多室式钢管混凝土T形柱压弯性能分析

对几种新型多室式钢管混凝土T形柱形式,通过有限元方法研究其典型压弯受力性能,考虑多室式布置方式、轴压比、混凝土强度等因素的影响。有限元分析结果与试验结果基本符合,其中将腹板钢材延伸到翼缘内,并在最为薄弱的腹板尖端加厚钢板的多室式布置最为合理。研究发现,随轴压比增大,曲线延性下降,构件正向和负向承载力差距变大。混凝土强度下降时,承载力有小幅下降,构件的延性位移有所增加。     

多室式T形钢管混凝土柱在双向偏压下的力学性能研究

进行了11根多室式T形钢管混凝土柱的双向偏压试验,其破坏形态为整体弯曲变形以及局部屈曲破坏。对试件的应变分布进行了分析,其截面符合平截面假定。通过有限元软件建立计算模型,数值模拟结果与试验结果吻合很好。在此基础上,通过固定偏心角,改变偏心距的方法,得出了试件的极限荷载N与其对应的弯矩M的关系曲线。改变偏心角可做出试件的破坏曲面。通过判断试件受力对应的坐标是否在曲面包络的范围内,可知某一受力情况下试件破坏与否。     

不同加载角度下多室T形截面钢管混凝土柱偏压性能研究

多室T形钢管混凝土柱作为建筑结构的边柱,会受到不同角度荷载的作用。为研究不同加载角度下多室T形截面钢管混凝土柱的受力性能,进行了7个多室T形截面钢管混凝土柱试件和1个无肋对比试件的偏压性能试验研究,试验主要参数包括加载角度(45°、90°、135°和180°)、荷载偏心率(0、0.25和0.5)和长细比(31.5和41.9)。结果表明：采用多室截面能够有效延缓T形截面钢管混凝土柱的局部屈曲,承载力比无肋试件提高10.8%;加载角度135°对应的承载力最大,180°对应的承载力最小,最大相差17.3%;随着荷载偏心率或构件长细比的增加,柱峰值荷载下降,峰值荷载对应的柱中挠度增加。采用有限元软件建立了不同加载角度下多室T形截面钢管混凝土柱偏压的有限元模型,有限元计算结果与试验结果吻合良好。在参数分析基础上,获得了不同加载角度下多室T形截面钢管混凝土柱稳定系数和相对轴力-弯矩相关曲线简化计算方法,简化计算结果得到了试验结果的验证。     

多室式钢管混凝土T形短柱轴压性能试验研究

对钢管混凝土T形柱进行合理的改进,提出多室式钢管混凝土T形柱(MT-CFST柱)。进行12个短柱试件的轴压试验并对其破坏过程作了详细描述,给出试件的轴压应力-纵向平均应变曲线,同时也考察试件的破坏形态及截面各尺寸、板件布置方式、钢板厚度、混凝土强度等因素对试件力学性能的影响。试验结果表明:多室式钢管混凝土T形柱能较好地增强T形截面内钢材对混凝土的约束作用,发挥两种材料的组合性能;试件的破坏以局部鼓曲和整体剪切两种形式为主,轴压性能受腹板高度、钢板厚度及混凝土强度的影响较大。同时,参考国内外4种钢管混凝土规范中的计算方法对试件的承载力进行计算,经过对比后发现,按EC4规范计算的结果与试验结果符合最好。     

多室式钢管混凝土T形中长柱轴压性能研究

为了实现对多室式钢管混凝土T形柱轴压稳定性能的研究,进行6个中长柱试件及4个短柱对照试件的轴压试验,重点考察前者的破坏形态、荷载-变形关系及截面尺寸对承载力的影响。试验结果表明,中长柱的力学行为与短柱有较大不同,其破坏属于整体弯曲破坏,增大腹板高度对承载能力会产生有利影响。同时,将改进Mander模型后所得的混凝土本构关系引入有限元软件ABAQUS中,对试验进行了有限元模拟,其结果与试验结果吻合较好。在试验及有限元分析的基础上确定了中长柱与短柱之间的界限长细比,并对这一新型结构柱稳定承载力的计算方法进行了探讨,给出可供实际应用参考的计算公式。     

T形钢管混凝土异形柱单偏压性能研究

为研究H型钢连接的T形钢管混凝土异形柱的单偏压性能,使用ABAQUS建立3个偏压柱模型,得到3个模型的破坏形态、荷载-位移曲线,将有限元结果与已有试验结果进行对比,验证模型的有效性。建立长细比、偏心距、加载位置3个变量的有限元模型系列,得到各个变量与该T形柱受压极限承载力的关系曲线。研究结果表明,ABAQUS能较好地模拟H型钢连接的T形柱的单偏压受力过程;H型钢与钢管混凝土柱有效连接,整体截面能协同工作;增大长细比或偏心距均会降低柱的偏压承载力,加载位置影响柱的偏压承载力;随长细比的增大,H型钢连接的T形钢管混凝土柱的N/N_u-M/M_u相关曲线逐渐由曲线向直线过渡,为这种T形钢管混凝土柱在工程上的应用提供参考。     

