钢管高强混凝土柱的力学性能Ⅱ.长柱和偏压柱的力学性能

报导了钢管高强混凝土长柱和偏压柱力学性能试验的结果。研究表明，钢管高强混凝土长柱的承载能力和极限变形率随长细比Le／D的增大而下降。钢管高强混凝土偏压柱在相同的长细比下。随着偏心率的增加，试件的承载能力降低，纵向位移率降低。最后给出了钢管超高强混凝土长柱和偏压柱承载能力计算公式。     

局部环向变厚度方钢管混凝土柱偏压力学性能研究

针对海洋环境中飞溅区造成的钢管混凝土柱局部环向腐蚀现象,采用机械削减方式模拟钢管壁厚局部环向腐蚀,进行了7个方钢管混凝土柱偏压试验,揭示了削弱率和偏心率对其偏压承载力的影响,并通过数值模拟对削弱率进行拓展分析.提出了基于削弱率的偏压承载力降低系数,代入中、美规范进行偏压承载力计算.结果表明：钢管的局部环向变厚度严重削弱了方钢管混凝土柱的偏压承载力和侧向挠曲能力;较大的加载偏心率也降低了其偏压承载力,但增大了其侧向挠曲能力.引入偏压承载力降低系数后,根据中、美规范计算得到的偏压承载力与试验值均吻合较好;相比于我国规范,美国规范在计算偏压承载力时相对更加保守.     

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.     

压剪工况下型钢混凝土柱轴力分配规律试验

为研究型钢混凝土柱在压剪工况下各部分轴力分配比例随位移角的发展情况,利用已完成的21个比例为1∶2的型钢混凝土(SRC)柱试件的低周往复加载试验数据,计算得到试件中型钢、混凝土及纵筋承担的轴力随位移角变化的规律.研究表明:随位移角的增大,型钢承担的轴力先减小后增大,在大位移角下型钢承担的轴力可占总轴力的20%~40%.     

加劲型方钢管混凝土柱双向偏压力学性能研究

目的 研究加劲型方钢管混凝土柱在双向偏心荷载作用下的力学性能,为实际工程的应用与相关试验研究提供理论依据.方法在有限元验证的基础上,研究加劲肋厚度、偏心距、偏心角以及长细比的变化对于试件承载力、抗弯刚度、延性的影响.结果在双向偏心荷载作用下,试件腔体内有加劲型与无加劲肋的钢管混凝土柱均发生挠曲变形;随着加劲肋厚度的增加...     

基于纤维模型的型钢混凝土柱精细化建模分析

为研究型钢混凝土框架柱在反复荷载作用下的效应,采用开源的有限元分析软件OpenSEES,建立起基于纤维模型的型钢混凝土柱精细化模型,通过定义不同单轴材料本构模型的纤维来模拟其各自不同的应力—应变关系,结合非线性梁柱单元,形成完整的型钢混凝土柱模拟技术.并采用此模型对低周反复荷载作用下4个不同截面形式的型钢混凝土柱进行了滞回性能的全过程数值模拟.研究结果表明:此型钢混凝土柱精细化模型的数值模拟结果与试验结果吻合较好,所建立的型钢混凝土柱模型的OpenSEES数值模拟技术是合理、可行的,适用于基于纤维模型的型钢混凝土柱有限元数值模拟和受力性能的深入研究.     

复式薄壁方钢管混凝土柱的偏压力学性能研究

进行了9根带纵向加劲肋的复式薄壁方钢管混凝土柱的偏压试验.试验结果表明构件的承载力随着偏心距和长细比的增大而下降,但随着核心混凝土强度的提高而提高.基于充分验证的有限元模型,研究复式薄壁方钢管混凝土偏压柱的工作机理,并进行大量的参数分析.研究表明:外钢管的约束主要集中在角部,混凝土承担了大部分荷载,填充核心混凝土可改善组合构件的延性.钢材屈服强度、内钢管混凝土含钢率和径宽比越大,相对轴力-相对弯矩相关曲线的平衡点的横、纵坐标越小;但是随着混凝土强度的增大,相关曲线的平衡点的横、纵坐标均有增大的趋势;随着长细比的增大,轴力-弯矩相关曲线趋近于直线.最终建议了复式薄壁方钢管混凝土偏压柱的承载力简化计算式.     

