钢管高性能混凝土受弯构件的静力性能(Ⅱ):机理分析及承载力

研究钢管高性能混凝土受弯构件中钢管和混凝土应力、应变等的分布规律。对钢管与混凝土相互作用力的研究表明,圆钢管对混凝土有很好的约束作用,方试件的相互作用力主要集中在弯角区域,平板区域的相互作用力很小。黏结强度对于试件的弯矩-曲率曲线基本没有影响。普通钢管混凝土受弯构件的承载力计算式同样适用于钢管高性能混凝土受弯构件的承载力计算。钢管高性能混凝土受弯构件与普通钢管混凝土受弯构件在静力性能方面并无本质区别。     

碳纤维增强方钢管混凝土压弯构件的静力性能(Ⅱ)——机理分析与承载力

应用ABAQUS软件对碳纤维增强方钢管混凝土(S-CF-CFRP-ST)压弯构件的工作机理进行分析,分析结果表明:随着荷载的增加,S-CF-CFRP-ST压弯构件从全截面受压到部分截面受拉;钢管在柱中截面首先屈服,然后向端板发展;横向受拉的CFRP对试件起到了很好的约束作用。钢管与核心混凝土的相互作用力沿纵向在试件中截面最大,向两端部逐渐减小;沿截面边长在转角处最大,向中点逐渐减小。黏结强度对试件弹性阶段的刚度、承载力及钢管与混凝土之间的相互作用力影响不大。不同加载路径对试件静力性能的影响也不显著。提出了S-CF-CFRP-ST压弯构件的承载力相关方程,计算结果与试验结果吻合良好。     

钢管高性能混凝土压弯构件的静力性能(Ⅰ):试验研究及有限元模拟

为给辽宁省地方标准的编制提供依据对钢管高性能混凝土压弯构件的静力性能展开研究。通过对24个试件(内填自密实混凝土的立方试块抗压强度标准值为96 MPa)的静力试验,发现钢管高性能混凝土压弯构件的轴力-挠度曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和下降段。试件挠曲线接近正弦半波曲线,钢管纵向应变基本符合平截面假定,环向受压的钢管对混凝土没有约束力。应用有限元法模拟试件的轴力-挠度曲线和变形模态,模拟结果与试验结果吻合良好。总体而言,钢管高性能混凝土压弯构件与普通钢管混凝土压弯构件在静力性能方面没有本质区别。     

钢管高性能混凝土轴压短柱的静力性能(Ⅱ):机理分析及承载力

研究钢管高性能混凝土轴压短柱中钢管和混凝土的应力、应变等的分布规律,发现圆试件中截面混凝土纵向应力在圆周方向均匀分布,而方试件中截面混凝土的纵向应力在弯角处最大。试件在受荷过程中,中截面钢管首先屈服,然后逐渐向试件两端发展。典型算例的分析结果表明,圆钢管对混凝土的约束作用好于方钢管的,圆钢管对混凝土沿圆周方向均匀约束,而方试件在截面弯角处的约束力最大。所有试件在中截面约束力最大。黏结强度对于试件的轴压承载力基本没有影响。普通钢管混凝土轴压短柱的承载力计算式同样适用于钢管高性能混凝土轴压短柱的承载力计算。钢管高性能混凝土轴压短柱与普通钢管混凝土轴压短柱在静力性能方面并无本质区别。     

方钢管混凝土压弯构件力学性能及承载力的研究

利用轴压方钢管混凝土中钢和混凝土的应力－应变关系模型，采用数值分析方法对方钢管混凝土压弯构件进行分析，分析结果和试验结果吻合良好。     

圆CFRP-钢管混凝土压弯构件静力性能试验研究

进行了32个圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的试验研究。结果显示,构件的载荷-中截面挠度曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和下降阶段,构件的破坏属于延性破坏。分析表明,从加载之初直到极限荷载,钢管和CFRP在纵向和环向都可以协同工作,环向应变沿截面周边分布不均匀;钢管纵向应变沿截面高度的分布基本符合平截面假定;纵向受压的钢管存在内力重分布过程,纵向受拉区钢管对核心混凝土的环向约束效果不显著;构件的挠曲线大致为正弦半波曲线。采用纤维模型法分析圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的荷载-中截面挠度曲线,分析结果与试验结果吻合较好且偏于安全。     

