碳纤维增强复材部分包裹圆钢管混凝土短柱的轴压性能

为了揭示碳纤维布(CFRP)部分包裹圆钢管混凝土短柱的轴压性能,对7根CFRP包裹圆钢管混凝土短柱和1根圆钢管混凝土短柱进行了轴压试验。通过ABAQUS软件建立了轴压作用下CFRP包裹圆钢管混凝土短柱的数值分析模型,考虑了界面之间复杂接触关系和材料特性,开展了轴压作用下CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱力学性能的参数分析,研究了主要参数对CFRP包裹钢管混凝土短柱轴压承载力和初始轴向刚度的影响,揭示了其典型破坏模式。研究结果表明:轴压作用下CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱的破坏模式主要包括CFRP断裂、钢管局部屈曲和核心混凝土局部压溃; CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱的轴压承载力随着材料强度、包裹层数和柱截面面积的增加而增大;其初始轴向刚度随着混凝土强度和柱截面面积的增大而逐渐增大。     

碳纤维增强复材间隔包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的偏压受力性能

为揭示带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱在碳纤维增强复材(CFRP)间隔包裹下的偏压性能和受力机理,通过ABAQUS软件建立了偏压作用下CFRP间隔包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的数值分析模型,对CFRP间隔包裹均匀脱空及球冠形脱空两种截面脱空形式下的圆钢管混凝土偏压短柱进行了系统的参数分析。研究包括偏心率、钢材强度、混凝土强度、径厚比、CFRP强度、CFRP包裹层数、CFRP包裹间距和脱空比等参数对构件偏压性能的影响,分析了偏压下CFRP部分包裹存在脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的受力机理和破坏模式。结果表明:CFRP间隔包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱在偏压作用下主要破坏模式为钢管局部屈曲、CFRP断裂和混凝土局部压溃; CFRP间隔包裹可较好地提高构件延性,其偏压极限承载力随着材料强度和CFRP包裹层数的增加而提高,随着脱空比、径厚比、偏心率和CFRP包裹间距的提高而降低。     

碳纤维增强复材包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的轴压性能分析

为获悉带脱空缺陷圆钢管混凝土柱在碳纤维增强复材(CFRP)包裹下的轴压性能和受力机理,通过建立轴压下CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的有限元模型,分析了轴压下CFRP分别包裹均匀脱空和球冠形脱空圆钢管混凝土柱的力学性能,讨论CFRP强度、包裹方式和包裹层数等参数对不同脱空形式下构件力学性能的影响,揭示了轴压下CFRP包裹脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的受力机理和破坏模式。分析两种脱空形式下构件的典型轴压荷载-轴向位移曲线表明:CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的变形能力有较高的提升,包裹层数和CFRP材料强度的增加均能明显提高脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的轴压承载力。     

圆钢管薄壁空心混凝土短柱轴压性能试验研究

进行12个圆钢管薄壁空心混凝土轴压短柱轴压承载力的试验研究,考察轴压承载力—变形特性以及破坏模式,分析了圆钢管轴向、环向变形的发展规律,试验研究表明当薄壁混凝土壁厚达到一定厚度后,圆钢管内的薄壁空心混凝土在环向形成较好的拱效应,能有效地阻止外侧钢管局部失稳。     

薄壁圆钢管混凝土短柱的轴压试验

通过 8根圆形薄壁钢管混凝土轴压短柱试验 ,研究了不同径厚比、混凝土强度等级、含钢率等参数 ,对薄壁圆钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响。试验表明 ,由于有内填混凝土的支撑作用 ,钢管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高。与常规壁厚的钢管混凝土轴压短柱相比较 ,达极限承载力时的破坏模式也有较大的变化     

圆钢管钢纤维再生混凝土短柱轴压性能试验研究

为了研究掺入钢纤维的圆钢管再生混凝土短柱的性能,考虑不同钢纤维掺量、不同再生混凝土取代率、不同混凝土强度等级三个因素,共设计了14个试件,对其进行轴压试验。试验结果表明：随着钢纤维掺量的增加,试件的极限承载力提高;随着再生混凝土取代率的增加,试件的极限承载力降低;随着混凝土强度的增大,试件的极限承载力提高;其中混凝土强度对极限承载力影响最大,再生混凝土取代率的影响最小。     

