方钢管混凝土粘结强度试验研究

为了研究方钢管混凝土柱的粘结滑移性能,进行了9个不同长细比、宽厚比的方钢管混凝土柱的推出试验。通过测量荷载、加载端和固定端的钢管与混凝土滑移,并根据试验结果得出了典型P-s曲线,分析了影响方钢管混凝土粘结强度的主要因素,可对方钢管混凝土粘结滑移性能的进一步试验研究和理论分析提供参考。     

基于未确知数学方法的方钢管混凝土粘结强度试验分析

通过9根方钢管混凝土(CFSST)推出构件试验,分析了方钢管混凝土粘结滑移机理,运用未确知信息数学处理方法对方钢管混凝土内部较为复杂的粘结强度进行了分析计算,探讨了构件宽厚比和长细比对粘结强度的影响.试验结果表明,随着宽厚比的增加,粘结强度有明显减小的趋势;随长细比的增加,粘结强度变化不明显;未确知信息数学处理方法计算的极限粘结强度更精细,较全面地反映了试件的实际承载力情况.     

方钢管混凝土粘结强度试验研究

为了得出方钢管混凝土构件的粘结强度计算公式,进行了不同长宽比、宽厚比方钢管混凝土柱的轴心推出试验,得到了方钢管混凝土的粘结强度变化规律;总结并分析了各国相关试验,提出了当核心混凝土周边的薄壁混凝土破坏之后试件破坏这一思路,利用弹性力学与材料力学的相关理论,推导了方钢管混凝土粘结强度的半经验半理论公式。分析结果表明:方钢管混凝土的粘结强度受构件宽厚比影响较大,受长宽比影响较小;所得公式的计算结果与试验值吻合良好,为方钢管混凝土粘结强度计算提供了新思路。     

方钢管混凝土柱粘结性能的理论分析

针对方钢管混凝土构件的粘结强度试验结果,对钢管混凝土粘结强度的一些基本概念进行了介绍,并对方钢管混凝土粘结强度的影响因素进行了分析,结果表明:方钢管混凝土的粘结强度,在方钢管厚度较小的情况下,其随着长宽比的增大基本上保持不变;在方钢管厚度较大的情况下,其随着长宽比的增大而减小,之后随着长宽比的增大而增大;方钢管混凝土的粘结强度随着宽厚比的增大而减小;随着套箍指标的增大而增大。该结果为方钢管混凝土构件的粘结性能分析提供了一定的依据。     

PBL加劲肋方钢管混凝土界面力学性能试验

钢管混凝土优良性能的发挥得益于两种材料接触面的紧密结合。为加强外包钢管与核心混凝土的结合效果,本文进行了在钢管内侧不设加劲肋、设置加劲肋以及PBL型加劲肋三种截面形式,3型共20个试件的方钢管混凝土轴压短柱推出试验。分析了不同截面形式试件的荷载传递及界面粘结强度的变化规律;通过3D扫描技术揭示了荷载-滑移曲线走势变化原因。结果表明:设置加劲肋显著提高了试件局部抗屈曲性能及粘结强度,其粘结-滑移剪切模量提升了近一倍,而肋板形式对其影响不显著;PBL加劲肋在普通肋板基础上形成混凝土榫,具有最佳的界面粘结效果;将试验结果同以往试验数据结合,回归分析了套箍系数、宽厚比、长细比同界面平均粘结强度的变化规律。     

方钢管赤泥混凝土黏结滑移性能试验研究

制作了15个方钢管赤泥混凝土短柱试件进行推出试验,获得了方钢管赤泥混凝土的荷载-滑移曲线,研究了赤泥替代率、混凝土强度、长径比(埋置长度)、宽厚比对方钢管赤泥混凝土黏结滑移性能的影响。研究结果表明,方钢管赤泥混凝土荷载-滑移曲线经历了5个阶段,即无滑移段、上升段、下降段、二次上升段、二次下降段。黏结极限荷载随赤泥替代率的提高先增加后降低,赤泥替代率为5%时,黏结极限荷载达到最大;赤泥替代率为20%时,黏结极限荷载与标准钢管混凝土相当。黏结极限荷载随混凝土强度及长径比的增加而增加;随宽厚比的增加而减小。     