预制拼装钢管混凝土柱偏压性能有限元分析

目的 提出一种新型预制拼装钢管混凝土柱,研究不同参数对其力学性能的影响,为该类构件设计提供依据.方法 通过ABAQUS有限元软件建立试件模型,选取合理的材料本构关系验证模型可行.建立预制拼装钢管混凝土柱有限元模型,分析长细比、含钢率、偏心距、预制连接件内套管长度、内套管壁厚对其偏压力学性能影响.结果 预制连接件内套管长...     

钢筋高强混凝土偏压中长柱承载力研究

基于考虑材料非线性和几何非线性耦合梁柱单元模型,采用编制的钢筋高强混凝土结构非线性数值分析程序,分析钢筋高强混凝土偏压中长柱极限承载力主要影响因素有长细比、相对偏心距、混凝土强度、纵筋配筋率等.研究钢筋高强混凝土偏压中长柱极限承载力对各主要影响因素的敏感性,依次为相对偏心距、长细比、纵筋配筋率和混凝土强度.通过回归给出钢筋高强混凝土偏压中长柱极限承载力的计算公式,为实际工程应用提供计算参考.     

型钢与再生混凝土黏结滑移性能研究

为了研究型钢与再生混凝土之间的黏结滑移性能,本文通过回归分析建立了考虑再生骨料替代率、混凝土保护层厚度、锚固长度3个影响因素作用的黏结滑移本构关系,并利用ABAQUS程序对拟合的黏结滑移本构方程进行数值模拟。结果表明：数值模拟能得到与试验一致的结果,证明该本构关系的合理性,为型钢再生混凝土黏结滑移机理分析提供一定的理论基础。     

型钢混凝土异形柱正截面承载力问题研究

本文对影响型钢混凝土异形柱正截面承载力的主要因素进行了分析研究,并得出了一些有益的结论,希望能对型钢混凝土异形柱截面的合理设计有些帮助。     

圆端形钢管混凝土双向偏压柱的力学性能研究

在合理确定钢和混凝土本构模型基础上,运用有限元数值分析软件ABAQUS模拟典型圆端形钢管混凝土双向偏压柱的荷载-变形曲线,开展工作机理分析. 分析结果显示： 在双向偏压荷载作用下,圆端形钢管混凝土柱能表现出较高的极限承载力和延性;钢管对核心混凝土可起到有效约束作用,圆弧段钢管对混凝土的约束效应高于平直段钢管. 典型算例表明,圆端形钢管混凝土双向偏压柱的M_x/M_ux-M_y/M_uy相关曲线呈四分之一椭圆形. 最后提出该类双向偏压柱承载力的简化计算式,与有限元模拟结果对比,简化计算结果偏于保守.     

型钢偏心对型钢混凝土柱承载力的影响

为了利用非线性推覆分析(Push-over)方法分析型钢偏心对型钢混凝土(SRC)柱承载力的影响,建立了SRC柱的Push-over分析模型,进行了偏心SRC柱的偏心受压试验和Push-over计算,验证了Push-over方法用于SRC柱分析的可靠性,并用Push-over方法分析了当SRC柱的长度和荷载作用位置等参数变化时,随着型钢偏心距的不同,SRC柱受力性能的变化情况,找出了型钢偏心对整柱承载力影响的变化规律.分析结果表明:当荷载和型钢同时偏心在截面形心轴的同一侧时,荷栽偏心距较小的SRC柱的承栽力随着型钢偏心位置的增大而减少,荷载偏心距较大的SRC柱的承栽力随着型钢偏心位置的增加而略有增加;当荷载和型钢偏心在截面形心轴的两侧时,无论荷载偏心距的大小,SRC柱的承载力随着型钢偏心位置的增加而增加,但其变化幅度不大.     

断面型钢区域约束混凝土柱力学性能的有限元分析

为了达到结构设计安全可靠的目的,改善混凝土构件的受力性能,提高混凝土构件的可靠性,以断面型钢区域约束混凝土柱为实验对象,以普通混凝土柱和传统约束混凝土柱作为对比,利用有限元分析法对传统约束混凝土与断面型钢区域约束混凝土的结构特点进行分析,给出有限元分析方法的基本流程,构建混凝土试件有限元模型,并设置约束条件.给出试件参...     