两种钢管混凝土T形柱的轴压性能

为了比较多室式钢管混凝土T形柱及普通钢管混凝土T形柱轴压性能的优劣,进行了3组共6个短柱试件的轴压对比试验。试验结果表明,两种钢管混凝土T形柱的破坏均属于局部鼓曲破坏,但多室式钢管混凝土T形柱的整体性能更为优良,承载能力和延性性能均高于同截面尺寸的普通钢管混凝土T形柱。按照矩形钢管混凝土承载力公式对试件的承载力进行了验算,发现计算结果偏于不安全,因此对钢管混凝土T形柱有必要建立考虑多因素影响的承载力计算方法。     

带约束拉杆T形钢管混凝土短柱偏压试验研究

进行了16根带约束拉杆和11根不带约束拉杆T形钢管混凝土短柱试件的偏压试验研究,分析了不同荷载角、偏心率、约束拉杆间距下该类型柱的偏压性能。试验结果表明：约束拉杆的设置减小钢板的屈曲半波长、延迟钢管局部屈曲的发生、提高核心混凝土的约束作用,有助于提高该类型柱的承载力和延性;临近或达到极限荷载时近力侧拉杆及钢板对核心混凝...     

圆端形钢管混凝土柱偏压性能研究

圆端形钢管混凝土柱具有外观优美、截面布置灵活、承载力高和施工方便等优点,已被应用于实际工程中.为了研究圆端形钢管混凝土长柱的偏压性能,完成了 12根圆端形钢管混凝土柱的偏压试验,变化参数为偏心距和长细比.结果表明:该类柱的承载力随偏心距和长细比的提高而降低,而其延性随偏心距和长细比的提高而增加;达到峰值荷载前,圆端形钢...     

T形方钢管混凝土组合异形柱偏压承载力研究

通过理论计算和有限元模拟对T形方钢管混凝土组合异形柱的偏心受压承载力计算方法进行研究。设计9根不同长细比偏心力作用的T形组合柱,借鉴《矩形钢管混凝土结构技术规程（CECS159：2004）》压弯构件的计算方法,对设计构件进行理论计算,并应用ANSYS有限元软件对设计构件进行偏压承载力计算。分析结果表明：T形组合柱在偏心受压破坏时,为整体弯曲破坏;理论计算与有限元分析计算结果吻合较好;验证了采用理论计算方法计算方钢管混凝土组合异形柱偏压承载力的可行性。     

组合T形截面钢管混凝土柱偏心受压试验研究

在分析各种异形钢管混凝土柱工程应用的基础上,提出组合T形截面钢管混凝土柱。考虑长细比、偏心距等参数的影响,设计制作18个组合T形钢管混凝土柱试件。通过偏心受压试验,对长细比16.0<λ≤28.8的组合T形钢管混凝土柱压弯性能进行研究,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-应变曲线和荷载-柱中挠度曲线,分析各参数对试件偏心受压力学性能的影响。通过试验数据回归分析,参考国内外相关规范,提出组合T形截面钢管混凝土柱偏心受压承载力计算公式。试验结果表明：偏心受压柱均为弯曲失稳破坏,长细比越大,弯曲破坏特征越明显;偏心距越大,试件极限承载力越低。研究表明,组合T形钢管混凝土柱的两个组成部分能很好地协同工作,力学性能较好;所提出的承载力计算公式可供工程设计参考。图10表3参8     

Stress-strain relationship of recycled self-compacting concrete filled steel tubular column subjected to eccentric compression

As a typical compression member, the concrete-filled steel tube has been widely used in civil engineering structures. However, little research on recycled self-compacting concrete filled circular steel tubular (RSCCFCST) columns subjected to eccentric load was reported. In this study, 21 specimens were designed and experimental studies on the stress-strain relationship of were carried out to study the mechanical behaviors. Recycled coarse aggregate replacement ratio, concrete strength grade, length to diameter ratio and eccentric distance of specimens were considered as the main experimental parameters to carry out eccentric compression tests. The corresponding stress-strain relationship curves were used to analyze the influence of concerned parameters on eccentric load-bearing capacity of RSCCFCST columns. The experimental results show that the strain of the eccentric compression stress-strain curves increase with the increase of recycled coarse aggregate replacement ratio and concrete strength grade. With increase of eccentric distance, the ductility of specimens increases while the bearing capacity decreases. Moreover, a phenomenological model of RSCCFCST columns is proposed, which exhibits versatile ability to capture the process during loading. The present study is expected to further understanding the behaviors and to provide guidance of RSCCFCST columns in design and engineering applications.     