方钢管混凝土界面粘结强度的试验研究

近20年来国内外关于钢管混凝土粘结强度的试验研究主要集中对圆钢管混凝土界面粘结强度的研究,而对方钢管混凝土界面粘结强度的研究相对较少。为考察方钢管混凝土荷载-滑移曲线的变化规律及其粘结性能,进行了方钢管混凝土推出试验．     

轴心受压钢骨-方钢管自密实高强混凝土短柱的力学性能研究

对钢骨-方钢管自密实高强混凝土短柱的轴压力学性能进行了试验研究和理论分析。通过13根短柱试件的轴压试验,研究了混凝土的强度、方钢管的宽厚比和型钢的用量等因素对该组合柱受力性能的影响。试验结果表明,方钢管、混凝土和钢骨的协同工作使该组合柱具有很高的承载力和很好的延性,其中方钢管的宽厚比是影响核心混凝土强度提高的主要因素,而混凝土的强度、方钢管的宽厚比和型钢的用量等因素对构件延性的提高均具有显著影响。在试验研究的基础上提出了核心约束混凝土的应力-应变模型,并利用该模型对钢骨-方钢管自密实高强混凝土轴心受压短柱的荷载-轴向变形关系曲线进行了计算,计算得到的极限承载力和峰值荷载后的变形规律均与试验结果吻合良好。该模型还可用于抗震结构中组合柱弯矩-曲率关系曲线的分析。     

花纹方钢管-混凝土粘结滑移性能试验研究

为研究花纹钢管与混凝土间的粘结滑移性能,进行了9个花纹方钢管混凝土试件的推出试验。通过测量荷载、加载端和自由端的钢管与混凝土间相对滑移,得出了试件受荷载过程的P-S曲线。通过对试验曲线的研究分析,结果表明花纹钢管对粘结强度有显著提高作用,为花纹钢管混凝土粘结强度的研究和应用提供依据。     

型钢-方钢管自密实高强混凝土轴压短柱受力性能的试验研究

提出了一种重载柱设计的模式,即型钢-方钢管自密实高强混凝土柱。该组合柱是在方钢管中填充自密实高强混凝土和型钢而形成。通过13根型钢-方钢管自密实高强混凝土短柱的轴心受压试验,研究了该组合柱的受力性能。试验结果表明自密实试件与经过振捣的试件的受力性能几乎没有差别;型钢的存在有效地延缓或抑制了高强混凝土中剪切裂缝的产生从而提高了构件的延性;混凝土强度、方钢管的宽厚比和型钢的用量对构件的强度和延性有着显著影响。最后给出了型钢-方钢管自密实高强混凝土轴心受压短柱强度承载力的计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。     

3种不同钢管混凝土本构关系模型研究

对韩林海,Susantha,Saenz 3种钢管混凝土核心混凝土的单轴应力-应变关系做了介绍,对采用不同混凝土强度等级、不同径厚比(宽厚比)的圆钢管(方钢管)混凝土的应力-应变关系作了分析,并对3种不同本构关系作了对比分析研究.结果表明:对于相同等级的混凝土,径厚比(宽厚比)越小,钢管对核心混凝土的约束效应越好,即核心混凝土强度提高越大;Saenz模型的延性好于其他两种模型,应力峰值较大;3种模型中,圆钢管对混凝土的约束效应明显好于方钢管.     

外方内圆复合钢管高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究外方内圆复合钢管高强混凝土柱的抗震性能,完成了6个试件的拟静力试验。试验主要变化参数为轴压比、方钢管壁板厚度及其宽厚比、圆钢管混凝土套箍指标。试验结果表明：6个试件的破坏形态基本相同,均为距柱底约300 mm高度范围内方钢管外鼓屈曲,方、圆钢管之间混凝土局部破坏;试件的水平荷载 位移滞回曲线饱满,无明显捏拢;峰值水平荷载时,轴压比设计值约为1.0的试件位移角略小于1/100,其它5个试件位移角均大于1/100;减小方钢管壁板的宽厚比,或增大圆钢管混凝土的套箍指标,可增大试件的初始割线刚度以及极限位移角;增大方钢管壁板的厚度,可提高试件在轴压力作用下的正截面受弯承载力。采用叠加方法与平截面假定方法计算试件在轴压力作用下的正截面受弯承载力,计算值与实测值吻合较好。     