钢管自密实高性能混凝土压弯构件力学性能研究

进行了38个钢管自密实高性能混凝土压弯构件的试验研究,考察的项目和基本参数有:(1)截面形式,包括22个圆试件和16个方试件;(2)管内混凝土不同浇筑方式,包括自密实、手工振捣和机械振捣;(3)截面径(宽)厚比,从33变化到67;(4)荷载偏心率,从0变化到0.3。研究目的在于:考察钢管自密实混凝土与采用振捣密实的钢管混凝土压弯构件力学性能的差异,并比较规程DL/T5085—1999、GJB4142—2000、AIJ(1997)、EC4(1994)、AISC—LRFD(1999)、BS5400(1979)和DBJ13—51—2003在计算钢管自密实高性能混凝土构件极限承载力时的差异,结果是圆钢管自密实混凝土压弯构件的极限承载能力值按规范计算比试验值低5%～20%,方钢管按规范计算比试验值低4%～15%,唯按EC4(1994)计算的方钢管值略高于试验值。     

钢管初应力对钢管混凝土压弯构件承载力的影响研究

钢管初应力对钢管混凝土力学性能影响一直是众所关注的问题之一。首先进行了钢管初应力对方钢管混凝土压弯构件力学性能影响的试验研究 ,然后对考虑钢管初应力影响时 ,圆形和方形钢管混凝土压弯构件的荷载 变形关系曲线进行了理论分析 ,计算结果得到试验结果的验证。在此基础上 ,分析了初应力系数、构件长细比、截面含钢率 ,荷载偏心率、钢材和混凝土的强度等因素的影响规律 ,最终提出考虑初应力影响时 ,圆形和方形钢管混凝土压弯构件承载力的实用验算方法     

钢管高性能混凝土受弯构件的静力性能(Ⅰ):试验研究及有限元模拟

为给辽宁省地方标准的编制提供依据,对钢管高性能混凝土受弯构件的静力性能展开研究。通过18个试件(内填自密实混凝土的立方试块抗压强度标准值为96 MPa)的静力试验,发现钢管高性能混凝土受弯构件的跨中弯矩-曲率曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和下降段。试件挠曲线接近正弦半波曲线,钢管纵向应变基本符合平截面假定,环向受压的钢管对混凝土没有约束力。应用有限元法模拟了试件的跨中弯矩-曲率曲线和变形模态,模拟结果与试验结果吻合良好。总体而言,钢管高性能混凝土受弯构件与普通钢管混凝土受弯构件在静力性能方面没有本质区别。     

钢管混凝土构件的承载力分析

分析了钢管混凝土材料的特点与材料力学参数,并采用有限元的块体单元与板壳单元来模拟钢管混凝土柱,对其受力性能和承载能力进行了分析计算,计算结果与轴压试验结果的对比分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好。     

长期荷载作用下方钢管混凝土压弯构件承载力简化计算

利用数值方法计算长期荷载作用对方钢管混凝土压弯构件的荷载 -变形全过程关系的影响 ,系统分析轴压比、长细比、截面含钢率、钢材和混凝土强度及荷载偏心率等因素对承载力的影响规律 ,提出考虑长期荷载作用影响时 ,方钢管混凝土压弯构件承载力折减系数的简化计算公式 ,可为工程实践提供参考。     

预应力方钢管混凝土压弯构件承载力分析

通过三维非线性有限元分析对不同布索预应力方钢管混凝土压弯构件进行承载力分析。同时对分析结果和理论公式结果进行分析、整理、比较，提出最佳参数组合，为实际工程提供理论数据。     

圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件抗震性能

选取合理的材料本构模型和混凝土损伤指标,通过ABAQUS软件建立圆锥形中空夹层钢管混凝土构件数值模型,并采用现有试验数据进行模型验证。在此基础上建立典型算例,分析典型算例的抗震性能指标,同时描述构件的破坏模态。对轴压比、空心率和长细比这3个对圆锥形中空夹层钢管混凝土抗震性能指标影响较为显著的参数进行分析,探究3个参数对滞回曲线极限承载力、延性系数和耗能能力的影响规律。比较圆锥形中空夹层钢管混凝土与不同截面尺寸的等截面圆中空夹层钢管混凝土抗震性能的差别,探究圆锥形中空夹层钢管混凝土与何种截面尺寸的圆中空夹层钢管混凝土可以实现抗震性能上的等效。结果表明:在一定范围内,轴压比和长细比的增大使得构件的耗能性能变差,空心率的增大使得构件的耗能性能变好,但需明确各参数的限值; 截面面积减小使得构件的承载力降低、耗能性能变差; 圆锥形中空夹层钢管混凝土的抗震性能与距其底部1/4高度处截面大小的圆中空夹层钢管混凝土等效。     

