钢管初应力对内配型钢的圆钢管混凝土柱受压性能影响

为研究钢管初应力对内配型钢钢管混凝土构件后期受力性能的影响,共设计了12根内配型钢圆钢管混凝土柱进行受压性能试验研究,试验主要参数为初应力系数和荷载偏心率。通过试验研究了内配型钢圆钢管混凝土柱的变形过程、破坏形态及不同参数对构件荷载-变形曲线和受力性能的影响。试验结果表明：初应力系数及荷载偏心率对内配型钢圆钢管混凝土柱最终的破坏形态影响较小,但不同长细比的构件破坏过程有所差异;初应力系数的变化对轴压短柱承载力影响较小,但对偏压柱受力性能有一定影响,随着初应力系数的增大其承载力下降;试验参数范围内,偏心率对柱承载力的影响明显大于初应力系数的影响。基于试验结果对有限元模型的可靠性进行验证,在模型验证基础上,分析钢管初应力对钢管与混凝土之间的相互作用和各部件承载力分配的影响,并进一步分析不同参数（如长细比、偏心率、型钢截面尺寸等）对柱承载力影响系数的影响。结果表明,钢管初应力系数、偏心率和长细比对柱承载力影响系数影响显著,基于此提出考虑钢管初应力时内配型钢钢管混凝土柱受压承载力计算方法,其计算结果与试验和数值结果吻合较好。     

施工初应力与长期荷载作用下内配型钢的方钢管混凝土轴压柱受力性能研究

为研究内配型钢的方形钢管混凝土构件在施工初应力和长期荷载作用下的力学性能,基于合理的材料本构,采用有限元软件ABAQUS建立了考虑这两种荷载作用的有限元模型,通过相关试验验证了模型的有效性。在此基础上,对典型内配型钢的方形钢管混凝土柱分析了该类构件各部件间受力机理和破坏形态,并分别与其一次加载时以及方钢管混凝土考虑初应力和长期荷载作用时的承载力变化进行了对比。结果表明:考虑施工初应力和长期荷载后,构件在施工初应力和长期加载阶段产生了初变形;在长期持荷阶段,主要由钢管和型钢受力,构件整体徐变率较小;而再加载阶段,主要由混凝土受力。与一次加载相比,初应力和长期荷载作用下构件承载力增大不显著,但与未配型钢的钢管混凝土相比,承载力增大明显;型钢的存在有效约束了混凝土横向的膨胀变形。     

箱形型钢混凝土纯扭构件的非线性有限元分析

基于6根箱形型钢混凝土构件纯扭试验结果,利用非线性有限元软件ABAQUS建立模型,对其受力全过程进行数值模拟,考虑型钢和混凝土之间的相互作用。对混凝土、钢筋和型钢的应力随荷载变化的规律进行分析。有限元计算结果表明:ABAQUS对纯扭构件混凝土裂缝发展情况能较好地模拟;由于箱形型钢的抗扭刚度较大,混凝土开裂时型钢截面内剪力流形成的扭矩不能忽略;模拟得到构件的开裂扭矩、极限扭矩以及扭矩-扭率关系曲线与试验结果吻合较好,验证了所建模型分析型钢混凝土梁受扭全过程分析方法的可行性。     

内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱生命周期内的力学性能

为了研究内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱在生命周期内的受力机理,利用有限元软件ABAQUS建立该类短柱的计算模型,并与已有的相关试验结果进行对比。模型中将钢管初应力和长期荷载作为生命周期内的主要因素进行考虑,分析了内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱生命周期内的荷载-变形全过程曲线、跨中截面各部件纵向应力分布和钢材与混凝土之间的相互作用力; 考察了初应力系数、长期荷载比和含钢率对构件承载力和变形的影响规律。结果表明:考虑钢管初应力和长期荷载作用的内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱极限承载力与一次加载情况下相比变化不明显,但极限承载力对应的纵向应变增长84.2%; 在长期持荷阶段,核心混凝土发生卸载现象,其承担的荷载下降了30%左右,再加载阶段又继续承载; 钢管与混凝土之间的接触应力在中截面处最大,沿构件长度方向逐渐向两端减小; 随着钢管含钢率增大,构件极限承载力增大,变形减小,而型钢含钢率对构件变形影响较小; 随着初应力系数和长期荷载比的增大,构件纵向变形增大。     

内置型钢的圆钢管混凝土构件轴压承载力计算方法

为适应现代结构不断向高耸、重载、大跨等方向发展的趋势,将内置型钢钢管混凝土应用于柱结构设计中.采用ABAQUS有限元软件建立内置型钢圆钢管混凝土轴压短柱受力全过程分析的数值模型,对已有的内置型钢钢管混凝土轴压构件承载力的试验数据进行计算和验证.分析了该类构件在轴压作用下的应力-应变全过程曲线、截面应力分布及各部件之间的相互作用力;探究了材料强度、型钢含钢率、钢管含钢率及型钢截面形式等主要参数对内置型钢钢管混凝土组合柱强度指标的影响规律.研究结果表明:内置型钢对核心混凝土形成了双重约束作用,使核心混凝土的强度有所提高;型钢、混凝土和钢管之间的协同工作有效提高了柱的承载力及延性;型钢含钢率和型钢截面形式对应变变化影响较小.最后,提出了适用于内置型钢圆钢管混凝土短柱轴压承载力的简化计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好.     

