基于塑性损伤模型的钢套箍混凝土桥墩受力分析

针对使用钢套箍加固桥墩结构的极限荷载及加固后偏心承载对桥墩的受力影响,基于Abaqus将混凝土塑性损伤模型、Embedded等技术引入到非线性数值分析中,实现不同工况下桥墩、套箍受力情况模拟。通过数值分析对比得出,正常使用时各构件应力水平值都在弹性范围内。顶升不同步时,桥墩承载能力仅为同步加载的32.5%。本文通过优化设计,使套箍承载能力提升了64.9%。本文数值分析方法为今后套箍加固混凝土桥墩结构研究提供依据。     

钢管高强混凝土柱轴向受压承载力试验研究

22根钢管高强混凝土柱的轴向受压试验结果表明 ,钢管高强混凝土短柱的轴向受压破坏为剪切破坏 ,长柱的破坏为弯曲破坏。根据试验和有关文献的结果 ,提出了混凝土强度等级不大于C80、套箍指标不大于 1 1的钢管高强混凝土柱的轴向受压承载力计算公式 ,以及长柱轴向受压承载力折减系数计算公式     

钢筋混凝土套箍加固石拱桥承载力计算

钢筋混凝土套箍加固石拱桥的承载力计算方法可根据加固后的不同受力主体采用不同的计算方法。当主拱圈破损严重,承载力严重不足时,加固套箍层所占截面比例较大,承受加固后大部分荷载时,可按钢筋混凝土偏心受压构件进行计算。本文详细推导了按钢筋混凝土偏心受压构件进行承载力计算的方法。     

钢管高强混凝土组合柱轴压承载力试验研究

为研究钢管高强混凝土组合柱的轴心受压承载力,完成了18个组合柱试件的轴压试验。试件的主要变化参数有:钢管混凝土套箍指标、管外混凝土强度和箍筋配箍特征值。试验结果分析表明,峰值承载力前和达到时,钢管和管外钢筋混凝土纵向变形一致;管外钢筋混凝土破坏后,核心的钢管混凝土提供了较大的后期强度和轴向变形能力;钢管混凝土的套箍指标、管外混凝土的强度和箍筋配箍特征值是影响组合柱轴压承载力的主要因素。试验结果进一步验证了《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(CECS188:2005)给出的组合柱轴心受压承载力计算公式同样适用于钢管高强混凝土组合柱。     

方钢管混凝土柱施工过程中外部临时套箍设置规律研究

研究了在高层建筑钢管混凝土组合结构施工阶段,方钢管内湿混凝土的轴向压力和水平侧压力对方钢管柱受力性能的影响,及方钢管外部临时套箍设置规律。采用有限元方法进行数值分析,研究了钢管相邻两板件不同连接焊缝,不同的柱长细比以及不同混凝土泵送层数时,方钢管外部临时套箍的设置规律,提出了不同情况下外部临时套箍的设置间距,并通过实际算例说明了如何合理选择方钢管柱外部临时套箍的布置方式。     

500MPa级细晶粒钢筋混凝土构件轴压试验研究

通过对8根采用500 MPa级细晶粒钢筋作为受力纵筋和1根采用HRB400级钢筋作为受力纵筋的混凝土轴心受压构件受力性能的试验,得到了纵向受压构件荷载-应变曲线,分析了混凝土强度、箍筋体积配箍率及纵筋配筋率对混凝土受压峰值应变的影响.研究结果表明,随着混凝土强度、箍筋体积配箍率的提高,混凝土的受压峰值应变也会提高.根据试验结果,为了简化计算,建议500 MPa级细晶粒钢筋的抗压强度设计值f′y=420 MPa.     

碳纤维布增强钢筋混凝土轴心受压柱受力性能对比研究

通过对16根碳纤维布增强钢筋混凝土方柱和圆柱的轴心受压试验,对比分析了方柱与圆柱轴向位移、轴向混凝土应变、环向碳纤维布应变、纵向钢筋应变、箍筋应变随荷载变化的特点以及破坏形态,研究了碳纤维布层数、混凝土强度和碳纤维布幅宽对方柱、圆柱正截面受力性能的影响.     