圆钢管再生混凝土轴压短柱对比试验研究

对不同截面形式和不同混凝土类型的6根圆钢管混凝土试件进行试验研究,并对其轴力-纵向应变全过程进行模拟,其中截面形式有圆实心、圆套圆中空夹层、圆套方中空夹层3种,混凝土类型包括普通混凝土和再生混凝土(再生粗骨料取代率为50%)两类。结果表明:截面形式对圆钢管再生混凝土试件的弹性模量、轴压强度和后期延性有一定影响;在达到极限承载力之前,两种混凝土类型的圆钢管混凝土试件的轴压刚度及外钢管的横向应变发展规律基本相同;在达到极限承载力之后,圆钢管再生混凝土试件的延性和后期承载能力均不如相应的圆钢管普通混凝土试件;有限元计算得到的试件的极限承载力和前期刚度与试验结果吻合较好。     

圆钢管混凝土短柱受压力学性能的试验研究

通过对9根圆钢管混凝土短柱试件的试验,首先对其破坏现象及机理进行分析;然后分别探讨混凝土强度、长细比、偏心率三个因素对该类构件力学性能的影响规律,指出偏心率是影响该类构件力学性能的主要因素,短柱范畴内的长细比及大偏压中的混凝土强度影响不明显;并针对该类构件在实际工程中的应用提出建议。     

锈蚀圆钢管再生混凝土轴压短柱受力性能研究

以名义锈蚀水平(0%、10%和20%)为变化参数,设计了6根圆钢管混凝土短柱进行轴压试验,观察了锈蚀圆钢管混凝土短柱的受力全过程和破坏形态,得到了构件的应力-应变关系曲线,重点分析了锈蚀对构件轴压性能的影响,得出锈蚀圆钢管混凝土短柱刚度退化规律以及损伤演变规律。研究结果表明：随着锈蚀水平的提高,钢管混凝土柱的承载力均下降,组合弹性模量不同程度降低,刚度损伤增大;核心混凝土的类型对锈蚀构件承载力影响不大。采用钢管壁厚折减法结合ABAQUS有限元软件对构件在轴压荷载作用下荷载-变形关系进行模拟,同时根据GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》公式进行计算,试验结果与模拟结果以及计算结果基本一致。采用钢管壁厚折减法能够有效计算锈蚀圆钢管再生混凝土的承载力。     

高强圆钢管混凝土短柱轴心受压试验研究

采用壁厚约为16 mm,强度等级为550 MPa的高强钢材,卷板并焊接制作3根圆钢管短柱,高度约为1 m,外直径约为550 mm。在钢管内填充C30强度等级混凝土,用4 000 t压力机对其进行轴心受压试验,并记录受力全过程曲线。运用3种规范的计算公式分别计算其承载力,并与试验结果进行对比。试验发现:3根高强圆钢管混凝土短柱的荷载-位移曲线非常接近,极限承载力约为30 000 k N,公式计算的承载力与试验结果吻合。     

玄武岩纤维复材布加固素混凝土方柱轴压性能研究

对15根不同类型的玄武岩纤维复材(BFRP)布加固素混凝土方柱进行轴压试验研究,按照FRP层数、种类、包裹类型等参数分为5组,观察其破坏过程和破坏特点,评价BFRP对混凝土方柱承载力和延性的提高效果并基于试验数据进行ABAQUS有限元分析,验证关于FRP约束混凝土柱承载力和极限应变的现有计算模型的准确性。研究表明:BFRP加固方柱的抗压强度和延性随包裹层数的增加而提高,但提高幅度衰减,其中2层BFRP加固方柱的抗压强度和极限压应变较未约束柱分别提高约41%和144%;有限元分析的峰值压应力与试验值接近,受压本构曲线走势大致接近;引用的计算模型与试验值吻合较好且偏于安全。     

圆钢管混凝土悬臂长柱压弯剪性能研究

为了进一步研究各参数对大长细比圆钢管混凝土柱压弯试件受力性能的影响,在试验的基础上,采用非线性有限元软件ABAQUS 6.12分析了轴压比、混凝土强度、钢材选取、含钢率以及柱身弯矩分布等参数对试件的破坏模式、初始刚度、极限承载力等静力性能的影响。分析结果表明:试件轴压比和含钢率的变化能显著影响圆钢管混凝土的承载力;采用C60等级混凝土时,试件的初始刚度、承载力会相应提高;而采用C40级和C50级混凝土时,其承载力等提高并不明显;钢材屈服强度对试件的初始刚度没有明显变化,而其极限承载力有小幅度增加;随着柱顶弯矩的增加,试件的初始刚度和极限承载力均有所下降且下降程度较快;当两个方向所受的力相同时,试件的承载力降低程度最大。     