火灾下带肋薄壁方钢管混凝土柱承载力分析

对带肋薄壁方钢管混凝土柱在火灾下的承载力进行了分析,考察了各重要参数对构件承载力影响系数的影响。结果表明:在火灾作用下,带肋薄壁方钢管混凝土柱的承载力损失较为严重,在一定参数范围内,截面尺寸、构件长细比和防火保护层厚度对火灾下构件承载力影响系数的影响较大,荷载偏心率、截面含钢率的影响次之,钢管屈服强度、加劲肋屈服强度、混凝土抗压强度的影响较小,加劲肋宽厚比在荷载比≤0.3且宽厚比≤25的情况下有一定影响。在构件外表面采用防火保护能有效提高耐火极限,而且厚涂型钢结构防火涂料的效果明显优于水泥砂浆保护层。     

薄壁方钢管再生混合柱抗震性能试验研究

通过15根薄壁方钢管再生混合柱在定常轴力和水平往复荷载作用下的拟静力试验,研究了废弃混凝土取代率、钢管壁厚、轴压比等参数对试件抗震性能的影响。基于新、旧混凝土的组合强度,根据国内外钢管混凝土结构的设计标准以及基于ABAQUS的纤维梁单元模型,对试件的水平承载力进行了计算分析。研究表明：废弃混凝土取代率在0~40%之间变化对试件的初始抗侧刚度、钢管局部屈曲、破坏位移、负刚度段行为、等效黏滞阻尼系数、滞回曲线形状影响有限,但再生混合柱的水平承载力总体上比全现浇柱有所降低;当钢管壁厚在1.78~5.50mm之间变化时,随钢管壁厚增加试件并未表现出更好的变形能力;在钢管壁厚仅1.78 mm（宽厚比168.5）的情况下,轴压比0.4的再生混合柱的破坏位移角可达1/35,满足我国现行抗震规范的层间位移角限值要求;采用5部现行标准计算薄壁方钢管再生混合柱的水平承载力可获得与同条件全现浇柱相当的安全性;横截面积和用钢量相同时,薄壁方钢管再生混合柱的抗震性能优于钢筋混凝土柱。研究发现,薄壁方钢管再生混合柱应用于中、低轴压比（实际轴压比小于0.4）的情况是可行的。     

中空夹层钢管再生混凝土短柱受压性能分析

为了研究震后建筑废弃物再生混凝土材料及其钢管短柱的力学性能,以混凝土的再生骨料取代率为主要参数,分别进行了10个圆中空和10个方中空夹层钢管再生混凝土短柱的轴压试验研究,比较了试件的荷载变形曲线和极限承载力关系.结果表明：随着再生骨料取代率的增大,试件的极限承载力逐渐降低,100%再生骨料取代率的圆中空试件和方中空试件比原生骨料试件的极限承载力分别下降16%和10%.在确定试件钢材和核心再生混凝土的应力应变模型的基础之上,利用数值计算方法对中空夹层钢管再生混凝土的荷载应变全过程关系进行了分析,理论计算结果与试验结果吻合较好.建立了中空夹层钢管再生混凝土轴压试件极限承载力的实用验算方法.     

钢骨-方钢管高强混凝土柱抗震性能试验研究

通过14根组合柱试件在高轴向压力和低周反复水平荷载作用下的试验,研究了钢骨-方钢管高强混凝土柱的抗震性能。试验结果表明,该组合柱滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力;轴压比、混凝土强度、宽厚比、含骨率等参数对组合柱的极限承载力和刚度具有显著影响,但是延性和耗能主要受轴压比和含骨率影响,其中轴压比是最主要的因素;钢骨的加入使方钢管高强混凝土柱的位移延性系数有了显著提高,但是当内填混凝土强度很高时,为了满足抗震设计的要求,保证组合柱具有良好的延性,仍有必要对其轴压比的限值作出规定。研究成果可为钢骨-方钢管高强混凝土柱在高烈度地震区的应用提供参考。     

斜拉肋加劲薄壁方钢管混凝土柱的滞回性能研究

在方钢管两临边焊接斜拉肋可显著提高薄壁方钢管的局部屈曲承载力,有效改善薄壁方钢管混凝土(CFST)柱的力学性能.为研究斜拉肋加劲薄壁方CFST柱的滞回性能,完成4个试件的拟静力试验.试验主要变化参数为斜拉肋上是否开孔、轴压比、钢管宽厚比.试验结果表明:试件的破坏模式为压弯破坏,破坏区域钢板受压鼓曲、钢管与斜拉肋之间纵向...