预压应力钢护筒加固钢筋混凝土短柱轴压承载力研究

对配有纵向钢筋和箍筋的混凝土柱采用预应力钢护筒进行加固,使需要加固的混凝土柱在不遭受破损的情况下承载能力、变形能力及抗震性能均得到提高,该加固方法是作者发明的一种新的加固方法。为对这一新的加固体系的轴向承载力展开研究,在统一强度理论的基础上,通过分析预应力钢护筒加固的混凝土短柱轴心受压时的受力情况,考虑预应力、钢护筒和箍筋对混凝土的双重约束作用,导出了配筋钢护筒混凝土短柱的轴压承载力计算公式。比较计算了普通植筋扩大断面法、预应力钢筒加固混凝土柱的承载能力,结果表明:统一强度理论对于钢护筒配筋混凝土轴压短柱的理论计算有非常好的适用性,为预应力钢护筒混凝土柱的承载力分析计算提供了理论基础。     

预制双壁空心管柱轴心受压性能试验研究

本文研究不锈钢(薄壁外层)-混凝土-钢双壁空心管(DSTM)柱的轴心受压性能。借鉴钢-混凝土组合结构构件的基本假定,分析其轴心抗压能力。制作外层分别为薄钢管和铁皮管,内层均为钢管,双壁管中间喷注混凝土型号为C40的两种试件,并完成其轴向抗压试验。试验结果表明,当外层管为薄钢管时,其承载能力和变形能力优于薄铁皮管。通过分析本文和有关文献的试验结果,引用相关系数,提出了考虑套箍效应的双壁空心管长柱轴心受压承载力计算公式,计算结果与试验结果基本吻合。     

内撑式预应力撑杆柱的稳定承载能力试验研究

采用预应力撑杆柱是提高细长型钢柱稳定承载能力的有效方法。本文在分析预应力撑杆柱受力特点的基础上,结合南京图书馆新馆的工程实际,对5根内撑式预应力撑杆柱进行了稳定承载能力模型试验研究,并进行了2根细长形方钢管柱和3根方钢管混凝土柱的模型试验作为对比。重点研究了不同长细比、不同柱截面形式、不同支座约束条件的预应力撑杆柱的稳定承载力。本文的试验与分析结果表明,只要设计合理,内撑式预应力撑杆柱与同尺寸的钢管柱相比具有更高的稳定承载能力,是一种安全、可靠、美观的结构构件。文章还对背景工程内撑式预应力撑杆柱的设计和施工提出了参考建议。     

基于ABAQUS的圆钢管活性粉末混凝土短柱受压性能分析

活性粉末混凝土作为一种高强混凝土,具有很好的抗压性能。但是极易发生脆性破坏,在活性粉末混凝土中掺加钢纤维并且外套钢管可以很好地改善其力学性能。文中利用ABAQUS对圆钢管钢纤维活性粉末混凝土短柱轴心受压与偏心受压承载力进行分析得到,随着套箍系数的增大,两种受力情况下的圆钢管活性粉末混凝土柱的承载能力均有不同程度的提高。随着偏心距的增加,变形也由局部发生鼓曲变形转变为局部鼓曲变形伴随着侧向挠曲变形,圆钢管活性粉末混凝土柱的承载力也逐渐降低。     

方钢管UHPC短柱轴压性能试验研究

为研究方钢管UHPC短柱试件的轴心受压性能,以钢管厚度、UHPC强度、钢材强度为参数,完成了 16组方钢管UHPC短柱试件轴心受压试验.依据试件的破坏模式、荷载-变形曲线、荷载-应变曲线发展变化规律对方钢管UHPC短柱的承载力、延性和轴压机理进行了分析.试验结果表明:方钢管UHPC短柱轴向荷载-变形曲线可分弹性、弹塑性和塑流三个阶段;轴向荷载-变形曲线形状与套箍系数密切相关,依据塑流阶段不同可分为下降型、平缓型和上升型三类;钢管与UHPC之间的相互作用具有滞后效应,主要发生在塑流阶段;随套箍系数增大,短柱试件延性和承载力有增大趋势,但延性增加更显著,钢管与UHPC之间的相互作用主要体现在改善UHPC延性上;基于延性和经济性指标,建议方钢管UHPC轴压短柱的套箍系数不宜大于3.     

加强箍筋约束对提高钢筋混凝土柱延性的探讨

通过对配有普通箍筋、螺旋箍筋及复合绑扎箍筋的混凝土受压构件在受力性能上的比较,同时对某些参考文献中这类受压构件的试验、计算原理等观点加以分析,明确了加强钢筋混凝土柱的箍筋约束对提高其延性的意义,并指出普通单肢箍、复合箍筋和螺旋箍筋在实际工程中应用的利弊.     

