方钢管再生骨料混凝土短柱轴压力学性能研究

研究方钢管再生骨料混凝土短柱轴压力学性能,以再生骨料取代率、含钢率和不同再生骨料种类为参数,通过试验观测试件的破坏形态,记录荷载—位移、荷载—应变、极限荷载等数据,分析了3种影响因素对试件力学性能的影响。试验结果表明方钢管再生骨料混凝土短柱的最终破坏形态与普通钢管混凝土相似,随着再生骨料取代率的增大,钢管再生骨料混凝土刚度增大,承载力逐渐降低,在实际工程中建议再生砖骨料取代率控制在30%以内;随着含钢率的增大,试件抵抗变形的能力越强,承载力越高。     

方钢管再生混凝土短柱轴压力学性能有限元分析

为进一步探讨方钢管再生混凝土轴压短柱的力学性能,在试验研究的基础上,采用非线性有限元软件ABAQUS对试验短柱的荷载-位移曲线进行了数值模拟,验证了有限元分析模型的正确性。将钢材强度、再生骨料取代率和钢管壁厚度作为变化参数,用该模型对方钢管再生混凝土短柱轴压力学性能进行了非线性分析。研究表明,钢材强度对试件荷载-位移曲线幅值与形状均有影响,提高钢材强度会增大试件极限承载力,而曲线下降段更平缓;再生骨料取代率主要影响试件极限承载力,随着再生骨料取代率的增大,极限承载力略有减小;钢管壁厚度对试件荷载-位移曲线的影响较大,随着钢管壁厚度的增大,试件极限承载力和加载初期刚度均有所增大,但试件延性变化不大。     

方钢管再生混凝土长柱轴压力学性能试验研究

以再生骨料取代率、含钢率、长细比以及不同再生骨料种类为参数,通过试验得到了试件破坏形态、荷载—位移、荷载—应变等数据,试验结果表明:加再生砖骨料的钢管再生混凝土柱与一般钢管再生混凝土柱相比在弹性段没有差异,但在下降段轴压刚度下降较快,当砖含量为50%时承载力和刚度均下降较多,含钢率越高抵抗变形的能力越强,承载力越高。     

T形钢管再生混凝土柱轴压力学性能研究

为进一步深入了解T形截面钢管再生混凝土柱在竖向荷载作用下的力学性能,在选择合适的本构关系后,利用有限元软件ABAQUS对其进行了数值模拟。基于已建立的模型,选取再生骨料取代率、钢管壁厚、核心混凝土等级等作为变化参数,用该模型对T形截面钢管再生混凝土轴压力学性能进行了研究。研究结果表明,钢管和混凝土之间的相互作用十分明显,再生混凝土受到钢管约束处于三轴受压状态,极大改善了再生混凝土强度低及延性差的缺点;T形截面钢管再生混凝土柱同普通钢管混凝土相似,也拥有较好的承载性能和变形能力;不同比例的骨料取代率对T形柱的轴压承载能力影响较小;钢管壁厚越大,柱各阶段承载力值都越大,且提高了柱的初始刚度;再生混凝土等级越大,能够一定程度提高柱的极限承载力,但曲线下降段更迅速,延性比较差;有限元可以很好模拟T形截面钢管再生混凝土柱的荷载-变形全过程,研究成果可供实际工程设计参考。     

方钢管混凝土轴压短柱承载力非线性有限元分析

采用大型通用有限元分析程序ABAQUS进行了方钢管混凝土轴压短柱力学性能模拟,分析了各个阶段构件的承载能力。结果表明:有限元计算的极限荷载和荷载-平均纵向应变曲线与试验结果符合较好,说明网格划分、边界条件、材料本构关系的选取基本正确,适用于钢管混凝土短柱的非线性分析。     

