千米承压材料与制取途径

本文论述了千米承压材料的应用前景 ,提出了对千米承压材料的性能要求 ,探讨了制备千米承压材料的技术途径 ,并证实 ,用钢管或超高强钢管与特超强或超高强混凝土复合 ,在当前的科学技术水平条件下 ,是制成千米承压材料的基本技术途径。试验证明 :钢管特超强混凝土千米承压材料 ,承载能力巨大 ,变形性能优异 ,完全克服了特超强混凝土脆性极大的本质性缺陷。得出了承载力的计算公式。千米承压材料的诞生和发展将会对社会进步产生难以估量的促进作用     

千米承压材料研制与应用前景

在当前的科学技术水平条件下，用钢管或超高强钢管与特超强混凝土或超高强混凝土复合，是制成千米承压材料的基本技术途径。试验证明，钢管特超强混凝土千米承压材料，承载能力巨大，变形性能优异，完全克服了特超强混凝土脆性极大的本质性缺陷。千米承压材料有广泛而美好的应用前景。     

局部承压圆钢管混凝土柱力学性能研究

为了研究不同截面形状垫块作用下圆钢管混凝土柱的局部承压性能,进行了14个试件的试验研究,考察了垫块截面形状、局部承压面积比和端板厚度对局部承压圆钢管混凝土柱破坏形态、荷载-变形曲线及承载力的影响。结果表明,垫块截面形状对局部承压圆钢管混凝土柱破坏形态的影响较小,但方形垫块作用试件的承载力和荷载-变形曲线的初始斜率略高于圆形垫块作用试件。在确定钢材和核心混凝土本构模型的基础上,建立有限元模型对局部承压圆钢管混凝土柱的力学性能进行了模拟,总体上模拟结果与试验结果符合较好。最后,根据研究结果修正了以往圆钢管混凝土柱局部承压承载力的计算方法。     

内壁设置栓钉的大尺寸截面钢管混凝土柱界面黏结性能试验研究

对25个内壁设置栓钉的钢管混凝土柱大尺寸试件进行推出试验,以研究钢管混凝土柱内界面黏结强度及内壁栓钉受剪承载力。其中方钢管混凝土柱试件的截面尺寸均为600 mm×600 mm,圆钢管混凝土柱试件直径为600 mm,钢管壁厚分别为20、30 mm。设计主要参数为钢管混凝土柱的截面形状、填充混凝土的强度等级、钢管壁厚、钢管内壁粗糙程度以及内壁焊接栓钉的纵横向间距、栓钉直径和栓钉长度等。试验结果表明,工程应用低估了足尺钢管混凝土柱的界面黏结力与内壁设置栓钉的受剪承载力。依据试验结果提出了方钢管混凝土柱内栓钉受剪承载力的基本计算方法,以期为相关工程结构设计提供参考。     

薄壁钢管混凝土轴压下有限元分析

在薄壁复合结构得到广泛应用但相应受力性能及优越性分析存在缺陷和不足的前提下,文章主要运用ANSYS有限元软件对钢管混凝土这种薄壁复合结构在轴心受压时的复合力学性能进行数值模拟,通过空钢管以及相同尺寸的钢管混凝土试件各部分纵向应力云图的对比分析,探讨了钢管与混凝土两种材料之间的相互作用及复合承载力和稳定性的提高,阐述了这种复合材料的合理结构形式和优越性,为相似的薄壁结构在复合材料应用方面的研究提供合理的理论依据。     

钢管陶粒混凝土短柱火灾后承载力及力学性能的试验研究

通过对4组10根钢管陶粒混凝土短柱受火后性能的对比试验研究,讨论不同参数的钢管陶粒混凝土短柱受火后的剩余承载力和破坏形态的变化。基于试验结果讨论火灾炉试验保持最高温度、截面尺寸、试件长细比及混凝土配合比等参数对轻骨料钢管混凝土短柱承载力和延性的影响。结果表明,以轻质材料——陶粒为粗骨料制成的钢管混凝土短柱,受火后仍然具有较高的承载力和良好的延性,且火灾后多数试件的荷载-位移曲线并没有出现下降段。最高炉温对钢管陶粒混凝土短柱火灾后承载力的影响程度与试件自身特征参数有关,主要影响参数为混凝土配合比、试件长细比及截面尺寸等;随着混凝土水灰比的增大,轻骨料钢管混凝土短柱火灾后承载力下降更为明显。     

特超强高性能混凝土的研制与展望

论述了制备特超强高性能混凝土的技术途径与配比参数。采用常规的原材料及通用的制备工艺,以0.14～0.18的极低水胶比,制成了流动性优异、强度特高的特超强高性能混凝土,混合料坍落度达268mm,扩展度达680mm,90d抗压强度达175.8MPa,365d达到182.9MPa。与活性粉末混凝土相比,特超强高性能混凝土具有原料易得、制备简单、施工容易、成本低廉等优势,将成为未来混凝土科技发展的主导方向。文章还讨论了这种混凝土的水化放热、收缩及脆性等问题。讨论表明,这些混凝土所固有的问题,均有获得满意解决的有效途径。文章还展望了这种混凝土的未来应用前景。     

CFRP和角钢复合加固钢管混凝土叠合柱轴心受压承载力分析

采用统一强度理论,对碳纤维布(CFRP)和角钢复合加固钢管混凝土叠合柱的轴心受压机理和约束模型进行分析,考虑CFRP和角钢材料的特点及其对混凝土的约束作用,提出了复合加固钢管混凝土叠合柱的轴心受压承载力计算公式,并进行有限元数值模拟,将公式计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了该计算公式的正确性,并得出CFRP厚度、角钢套箍指标以及统一强度理论参数b等因素对承载力的影响规律。该结果为此类复合加固钢管混凝土叠合柱轴心受压承载力的计算提供了一定的理论依据。     

往复荷载作用下外方内圆复合钢管混凝土柱工作机理研究

为研究往复荷载作用下外方内圆复合钢管混凝土柱的工作机理,建立了外方内圆复合钢管混凝土柱的有限元模型并进行计算分析,将计算结果与试验结果进行比较。在此基础上,分析了混凝土损伤设置与否的影响,比较了复合钢管混凝土柱、中空夹层钢管混凝土柱、普通钢管混凝土柱、空钢管柱的滞回性能,包括滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度和耗能等,分析了不同阶段混凝土的应力状态。研究结果表明:有限元计算的破坏形态、滞回曲线结果与试验结果吻合较好,往复荷载作用下外方内圆复合钢管混凝土柱的计算必须合理考虑混凝土材料的损伤;与其他类型柱相比,外方内圆复合钢管混凝土柱的滞回曲线饱满,其极限承载力、延性、刚度、累积滞回耗能等性能更为优越。     

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱轴压性能试验研究

对9根外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱和未加固钢筋混凝土中长圆柱进行轴心受压试验研究,研究长径比、钢管壁厚和后浇自密实混凝土强度对复合加固中长圆柱受力性能的影响。研究结果表明:未加固中长圆柱破坏形态属于局部强度破坏而复合加固中长圆柱的破坏属于弹塑性失稳破坏。长径比越小,复合加固柱承载力提高越大;随着后浇自密实混凝土强度的提高,复合加固柱极限承载力略有提高,但延性逐渐降低;钢管壁厚的增加能够显著提高复合加固柱的极限承载力和延性。在试验研究的基础上,提出外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱的承载力简化计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。