内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪性能研究

为研究内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪复合受力工作机理,完成10个内配型钢方钢管混凝土试件的压弯剪试验研究,考虑剪跨比、轴压比和型钢截面形式对构件承载力和破坏模式的影响。运用有限元对试验结果进行模拟,针对典型算例进行受力机理分析,并对影响水平承载力的不同因素进行参数分析和评估。结果表明：内配型钢方钢管混凝土压弯剪试件表现出良好的延性行为,钢管在受压侧产生明显的鼓曲变形,型钢与内部混凝土发挥着共同作用;弱轴加载试件的水平承载力比强轴加载试件平均降低13%,设置加劲肋后构件的水平承载力平均提高21%;整个加载过程中轴向荷载发生重分布,混凝土承担的水平荷载和轴向荷载最多;型钢与混凝土的相互作用力分布不均匀,受压区型钢翼缘与混凝土的相互作用更强。保持轴压比不变,当剪跨比小于0.8时,构件的水平承载力随着剪跨比的减小大幅提高;当轴压比不超过0.4时,轴力的存在可以提高构件的水平承载力。     

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。     

Finite element analysis on eccentrically compressive behavior of T-shaped multi-partition steel-concrete composite shear walls with limited width

采用合适的约束混凝土本构关系曲线,建立了T形多腔钢-混凝土组合构件的ABAQUS有限元计算模型,将有限元分析结果与文献试验结果进行对比,二者吻合较好。在验证了有限元模型及选取核心混凝土本构关系曲线可靠性的基础上,利用该有限元模型对T形短肢多腔钢-混凝土组合剪力墙的压弯受力全过程进行了分析。结果表明：在偏压荷载作用下,试件达到峰值荷载之前,多腔钢管已达到承载力,之后核心混凝土所承担的荷载仍继续增加,在试件达到峰值荷载后,核心混凝土达到承载力;与受拉区相比,受压区多腔钢管对核心混凝土的约束作用更为显著;受压区腔体角部核心混凝土强度提高幅度最大,内隔板附近次之,腔体中心处较小。     

T形短肢多腔钢-混凝土组合剪力墙压弯工作机理有限元分析

采用合适的约束混凝土本构关系曲线,建立了T形多腔钢-混凝土组合构件的ABAQUS有限元计算模型,将有限元分析结果与文献试验结果进行对比,二者吻合较好。在验证了有限元模型及选取核心混凝土本构关系曲线可靠性的基础上,利用该有限元模型对T形短肢多腔钢-混凝土组合剪力墙的压弯受力全过程进行了分析。结果表明:在偏压荷载作用下,试件达到峰值荷载之前,多腔钢管已达到承载力,之后核心混凝土所承担的荷载仍继续增加,在试件达到峰值荷载后,核心混凝土达到承载力;与受拉区相比,受压区多腔钢管对核心混凝土的约束作用更为显著;受压区腔体角部核心混凝土强度提高幅度最大,内隔板附近次之,腔体中心处较小。     

施工初应力作用下内配十字形型钢的圆钢管混凝土 轴压短柱力学性能分析

利用ABAQUS有限元软件分别建立考虑外钢管施工初应力和同时考虑钢管与型钢施工初应力的内配十字形型钢圆钢管混凝土轴压短柱数值模型,并对建模方法进行验证。计算施工初应力存在时内配型钢钢管混凝土轴压短柱的荷载-位移全过程曲线及其各部件的承载力分配曲线,并分析混凝土与钢管、混凝土与型钢的接触应力及应力发展状态。最后对初应力系数、构件长细比、钢管和型钢的含钢率、钢管和型钢的屈服强度以及混凝土的抗压强度等因素进行了参数分析。结果表明:考虑外钢管施工初应力对内配型钢钢管混凝土轴压构件力学性能的影响规律与其对钢管混凝土轴压构件力学性能的影响规律基本一致; 外钢管和型钢施工初应力的同时存在使混凝土与钢管、型钢的相互作用时间延迟,减弱钢管对混凝土的套箍作用和混凝土对型钢的局部约束,使组合构件提前进入弹塑性阶段并扩大此阶段的范围,导致组合柱极限承载力随着初应力值的增大逐渐减小; 构件长细比对轴压短柱的承载力影响系数有显著影响。     