钢管高强混凝土增强的钢筋混凝土轴压短柱承载力研究

在截面核心用钢管高强混凝土增强的钢筋混凝土短柱轴心受压试验的基础上,分析了该轴压短柱 的受力特点、荷裁变形全过程及其受压承载力计算方法,提出了承载力简化计算公式。实例计算表明,简化计算结 果与试验结果吻合较好。     

基于钢管再生混凝土轴压短柱承载力规程比较的可靠度分析

本研究将国内外设计规程中有关钢管混凝土柱轴压承载力的计算方法,用于计算钢管再生混凝土轴压短柱承载力,并将计算结果与试验结果(其中包括21根方钢管再生混凝土柱以及49根圆钢管再生混凝土柱)相比较,找出与实验值最为接近的计算公式,并利用一次二阶矩法(JC法)进行可靠度校准.结果表明:采用规范CECS28-2012给出的轴压承载力计算公式计算钢管再生混凝土短柱的轴压承载力,试件在大部分荷载作用下,能够满足《建筑结构可靠度设计统一标准》有关承载能力极限状态可靠指标的要求。     

方钢管混凝土柱轴压比限值的研究

在方钢管混凝土柱压弯试验的基础上,探讨了轴压比影响柱延性的原因,并推导了试验轴压比与设计轴压比的换算关系公式。最后根据换算关系公式和试验数据,以层间弹塑性位移角作为延性控制指标,提出了方钢管混凝土框架柱的轴压比限值,以供设计参考。     

超声波检测混凝土轴压柱应力状态试验研究

本研究通过12根混凝土轴心受压柱的在不同荷载作用下的应力-超声波波速对应关系的全过程检测试验,研究了轴心受压柱在不同工作应力状态下的超声波波速、幅值的变化规律,对比了不同混凝土强度对超声波波速的影响规律。研究成果可为混凝土结构超声波检测提供理论依据。     

方钢管再生混凝土短柱有限元分析

为了研究方钢管再生混凝土短柱的力学性能,在考虑再生骨料取代率、偏心距2个变化参数的基础上,设计了15个试件进行单调一次加载试验。利用ABAQUS有限元分析软件计算方钢管再生混凝土短柱不同影响因素下的极限承载力,并提出方钢管再生混凝土短柱轴压和偏压承载力计算公式。结果表明:理论计算结果与试验实测结果吻合较好。     

钢骨-T形钢管混凝土短柱有限元分析

以试验研究为基础,利用大型有限元软件Abaqus对钢骨-T形钢管混凝土短柱轴压受力性能进行有限元模拟分析,得到短柱的荷载-位移曲线和钢管、钢骨以及混凝土的应力分布云图,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,发现两者符合程度较好,证明了应用有限元软件Abaqus对钢骨-T形钢管混凝土柱进行理论分析的可行性,为进一步全面研究钢骨-异形钢管混凝土柱奠定了基础.     

圆不锈钢管混凝土轴压力学性能的有限元分析

在确定了不锈钢与核心混凝土的材料本构模型、单元类型以及界面接触模型的基础上,根据构件的几何和材料非线性,建立了圆不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型.算例分析结果表明,有限元计算和试验结果总体上吻合良好.利用有限元模型,比较了不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系曲线.     

钢管自密实再生混凝土短柱偏压受力性能研究

通过14根钢管自密实再生混凝土偏压短柱静力试验,研究了再生骨料替代率、膨胀剂掺量、含钢率和偏心距对钢管自密实再生混凝土偏压短柱受力性能的影响,得到了偏压试件的破坏形态、弯矩—曲率曲线、荷载—应变曲线、承载力、延性系数和耗能系数等数据,分析了各因素对偏压试件承载力、延性系数和耗能系数的影响规律。研究表明:增加含钢率可以增大试件的极限承载力、延性系数及耗能系数。掺加一定量的膨胀剂会使得试件极限承载力提高,延性系数和耗能系数降低。而增加再生骨料替代率会使试件的极限承载力降低,延性系数有提高趋势,耗能系数提高。增加偏心距,极限承载力降低。     