碳纤维增强复合材料筋活性粉末混凝土中长柱小偏心受压受力性能试验研究

为探究碳纤维增强复材(CFRP)配筋活性粉末混凝土(RPC)中长柱的偏心受压受力性能,对其进行了偏心受压静载试验,得到了CFRP配筋RPC柱的破坏形态、极限承载力、荷载-变形关系曲线以及CFRP筋与混凝土的荷载-应变分布曲线。试验结果表明:CFRP配筋RPC柱有较高的承载能力;试件因混凝土压碎而破坏;试件的侧向挠度沿柱高的分布接近正弦分布。     

碳纤维增强复合材料粘贴方式和层数对新疆杨木短柱轴压影响的试验研究

通过粘贴碳纤维增强复合材料CFRP加固新疆杨木矩形截面短柱轴心抗压的试验研究,主要分析了CFRP的粘贴方式(满贴、间隔贴)和层数(1层、2层)对杨木柱的极限承载力、荷载-应变曲线、纵向变形、横向变形等力学性能指标的影响。结果表明:CFRP满贴和间隔贴加固能够显著改善新疆杨木柱的轴心受压性能,并且加固效果满贴方式优于间隔贴方式;随着粘贴层数的增加,两种粘贴方式下加固柱的承载力均呈现增大趋势;当两种粘贴方式层数相同时,木柱的横向变形都得到了有效的约束,约束效果基本一致;而间隔贴加固方式下木柱的纵向变形较大,这种影响随着层数的增加更为显著。     

高温作用后圆钢管混凝土轴压力学性能研究

通过对 13个圆钢管混凝土短试件在恒定高温作用后荷载 -变形关系的试验 ,研究高温作用后钢管混凝土轴压力学性能和强度承载力的变化规律。结果表明 ,高温作用后圆钢管混凝土轴心受压构件仍然具有较好的抗变形性能和较高的后期承载力 ;钢管混凝土剩余强度和弹性模量总体上随温度的升高而降低。利用数值分析方法计算了圆钢管混凝土轴压荷载 -变形关系曲线 ,理论计算结果和试验结果吻合较好 ,在此基础上提出了恒高温作用后钢管混凝土轴压承载力和轴压模量简化计算公式     

冻融循环作用下圆钢管混凝土短柱性能研究

为研究冻融循环作用对钢管混凝土结构力学性能的影响,对冻融作用下圆钢管混凝土短柱的力学性能进行了研究。通过对圆钢管混凝土短柱进行冻融试验及压力测试,得到了不同冻融循环次数下圆钢管混凝土短柱的极限承载力、荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线。试验结果表明:冻融循环作用对圆钢管混凝土短柱力学性能如极限承载力、延性系数以及约束系数有较大的影响,具体表现为冻融循环作用降低了圆钢管混凝土短柱的极限承载力、延性系数以及约束系数,且随着冻融循环次数的增加,圆钢管混凝土短柱的极限承载力、延性系数以及约束系数均先降低后增加,因此,在实际工程中,应尽量减少冻融循环对钢管混凝土结构所带来的影响。     

大应变纤维增强复材约束冰短柱轴压力学性能试验研究

混凝土等传统建筑材料在寒冷地区的使用受到了很大限制,而冰是寒区一种可就地取材的建筑材料,但却存在强度低和延性差等缺点。为了解决上述问题,提出一种可用作寒区受压构件的新型大应变纤维增强复材(LRS-FRP)约束冰柱,它由外部的LRS-FRP管和内填的核心冰组成。通过对3个圆形纯冰短柱和6个圆形LRSFRP约束冰短柱的轴压试验研究,考察LRS-FRP层数对该新型组合短柱轴压力学性能的影响。试验结果表明:LRS-FRP约束冰短柱的轴压破坏模式为柱中附近LRS-FRP管环向拉断; LRS-FRP管的约束可大幅提升核心冰的轴压力学性能,组合柱的轴向荷载-应变曲线近似呈两阶段的双线性特征,且极限承载力和峰值轴向应变随LRSFRP层数的增加近似呈线性增长; LRS-FRP管的环向断裂应变受LRS-FRP层数的影响较小。