火灾后和加固后型钢混凝土柱的力学性能分析

为计算火灾后及修复加固后型钢混凝土柱的承载能力和抗弯刚度,该文基于结构受火和受力的连续性,提出了火灾后和加固后型钢混凝土(SRC)柱力学性能的分析流程,采用有限元方法建立了相应的分析模型;并以某受火后的型钢混凝土柱为例,对比分析了火灾前、火灾后和加固后型钢混凝土柱的承载能力和抗弯刚度,获得了使用阶段抗弯刚度和不同轴向荷载比下截面极限抗弯承载力火灾后的损失率和加固后的提高率;在轴向荷载比为0～0.4时,其截面极限抗弯承载力的损失率和提高率分别为4.1%～6.4%和3.9%～9.1%。该文的分析流程和方法可为该类结构火灾后和加固后的力学性能分析提供参考。     

型钢混凝土异形柱的设计思考

异形柱框架结构体系具有柱肢厚度与填充墙等厚,室内没有柱楞凸出,便于使用,可增加实际使用面积等优点,具有广阔的应用前景,本文主要分析了异形柱框架结构体系中型钢混凝土异形柱概念的设计,并对其前景和可能遇到的问题作出了说明。     

型钢轻骨料混凝土构件钢骨翼缘临界宽度比计算

对型钢轻骨料混凝土(SRLC)构件斜截面抗剪承载力计算模型进行分析,研究钢骨翼缘临界宽度比计算公式和相关影响因素.考虑型钢和轻骨料混凝土界面之间的粘结作用,建立剪切粘结破坏模式下的抗剪承载力.根据剪切粘结破坏和斜剪破坏抗剪承载力相等,推导钢骨翼缘临界宽度比计算公式,结合试验结果对临界宽度比的有效性进行验证.结果表明:当钢骨翼缘宽度比小于临界宽度比时,剪切破坏模式由斜剪破坏控制;反之,由剪切粘结破坏控制;混凝土强度对临界翼缘宽度比的影响最大.给出的钢骨翼缘临界宽度比计算公式可用于型钢轻骨料混凝土梁剪切破坏模式判别和抗剪承载力预估.     

装配式型钢连接混凝土梁力学性能研究

套筒灌浆或浆锚连接方式是目前装配式混凝土结构中最常用的连接方式,但因施工工艺复杂,灌浆质量难以保证.本文参考钢结构构件连接方式,提出了一种装配式型钢连接混凝土梁的组合连接节点,并利用有限元分析方法对装配式型钢连接混凝土梁的力学性能进行了分析,发现计算结果与试验结果吻合较好.通过进一步扩充有限元参数分析范围,研究了型钢连...     

长期荷载作用对内配工字型钢方钢管混凝土轴压短柱力学性能影响

利用ABAQUS建立考虑长期荷载作用的内配工字型钢方钢管混凝土轴压短柱数值分析模型.通过与已有试验数据对比,验证建模方法的可行性.在此基础上对该类新型组合柱进行力学性能分析,同时与不考虑长期荷载作用的结果进行对比.最后,分析长期荷载比、混凝土强度、钢管含钢率、型钢含钢率等对长期荷载作用下构件变形和承载力的影响规律.结果表明:长期荷载使组合柱中钢管和型钢提前进入塑性屈服,增大组合柱达到极限承载力时二者与混凝土的接触应力,改善其对混凝土的约束作用,使组合柱极限承载力提高,对应应变增大.参数分析表明:混凝土强度提高增大了长期荷载对组合柱的影响,钢管含钢率和型钢含钢率的增加使长期荷载影响减弱.     

型钢混凝土柱轴压比限值

文章从型钢混凝土柱界限破坏的内力平衡条件出发,推出了配工字形和配十字形型钢的型钢混凝土柱的轴压比限值理论计算公式,并与国内现有的试验结果相比,吻合较好,简化后给出了其实用计算公式。计算结果表明,与普通钢筋混凝土柱的轴压比限值相比,配置工字形型钢的混凝土柱的轴压比限值不能显著提高,配置十字形型钢的混凝土柱的轴压比限值提高,效果较好。