往复荷载下圆钢管混凝土柱的数值模拟

基于圆钢管混凝土柱已有往复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立了钢管混凝土柱的有限元计算模型,并对其进行往复荷载作用下有限元分析,得到了桥墩的滞回曲线、骨架曲线.将计算结果与试验结果进行对比,发现计算得到的钢管混凝土柱滞回曲线和骨架曲线与试验结果吻合较好,因此提出一些有关重要参数选取的建议,可供相似问题的钢管混凝土有限元分析参考.     

低周反复荷载下异形钢管混凝土柱力学性能有限元分析

为了研究低周反复荷载下异形钢管混凝土柱的力学性能,以试验研究为基础,在参考常用的方钢管混凝土柱核心混凝土本构关系的基础上,提出了适用于L形钢管混凝土柱核心混凝土在低周反复荷载作用下的应力-应变关系,采用有限元程序Opensees,模拟了低周反复荷载下L形钢管混凝土柱的荷载-水平位移(p-Δ)关系曲线;分析了L形钢管混凝土柱抗震性能的影响因素.结果表明:计算结果与试验结果吻合较好;轴压比是构件骨架曲线的主要影响因素,随着轴压比的增大,试件的刚度逐渐变小,水平极限承载力变小,曲线将会出现下降段,且下降幅度有增大的趋势;截面宽厚比D/t和截面长宽比D/B对构件骨架曲线的影响相似,总体上对荷载-位移骨架曲线的形状影响很小,主要表现在对水平承载力大小的影响.     

不同参数对方钢管混凝土柱滞回耗能的影响

方钢管混凝土柱（CFST,Concrete Filled Square Steel Tubular）抗震性能优越,影响其抗震性能的参数有：长细比、轴压比、幅厚比,且这种影响是相互耦合的.通过正交比较分析的方法,利用有限元软件ABAQUS对19根CFST进行数值模拟分析,研究了不同参数对CFST滞回耗能的影响.总体上CFST在低周反复水平荷载作用下滞回曲线饱满,在柱屈服以后承载力并没有明显的下降.CFST具有良好的耗能能力,抗震性能优越.幅厚比对CFST滞回耗能影响最大,轴压比次之,长细比在一定范围内有一定的影响.     

圆钢管空间滞回性能试验

为考察圆钢管空间滞回性能、获得考虑损伤累积的材料本构模型,设计并开展了圆钢管空间滞回试验.试验加载装置可用于空间三向加载.考虑构件长细比及不同空间加载方案的情况,确定了不同截面及长度的30根试件,加载方案为5种.通过试验方案优化,实现了圆钢管空间加载的模拟,并获得了这些试件的荷载位移滞回曲线及典型部位的应变曲线.试验结果表明:圆钢管具有良好的滞回性能,在很大的位移作用情况下,仍能保持良好的耗能能力.为后续开展符合圆钢管截面钢材的本构模型研究奠定基础.     

含圆钢管的方形叠合柱滞回性能研究

在含圆钢管的方形叠合柱滞回性能试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS对试验过程进行数值模拟。模型考虑了钢材的Bauschinger效应、混凝土的塑性损伤、钢管与混凝土以及钢筋和混凝土之间的黏接滑移。数值模拟与试验结果的比较分析表明:模型总体上具有较高的精确度。利用有限元模型对内含圆形钢管的方形截面钢管混凝土叠合柱在反复荷载下的破坏过程展开分析,分析表明受力全过程中,外围混凝土、圆钢管和核心混凝土依次发生破坏。通过弯矩在构件各组成部分的分配知该构件具有良好的抗震性能。 更多还原     

钢管混凝土柱与梁节点荷载-位移滞回曲线理论分析

对钢管混凝土梁柱节点梁端荷载－位移滞回曲线进行了理论分析,建立了节点恢复力模型,按照传统和改进两种分析方法,编制数值计算程序进行节点荷载－位移滞回曲线分析,并将计算结果与试验数据进行对比,吻合良好,提出了将节点核心区的弯曲和剪切变形综合考虑,一方面解决了按传统方法计算时,核心区弯曲变形和剪切变形在试验中无法分开测量的缺点,另一方面可以考察节点核心区的综合变形能力。     

T形钢管再生混凝土柱抗震性能有限元分析

以截面肢长、再生粗骨料取代率、钢管壁厚和轴压比为基本参数,采用大型通用有限元分析软件ABAQUS,对两种不同肢长的T形钢管混凝土柱模型在低周反复加载下的荷载-位移滞回曲线进行模拟计算,获得T形钢管再生混凝土柱在水平地震荷载作用下的滞回性能、变形能力和耗能能力,从而比较两种不同截面肢长T形钢管再生混凝土柱的抗震性能.相比于普通混凝土构件,再生混凝土构件表现出更好的变形能力和耗能能力.     