方钢管约束型钢再生混凝土柱-钢梁节点抗震性能分析

基于非线性和再生混凝土损伤因子的塑性损伤本构,建立了外加强环全焊接刚性连接、外套管式端板连接半刚性连接以及顶底角钢全螺栓连接半刚性连接3种形式的方钢管约束型钢再生混凝土柱-钢梁节点有限元模型,分析了各模型的抗震性能。结果表明:在低周循环加载下,柱内含有支撑骨架且没有穿柱构件时,有利于提高节点域核心再生混凝土的整体性,受力简单;采用外套管约束节点域,核心再生混凝土的应力、应变较小,有利于再生混凝土耐久性的提高;在相同轴压比、梁柱线刚度比的情况下,外加强环全焊接刚性节点承载能力和滞回耗能能力较高,但延性相对较差;顶底角钢全螺栓连接半刚性节点承载能力、滞回耗能能力相对较低,延性较好;外套管式端板连接半刚性节点的极限承载力、滞回耗能能力和延性性能都有良好的表现;在此基础上,对外套管式端板连接半刚性节点进行了荷载-位移影响参数分析。结果表明:轴压比在弹性阶段对节点的影响不大,在进入屈服和塑性强化阶段,随着轴压比的增高,节点的极限承载力和延性下降;在强柱弱梁的前提下,梁柱线刚度比的增加有利于节点弹性刚度和水平极限承载力的提高,屈服后梁柱线刚度比对节点刚度退化影响不大;钢材屈服强度影响主要体现在节点的极限水平承载力上;再生骨料取代率对节点的延性性能稍有影响;外套管和端板的厚度变化在一定范围时对节点的弹性刚度和极限承载力有一些影响,但增幅随着厚度的增加越来越小。     

钢骨高强混凝土柱合理用钢量的研究

通过对 ４根不同用钢量、内置实腹式工字钢的钢骨高强混凝土（＞ Ｃ７５）柱的轴心受压试验,对这类结构柱的受力性能进行了分析对比,并根据试验结果与理论分析提出了满足工程精度要求的轴心受压极限承载力计算公式与合理的用钢量范围。     

高功能结构用钢板的发展

日本钢铁业近年来在建筑结构用钢的研发上,投注了相当多的人力资源,开发出一系列所谓的高功能结构用钢板,附予这些钢材各种不同的规格外性质保证,达到增加钢结构物安全性、造型美观、降低钢结构物建造成本等效益。由于地域关系,台湾的钢构及建筑业多少亦受到日本相关产业的影响,因此近年来业界对这类高功能结构用钢材的需求逐渐浮现,本文的主要内容,即在说明高功能结构用钢包括了高入热量焊接结构用钢、耐火钢、低降伏比钢、狭降伏强度变异钢、极低强度吸震钢板在日本的发展状况,以及中钢现有的研发成果,提供钢构及建筑业将来在选料用料上参考。     

钢筋桁架楼承板在钢结构建筑中的应用

钢筋桁架楼承板安装快速便捷,所形成的楼板整体性好,施工质量更容易得到保证,而且比压型钢板楼承板具有一定的价格优势。本文主要介绍钢筋桁架混凝土现浇板的施工技术。     

冷弯型钢结构

冷弯型钢结构是一种钢结构产品,即将钢板在环境温度下弯曲压制成形,使其能比钢板自身承受更多的载荷。这种钢板已经存在了一个多世纪,近年来,高强度材料和更广泛领域的结构应用造成了冷弯型钢使用量的显著增长（与传统重型热轧钢板构件相比）。     

钢框架内填钢板深梁协同分析

为了满足钢结构房屋刚度一定范围的渐变调幅需要,提高钢结构房屋的抗震性能,提出了一种新型的抗侧力构件———钢板深梁;通过水平低周反复荷载试验对纯钢框架和钢框架内填钢板深梁进行分析,并对结构进行适当简化;通过对2种简化模型进行对比得出较为可行的钢板深梁与钢框架协同分析模型。研究结果表明:内填钢板深梁可以大幅度提高纯钢结构的初始刚度、屈服荷载和极限承载力。     

轻钢结构的重量应该更轻

轻钢结构在我国发展时间不长 ,近来其用量激增 ,应用范围日益广泛。但设计中问题较多 ,型式构造老旧 ,用钢量较高等导致轻钢结构不轻 ,难以与钢筋混凝土结构竞争。为此 ,在谋求其改进方面提出下列讨论与建议 :采用高效钢材与薄板 ;应用新的设计理论与结构型式 ;引进预应力新技术等。     

钢结构常用钢材标准的修订情况及其应用建议

本文简要介绍了《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-2008)、《耐侯结构钢》(GB/T 4171-2008)、《冷弯型钢》(GB/T 6725-2008)、《建筑用压型钢板》(GB/T 12755-2008)、《结构用无缝钢管》(GB/T 8162-2008)、《直缝电焊钢管》(GB/T 13793-2008)等10项2008年新编或新修订钢铁产品标准的内容与技术要求,并对在工程设计中,如何合理地应用这些标准和选材提出了建议。     

不同钢骨含钢率的钢骨混凝土梁抗弯性能试验研究

对工字钢为对称放置的四个不同钢骨含钢率、纵筋配筋率的钢骨混凝土梁进行了抗弯实验。根据试验结果与理论分析对不同用钢量的钢骨混凝土梁进行了对比、分析,讨论了国内外几种受弯承载力计算公式,认为合理的含钢率为5%～8%,在合理的含钢量范围,构件的抗弯能力与含钢率成正比。     

钢筋焊接网在压型钢板组合板中的应用

介绍了钢筋焊接网在压型钢板组合板中的应用情况 ,并针对具体工程阐明了钢筋焊接网在压型钢板组合板中应用的范围及特点