十字形截面钢-混凝土组合异形柱受力性能及有限元分析

为解决十字形截面异形柱的薄弱问题,在钢筋混凝土异形柱内部添加型钢以改善其受力性能。对不同轴压比和不同配钢形式的钢-混凝土组合异形柱进行拟静力试验,对比柱根部的型钢应变、箍筋应变、混凝土应变的变化规律。研究表明:添加型钢可明显改善试件的受力性能。T形钢的腹板和翼缘的竖向应变大于实腹式配钢试件中的型钢腹板和翼缘的应变。腹板箍筋中与剪力方向平行箍肢的应变大于与剪力方向垂直的箍肢的应变,添加型钢可提高异形柱腹板的抗剪性能。在试验的基础上,采用有限元软件进行数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。     

T形钢管混凝土压弯构件强度承载性能

采用普通T形钢管混凝土柱的核心混凝土等效单轴本构关系,利用纤维模型程序分析了不同参数对T形钢管混凝土单向压弯、双向压弯柱截面强度的影响,参数包括钢材屈服强度、混凝土抗压强度、管壁宽厚比、截面肢宽厚比、加载角度和轴压比等.研究表明:混凝土工作承担系数和加载角度对归一化的轴力与弯矩相关曲线的形状有重要影响;截面肢宽厚比和轴压比对归一化的双弯矩相关曲线的形状有重要影响.基于截面全塑性假设和大量数值结果回归分析,提出了T形钢管混凝土柱纯弯、单向压弯和双向压弯截面强度承载力的简化计算方法,简化方法计算结果与纤维模型分析结果吻合良好,简化方法可为工程设计提供参考.     

基于ABAQUS的钢管混凝土T型柱节点抗震性能分析

利用有限元软件ABAQUS,建立了T型截面钢管混凝土异形柱节点的数值模型,分析了不同轴压比以及两种不同加载条件下,模型构件的抗震性能。计算结果表明:钢管混凝土T形柱节点具有较好的抗震性能。其水平承载力屈服点较高,节点附近出现塑性铰以后还能有较明显的变形,延性增强,滞回曲线饱满,耗能性能好。在极限破坏状态时,柱外围混凝土会发生较大范围的开裂与破碎。T型钢管混凝土柱仍有可能承受更高的轴压比,钢管仍存在进一步变形耗能的能力。     

钢筋混凝土异形柱抗扭性能的数值模拟

基于有限元软件ANSYS,建立压扭作用下钢筋混凝土异形柱抗扭性能的数值分析模型,并对压扭作用下9根异形柱的抗扭性能试验进行数值模拟分析.通过反复试算,提出混凝土异形柱压扭性能数值模拟的模型分析参数,分析轴压比对不同截面形状和尺寸的钢筋混凝土异形柱的开裂扭矩和极限扭矩的影响规律.研究结果表明:数值模型对异形柱的开裂扭矩和极限扭矩预测较准,但对扭矩-扭转角全过程曲线的预测还有待进一步改进;不同截面形状和尺寸的混凝土异形柱的开裂扭矩和极限扭矩随着轴压比的增大均近似呈直线增加,但当轴压比超过0.6时,异形柱的开裂扭矩和极限扭矩反将降低;随着轴压比的增大,异形柱从开裂扭矩发展到极限扭矩的过程缩短.     

钢筋混凝土异形柱轴压比限值研究

根据《混凝土结构设计规范》关于正截面承载力计算原理，对L形、T形和十字形截面柱的轴压比限值进行了数值计算分析，得出了不同截面形状、不同纵向配筋率和不同和轴角度时的轴压比限值随含箍特征值的变化规律。提出对于T形柱和L形柱，目前按规范规定的轴压比限值或广东省标准规定的轴压比限值进行异形柱抗震设计，是偏于不安全的；按天津市标准进行异形柱抗震设计，其可靠度需进一步研究。十字形截面柱配筋基本均匀布置，平衡破坏时轴压比较矩形截面情形略有提高，采用规范规定的矩形柱轴压比限值是可行的，并且柱的延性比矩形柱的有所提高。     

钢筋混凝土T形柱最不利荷载角的研究

探讨钢筋混凝土T形柱最不利荷载角及其影响因素.利用编制的钢筋混凝土异形柱截面全过程数值分析程序,通过对多种工况下钢筋混凝土异形柱正截面承载力的计算分析,结果表明异形柱最不利荷载角的影响因素主要是轴压比;截面尺寸对最不利荷载角有些影响;而混凝土强度、纵筋配筋面积对最不利荷载角的影响很弱.研究结果为钢筋混凝土异形柱的设计和异形柱的可靠性分析提供参考依据.     

异形型钢混凝土柱承载能力的试验及分析

为了研究鱼骨型异形型钢混凝土柱受力性能,进行了试验及分析。在1/6缩尺模型上进行了偏心加载和轴向加载;基于截面纤维模型编制了异型型钢混凝土柱截面的承载力分析程序。试验研究表明:偏压试件和轴压试件均表现出较好的延性,这两种试件的破坏模式均为型钢、纵筋、箍筋先屈服,最终混凝土压溃。该程序能准确地预测异形型钢混凝土柱的正截面压弯承载力,可用于异形型钢混凝土的截面设计。     

钢骨高强混凝土柱的轴压比限值

在做出基本假定的情况下,通过分析钢骨高强混凝土柱截面中钢筋、混凝土和型钢的受力,确定出影响钢骨高强混凝土柱发生不同破坏形态的界限轴力,从而得出界限轴压比·在进一步针对轴压比的研究中发现,当钢骨高强混凝土柱截面中的型钢型号、混凝土等级、柱截面尺寸变化时,其轴压比的限值也是可变的,而不是一个定值·因此,在实际结构工程设计时应根据不同的情况采用不同的轴压比限值·     

型钢混凝土柱的ANSYS数值模拟技术

利用ANSYS有限元分析程序,对已有的型钢混凝土(SRC)试验柱的受力性能进行非线性数值模拟.介绍SRC柱单元建模和分析的方法,重点考虑SRC柱截面混凝土的区域划分及相应的应力-应变本构关系.通过对ANSYS的骨架曲线的讨论和分析,最终形成考虑不同混凝土约束区域的SRC柱数值模拟技术.采用提出的模型分析不同轴压比试件的P-Δ曲线,结果表明,除轴压比较大试件的分析结果与试验结果存在较大差异外,其他试件的P-Δ曲线与试验骨架曲线均吻合良好.     

蜂窝状钢骨混凝土T形柱-钢梁节点抗剪承载力研究

蜂窝状钢骨混凝土异形柱是一种特别适用于住宅的新型异形柱结构体系。在已有学者试验研究的基础上,采用数值模拟的方法对蜂窝状钢骨混凝土T形柱-钢梁节点的抗剪承载力性能进行全面研究,研究参数包括柱轴压比、节点配箍率、混凝土强度、型钢强度等,得到了节点抗剪承载力实用设计公式。