钢骨-钢管混凝土柱的偏压承载力研究

介绍了钢骨-钢管混凝土柱是一种新型的结构组合柱,它是综合钢管混凝土和钢骨混凝土的优缺点而提出的一种新模式的重载柱,对钢骨-钢管混凝土柱的偏压极限承载力进行了试验研究的同时,采用ANSYS有限元软件对钢骨-钢管混凝土柱的偏压承载力进行了模拟分析,结果证明了有限元分析的有效性。     

波纹侧板-方钢管混凝土柱轴压性能研究

为研究波纹侧板-方钢管混凝土柱轴压性能,进行了1个1/2缩尺试件轴压试验,对其受力机理、破坏模式进行分析,发现该类柱具有较好的延性及较高的承载能力。同时对波纹侧板-方钢管混凝土柱进行了有限元分析,分析结果表明:由于波纹板具有较高的侧向刚度,使核心混凝土能够得到较好的约束,但是波纹板基本不承担轴向荷载;破坏形式为钢管局部屈曲、波纹板向外鼓曲、钢管内混凝土及核心混凝土被压碎;随着波纹板厚度增加,承载力、延性提高;随着波纹板强度提高,延性略有提高,对承载力影响不大;承载力随混凝土强度提高而提高,但是延性变差。提出了波纹侧板-方钢管混凝土柱轴压承载力实用计算式,计算值与有限元分析值、试验值吻合较好。     

圆钢管再生混凝土偏压性能退化及影响因素分析

为了研究圆钢管再生混凝土在偏心荷载作用下的性能退化规律,以再生粗骨料取代率、长细比和偏心距为变化参数,设计了15个试件进行静力单调加载试验,在此基础上分析了其变形延性、耗能能力和刚度退化的演化过程。研究结果表明:圆钢管再生混凝土试件的耗能能力随再生粗骨料取代率的增加而提高,再生混凝土试件的延性比普通混凝土试件的大;长细比在31.3至38.26时,试件的耗能能力增长较快,而长细比过大则降低其耗能能力;试件的变形延性随长细比的增长而增大,而其弹性刚度随长细比的增大而呈线性衰减;偏心受压试件的耗能能力总体上大于轴心受压试件,随着偏心距的增大,试件的延性系数呈稳步增长的趋势;所建议的刚度退化计算模型可为圆钢管再生混凝土受压构件的工程设计提供必要的参考。     

#br# 偏压荷载下钢管混凝土柱的抗扭性能试验研究

自重和水平地震作用将对曲线梁桥中墩梁固结的墩柱和拱桥钢管混凝土结构的主拱产生偏压和扭转复合效应。为研究钢管混凝土柱在偏压荷载作用下的抗扭性能,完成了8个不同截面形状钢管混凝土柱试件单调纯扭加载、往复纯扭加载和偏压-往复扭转加载拟静力试验。试验结果表明：钢管混凝土柱在往复扭转作用下的滞回曲线较为饱满,没有“捏拢”现象产生,试件的强度和刚度的损伤退化程度较低,具有较好的耗能能力。矮柱试件破坏现象较高柱试件更为明显,矮柱试件的屈服转角小于高柱,屈服扭矩与高柱相差不大,极限承载力大于高柱,极限转角小于高柱,耗能能力比高柱更好。偏压-往复扭转荷载作用下的方形截面试件刚度退化较为明显,偏压作用导致方钢管混凝土柱试件耗能能力降低。极限状态下,偏压作用改变了钢管的褶皱角度。     

Behaviour of multi‐cell composite T-shaped concrete-filled steel tubular columns under axial compression

To improve the behaviour of conventional T-shaped concrete-filled steel tubular (CFST) columns, multi-cell composite T-shaped concrete-filled steel tubular (MT-CFST) columns are proposed in this paper. Experimental study of 25MT-CFST columns, including 13 short specimens with various cross sections and material properties and 12 slender specimens with different slenderness ratios, subjected to axial loads was conducted. The failure modes, axial load–strain curves for short specimens and axial load–lateral deflection curves for slender specimens were investigated. The test results were compared with design approaches for conventional CFST columns presented in Eurocode 4, AISC specification, Australian standard AS51006, Chinese code CECS159, and Hong Kong steel code, and it was found that all the design codes underestimate the bearing capacity of both short and slender MT-CFST columns to some extent.     

钢管钢纤维高强混凝土短柱轴心受压试验研究

对7根圆钢管钢纤维高强混凝土短柱和3根圆钢管高强混凝土短柱进行了轴心受压试验,研究钢纤维掺量、含钢率和混凝土强度等级对钢管钢纤维高强混凝土短柱受力性能的影响。研究结果表明：随着钢纤维体积掺量的增加,钢管钢纤维高强混凝土短柱的延性逐渐增大,承载力略有提高;随着含钢率的增加,钢管钢纤维高强混凝土短柱的承载力和延性均增大;随着混凝土强度等级的增加,钢管钢纤维高强混凝土短柱的承载力增大,延性逐渐降低;掺入钢纤维对钢管高强混凝土短柱的破坏模式几乎没有影响。最后给出了钢管钢纤维高强混凝土短柱承载力计算式。     

钢管混凝土轴心受压短柱可靠度分析

基于随机有限元的可靠度研究方法对钢管混凝土轴心受压短构件进行了可靠度分析,分析结果表明：在各随机变量中,材料弹性模量对钢管混凝土轴心受压短柱可靠度指标影响最大,几何尺寸随机变量次之。