往复荷载作用下圆钢管煤矸石混凝土纯弯构件力学性能的有限元分析

目的 分析往复荷载作用下圆钢管煤矸石混凝土纯弯构件的滞回性能和抗震性能,考察不同参数对其抗震性能的影响规律.方法 利用数值分析方法,采用非线性有限元分析软件ABAQUS对往复荷载作用下的圆钢管煤矸石混凝土纯弯构件进行计算机模拟分析,通过选取单元、划分网格、设定接触等一系列建模过程,对纯弯构件的荷载-变形关系进行计算.结果 计算得到的滞回曲线呈饱满的纺锤形,无明显的下降段,表现出了良好的耗能性能和延性,说明核心煤矸石混凝土与圆钢管协同互补、共同工作,保证了材料性能的充分发挥,抗震性能良好.结论 含钢率对纯弯构件的承载力和抗震性能影响较大,随着含钢率的增大,构件的承载力和抗震性能有明显的提高.     

隔板贯通式圆钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁连接节点的参数分析

采用有限元软件ANSYS对隔板贯通式圆钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁连接节点的参数进行分析.在参照SAC推荐标准的基础上,验证隔板贯通式节点狗骨处参数的取值范围,并细化.结果表明:狗骨处的三个参数——削弱深度c、削弱端至焊缝的距离a和削弱长度b对节点的极限承载力的影响依次降低.当a=(0.5～0.65)b∫;b=(0.65～0.85)db;c=(0.20～0.25)b∫时,该节点的性能最优.     

钢-混凝土组合梁与钢管混凝土柱节点的非线性有限元分析

以简化的Varma模型作为钢材的循环本构关系模型,建立了2类钢管混凝土柱与组合梁连接节点——梁钢筋贯通钢管节点和梁钢筋与上加强环焊接连接节点的三维非线性分析模型,并采用有限元软件ANSYS对其在低周反复荷载作用下的滞回性能进行了非线性分析。结果表明：由有限元模型得到的低周反复荷载作用下的滞回曲线及骨架曲线与试验所得的结果吻合较好,但在屈服荷载后差异较大;如能恰当地选择材料的本构关系、计算模型和破坏准则,则能够采用有限元模型准确地预测上述2类节点的弹塑性行为和整体抗震性能,并用于节点滞回性能的非线性参数分析。     

钢骨-钢管混凝土轴压短柱模拟实验分析

目的提出钢骨-钢管混凝土组合柱的概念,消除钢骨混凝土组合柱内外部分不能够同时破坏的可能.方法应用有限元的方法,对含钢率不同的轴心受压钢管-钢骨混凝土短柱进行了模拟研究,并与实验情况进行比较.结果明确了钢管-钢骨混凝土柱的破坏特征,含钢率对承载力的影响,含钢率越大,构件的承载力及延性的也会相应的增加.结论钢骨-钢管混凝土组合柱具有很大的优势,能够克服钢管混凝土组合柱的不足.模拟计算与实验研究结果吻合较好.     

轴心受压下钢骨-钢管混凝土组合短柱承载力研究

目的 提出钢骨-钢管混凝土柱的概念．解决钢骨-钢管混凝土组合柱的破坏机理、受力性能问题，合理确定其承载力．方法 对3个含钢率不同的轴心受压钢骨-钢管混凝土短柱进行试验，并利用试验研究和理论分析的方法进行了分析．结果 通过试验，明确了钢管-钢骨混凝土柱的破坏特征．试验表明，含钢率越大，构件的承载力及延性相应增加．通过理论研究得到承载力的计算公式，计算得出理论值与试验值吻合较好．结论 当含钢率大干0．36％时，钢管混凝土柱与其外测的钢骨混凝土能够共同工作直至破坏，其承载力明显高于钢管混凝土核心柱的承载力，根据试验结果推导的钢骨-钢管混凝土柱承载力计算公式，为组合结构的发展提供了一种新的结构型式．     

钢管-钢骨混凝土组合柱试验研究

目的分析钢管混凝土组合柱研究中的不足，提出了钢管-钢骨混凝土组合柱的概念。研究钢管-钢骨混凝土组合柱的破坏机理、受力性能．方法对钢管-钢骨混凝土组合柱的破坏机理、受力性能。进行了3个含钢率不同的偏心受压钢管-钢骨混凝土短柱的试验．结果钢管混凝土柱存在内外部分破坏不同步的可能，通过试验，明确了钢管-钢骨混凝土柱的破坏特征，含钢率对承载力自寺影响，含钢率越大，构件的承载力及延性的相应增加．结论试验结果表明，当含钢率大于0．36％时，钢管混凝土柱与其外测的钢骨混凝土能够共同工作直至破坏，其承载力明显高于钢管混凝土核心柱的承载力，为组合结构的发展提供了一种新的结构型式．     

