，将双变量优化问题转变成单变量优化问题。通过直接求解约束条件方程，得到优化设计变量的迭代计算公式．同时，给出获得最优解的二重迭代法计算步骤．算例分析表明，此方法对求解预应力钢管混凝土轴压构件截面优化问题，是一种简单而有效的方法．