双向设预应力筋孔道的框架柱轴向承载力试验研究

对 4个双向设有预应力筋孔道的框架柱 (两个未灌浆和两个已灌浆 ,箍筋分别为 | ○6 5 @10 0 ,| ○6 5@75 )和一个没有留设预应力筋孔道的框架柱 (箍筋 | ○6 5 @10 0 )进行了轴心受压状态下极限承载能力的对比试验。试验结果表明预应力筋孔道面积不超过柱截面面积的 2 5 %时 ,在轴心受压状态下 ,双向留设的预应力筋孔道在灌浆饱满后对框架柱的极限承载能力影响不大。节点区箍筋加密到一定程度再提高配箍率 ,对框架柱极限承载能力的提高已没有多大效果     

中、美规范中受压构件的正截面承载力计算

对中国<混凝土结构设计规范>(GB 50010-2002)和美国ACI 318M-05规范中钢筋混凝土受压构件的最小和最大配筋率、正截面轴心受压、偏心受压承载力及其配箍构造的规定进行了对比分析.结果表明:对于轴心受压构件,美国规范中受压承栽力的折减系数小于中国规范;随着受力状态由大偏心受压向小偏心受压过渡,美国规范抗力折减系数的变化与构件的受力破坏特征有关,而中国规范的抗力折减系数基本不体现大、小偏心受压构件受力破坏特征的影响;对于高强混凝土,中国规范在确定混凝土材料强度标准值时引入了脆性系数,而美国规范通过较高的配箍率规定来保证高强混凝土构件的受力破坏特征与普通混凝土一致.     

外套管及刚性预应力撑杆加固受压杆的稳定性分析

压杆的承载力大都由稳定性控制而不是强度控制,提高受压杆件的稳定承载力是受压杆件加固的主要目标。钢套管加固受压杆是一种受力明确、施工方便的加固方式,已经被广泛采用,刚性预应力撑杆加固受压杆也是一种减小受压杆应力的加固方法。考虑钢套管与被加固压杆之间通过侧向限位措施保持侧向变形协调一致,利用失稳时压缩应变能释放等于弯曲应变能吸收的条件,得到了钢套管加固后受压杆稳定性承载力的临界值,该计算式同样适用于刚性预应力撑杆加固受压杆的设计计算。利用ANSYS对一算例进行了大变形几何非线性失稳计算,得到了4种不同加载情况下的稳定性荷载临界值,与理论分析值相差不足1%,验证了理论值的正确性,也验证了在外套管与受压杆通过数个节点限位可以满足变形一致的要求。     

竖向荷载作用下厂房纵向支撑的受力分析

从保证厂房柱列纵向稳定性的角度,对柱顶撑杆的设计要求进行了研究。采用蒙特卡罗方法,考虑实际工程中柱子和柱顶撑杆初始缺陷的随机遇合,应用有限元程序ANSYS对承受竖向荷载作用的柱列纵向支撑体系进行了大量的仿真分析,得到了柱列纵向支撑体系的三种失稳模式;通过概率统计得到柱顶撑杆所受内力的三峰正态概率密度函数,发现柱子和撑杆初始缺陷的随机遇合作用导致柱顶撑杆受压、拉或零受力的随机性,降低了支撑力,据此确定了可用于实际工程设计的支撑力的大小,为传统的柱顶撑杆由纵向受力决定的设计方法补充了竖向受力分析的验算方法。     

新型钢管混凝土梁柱节点轴心受压试验研究

提出钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁整体连接的新型节点形式。在钢管混凝土柱与钢筋混凝梁连接区将钢管断开,使钢筋混凝土梁中的纵向钢筋直接伸入支座节点,节点区梁柱混凝土整体浇筑,方便节点施工且保证节点刚度。为了弥补由于钢管断开造成的节点强度不足,对节点无钢管区域采用柱纵筋、环向密箍和钢筋网片进行加强。通过对3个节点试件进行轴心受压试验,研究了节点的受力特性。试验结果表明,在轴向荷载作用下,加强后的节点破坏迟于钢管混凝土柱的破坏,承载能力高于钢管混凝土柱,而且有一定的延性,证实了这种节点在轴向加载条件下的可行性,且满足"强节点"的抗震设计原则。     

新型空间结构形式——张弦梁结构

张弦梁结构是由弦、撑杆和抗弯受压构件组成的新型结构,是通过在弦中施加预应力来改善抗弯受压构件的受力性能的自来衡体系,具有受力合理、制造施工简单和运输方便等优点,具有良好的应用价值和广阔的应用前景。     

矩形钻孔灌注桩

打入桩,桩径较小,水平承载能力很低,人们一般只用它承担垂直荷载,这样可近似按轴向受压构件计算。在轴向受压构件中,用圆形截面也是合理的。钻孔灌注钢筋混疑土桩,桩径一般较大,水平承载能力很大,因此应按在垂直荷载和水平荷载共同作用下的偏心受压构件计算。在偏心受压构件中,圆形截面的力学性能远不如矩形截面好。为改进桩基结构,提高承载能力,应采用矩形钻孔灌注桩。本文论述了矩形钻孔灌注桩的合理性及施工方法。