高强圆钢管混凝土压弯构件(2):基本性能

目前,有关高强圆钢管混凝土压弯构件基本性能的试验及数值研究相对较少。在之前文章中,已经提出评估此类压弯构件非线性性能的数值模型,考虑约束和初始几何缺陷对核心混凝土强度和韧性及钢管的影响。验证该模型的正确性,并进行压弯构件基本性能的参数化研究。通过相应的试验结果,验证根据此模型求得的偏心荷载作用下极限承载力和轴力-变形性能的正确性。在计算机程序中应用该模型,研究高强圆钢管混凝土压弯构件的基本性能,如:荷载-位移曲线,极限承载力,轴力-弯矩曲线及由混凝土约束引起的强度增量。参数包括:构件长细比,偏心率,混凝土抗压强度,钢材屈服强度,钢材百分比,混凝土约束条件等。结果表明:提出的数值模型能有效模拟和设计高强圆钢管混凝土压弯构件。本基准数值结果对完善组合结构设计规范中有关高强混凝土压弯构件的规定很有意义。     

高强圆钢管混凝土压弯构件(1):数值分析

由于具有比普通构件强度高、刚度大等特点,高强圆钢管混凝土压弯构件被广泛用于高层建筑中。然而,针对此类构件的大多数非线性分析方法都没有考虑高强材料属性和混凝土约束的影响,这很大程度上高估了核心混凝土的强度和韧性。因此,这些方法的求解结果与试验结果相差很大。针对高强圆钢管混凝土压弯构件的非线性性能,提出新的数值模型。该模型不仅考虑了混凝土约束对核心混凝土和钢管的影响,还考虑了压弯构件的初始几何缺陷。根据通过有限元分析求得的轴力-弯矩曲线,确定压弯构件非线性稳定分析中的平衡状态。为确定轴力-变形及轴力-弯矩曲线,提出了计算准则。在计算机程序中应用该数值模型,可研究高强圆钢管混凝土压弯构件的基本性能。在后续文章中,将验证该模型的正确性,并应用此模型。     

高强钢管混凝土构件承载力计算方法初探

对高强钢管混凝土构件研究成果进行总结,并利用数值计算方法对高强钢管混凝土压弯构件荷载-变形关系曲线进行计算,计算结果与试验结果吻合较好。最后对设计规程DL/T5085-1999、GJB4142-2000(2001)、AIJ(1997)、EC4(1994)、AISC-LRFD(1999)和DBJ13-51-2003(2003)在进行高强钢管混凝土构件承载力计算时的适用性进行比较。     

棱形截面钢管压弯构件承载力计算方法研究

本文采用有限元软件ABAQUS对棱形截面的钢管压弯构件荷载-变形关系曲线进行了计算,计算算例考虑的主要参数为钢材屈服强度和荷载偏心率。通过对计算结果的分析比较,对棱形截面的钢管压弯构件的极限承载力的计算方法提出了建议。本文的研究成果可为相关研究提供参考。     

方形、矩形钢管高强混凝土单向压弯构件承载力参数分析

以实际工程中常见的弯矩和轴力呈正比例增长的加载方式为基础,采用方形、矩形钢管高强混凝土组合作用下的钢管和核心混凝土的纵向应力-应变关系,编制了非线性数值计算程序,对方形、矩形钢管高强混凝土单向压弯构件的受力变形全过程曲线和影响稳定承载力相关曲线的各参数进行较为详细的分析和研究,为研究方形、矩形钢管高强混凝土中长柱在双向压弯受力状态下的力学性能垫定基础。     

菱形截面钢管压弯构件承载力计算方法研究

采用有限元软件ABAQUS对菱形截面的钢管压弯构件荷载—变形关系曲线进行计算,计算算例考虑的主要参数为钢材屈服强度和荷载偏心率。通过对计算结果分析比较,对菱形截面钢管压弯构件极限承载力的计算方法提出建议,所得成果可为相关研究提供参考。     

菱形截面钢管压弯构件承载力计算方法研究

采用有限元软件ABAQUS对菱形截面的钢管压弯构件荷载-变形关系曲线进行计算,计算算例考虑的主要参数为钢材屈服强度和荷载偏心率.通过对计算结果分析比较,对菱形截面钢管压弯构件极限承载力的计算方法提出建议,所得成果可为相关研究提供参考.