空间网架结构钢管混凝土柱节点力学性能足尺试验及分析

采用足尺试验与数值仿真相结合的方法研究空间网架结构中的钢管混凝土柱节点的受力及抗震性能。试验荷载逐级加载到设计荷载的1.6倍并观测柱节点的变形与应力。试验结果表明试验荷载下柱节点钢结构部分基本处于弹性状态,混凝土极小部分区域超出压应力极限,钢管与混凝土粘接良好。非线性有限元分析结果揭示了柱节点在低周往复荷载作用下的滞回耗能能力和破坏特征,指出了柱节点承载的薄弱位置,给出了柱节点的极限承载力。结果表明,足尺试验与数值计算相结合的方法可以全面揭示柱节点的受力特性及抗震性能。     

长期荷载作用对钢管混凝土叠合柱力学性能影响

为研究长期荷载作用对钢管混凝土叠合柱力学性能的影响规律,对考虑长期荷载作用影响时构件的荷载-变形曲线进行了全过程分析.基于合理的材料本构关系模型,采用有限元法建立了长期荷载作用下叠合柱力学性能分析模型,对长期荷载作用下叠合柱的工作机理以及影响叠合柱承载力的参数进行了细致分析.结果表明:考虑长期荷载作用影响时,叠合柱的承载力降低且对应的跨中挠度增大;随着截面含钢管率的增大,在长期荷载作用阶段,叠合柱中钢管混凝土承担由钢筋混凝土卸下荷载的比例增大;当长细比大于10时,随着长细比、外包混凝土强度的增大及截面含钢管率、截面配筋率的减小,长期荷载作用下叠合柱的承载力出现下降.     

内置CFRP圆管方钢管高强混凝土纯弯构件力学性能的试验

目的了解内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土纯弯构件的静力性能,研究不同CFRP配置率和含钢率对纯弯构件的承载能力的影响．方法对5个内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土纯弯构件和3个方钢管高强混凝土纯弯构件进行静力试验,分析试验结果,绘制荷载-跨中挠度曲线,钢管碳纤维P-ε曲线．结果受弯构件内置了CFRP圆管约束内部核心混凝土后,有效地改善了该构件的力学性能（承载力提高率可提高10％左右、延性提高5％-12％）;试件的荷载跨中挠度全过程曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段、强化段．结论内置CFRP圆管可有效地改善方钢管高强混凝土纯弯构件的力学性能．     

钢管混凝土结构研究新动向

本文对国内外现有计算理论和公式的实质进行了分析.提出把钢管混凝土视为一种新的组合材料进行研究的新概念.在正确选定钢管和核心混凝土本构关系的基础上,首次导出了组合材料轴心受力时本构关系全过程.得到组合材料的物理力学性能指标:屈服点、弹性模量、切线模量和强化模量等.按照构件的几何参数:面积、惯性矩、截面抵抗矩和截面回转半径等,即可导出各种构件的计算公式.形成了以本构关系为基础的一整套具有一定理论基础的计算体系,为研究钢管混凝土结构开创了一种新途径.     

钢管及钢管混凝土柱在节点剪力作用下受力性能的实验研究

本文通过理论和实验研究了钢管及钢管混凝土柱在节点剪力作用下的受力性能,讨论了它的工作机理,确定了最危险截面的位置.对土建工程中常用的钢管进行了电算,归纳总结出了截面上的应力分布形式及特征参数β的计算公式,提出了折线形截面假设,给出了钢管及钢管混凝土柱节点在剪力作用下的设计公式.     

CFDST组合截面结构柱的抗火设计分析

摘要：考虑钢管和混凝土的不同热工性能以及热传导的边界条件,采用有限单元法,建立CFDST柱截面二维计算模型,求出不同节点每一时刻的温度。由高温下的钢材和混凝土本构关系,可以得出一定温度下钢材和混凝土的应力,利用叠加原理求出CFDST组合结构柱的截面内力。结果表明CFDST组合结构柱外层钢管温度增长率比混凝土和内层钢管要快;CFDST组合结构具有良好的耐火性能,其主要影响因素包括构件长细比、内外层钢管强度、混凝土强度强度等级及空心率。