带圆钢管的劲性高强混凝土轴压短柱的承载力及可靠度分析

为了探求一个合理的设计公式来计算带圆钢管的劲性高强混凝土柱在轴压下的极限强度，完成了包含13个短柱试件在内的轴心受压试验以研究该类柱在轴压下的破坏模式和极限强度．试验结果表明，在荷载作用下，直到荷载接近极限值时，柱中钢管、纵向钢筋以及混凝土三者之间的纵向应变基本上是协调的，计算结果与试验结果吻合良好，因此可以采用叠加原理来计算带圆钢管的劲性高强混凝土柱在轴压下的极限承栽力．此外，分析了该极限承载力计算公式的可靠度水平．分析结果表明，该承载力计算满足GB50068—2001对构件可靠指标的要求．     

长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱力学性能的有限元分析

采用有限元法建立了长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱的分析模型,并通过试验验证;对考虑长期荷载影响的钢管混凝土偏压柱的荷载-变形全过程曲线以及钢管与核心混凝土之间相互作用等力学性能进行了分析,并与不考虑长期荷载影响的钢管混凝土柱力学性能进行了比较.结果表明:长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱的承载力降低且对应的跨中挠度增大;同时延缓了钢管与核心混凝土之间的相互作用.     

带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱偏压承载力特性研究

基于带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系,利用纤维模型法对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱承载力进行数值计算,通过计算结果与试验结果的比较验证纤维模型法的合理性,同时讨论各种因素对带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱的单向偏压和双向偏压承载力的影响。带约束拉杆矩形钢管混凝土偏压短柱的参数分析结果表明,随着约束拉杆间距的减少和直径的增大,偏压短柱的极限承载力增大;随着钢管壁厚的增大,偏压短柱的轴力/轴压承载力-抗弯承载力/纯弯承载力（N/Nu-M/Mu）曲线往内收拢;随着混凝土强度和截面高宽比的提高,偏压短柱的N/Nu-M/Mu曲线向外凸出;钢材强度对N/Nu-M/Mu曲线的影响不明显;双向偏压矩形短柱的极限承载力在最大主惯性轴方向达到最大,随着截面高宽比的增大,最小极限承载力的位置从α=45°（方形截面）变化到α=90°（截面最小主惯性轴方向）;各参数对单向偏压和双向偏压短柱的N/Nu-M/Mu曲线的影响相类似。     

方钢管混凝土柱加固后抗震性能试验研究

方钢管混凝土柱是框架结构主要抗侧力构件,决定着整个建筑的抗震性能。为改善方钢管混凝土柱抗震性能,提出了外包碳纤维布和外包钢套加固柱的方法。通过低周反复荷载作用下3根加固方法不同的方钢管混凝土柱的试验结果,对比了外包碳纤维布和外包钢套加固柱2种方法的加固效果,分析了相应的加固机理。通过对试件滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、承载力和刚度退化等抗震性能指标分析结果表明,碳纤维布加固对承载力和刚度提高不明显,但明显改善了试件的延性,从而提高了试件的抗震性能;外包钢套加固在提高柱承载力、刚度及抗震性能方面均具有显著效果;从提高承载力和耗能能力来看,外包钢套用于方钢管混凝土柱的抗震加固效果更优。     

钢管再生混凝土力学性能研究动态分析

钢管再生混凝土是一种新型的组合结构,一方面钢管的约束效应作用弥补了再生混凝土的力学性能、耐久性能、变形性能较低的缺陷,另一方面再生混凝土可以增强钢管壁的稳定性.这种新型的组合结构形式为废弃混凝土的再利用提供了一种新的途径.系统介绍了国内外关于钢管再生混凝土组合结构的研究成果:钢管再生混凝土的力学性能与普通钢管混凝土的力学性能形似,再生混凝土的取代率、再生混凝土强度、外加剂等因素对钢管再生混凝土的力学性能有较大影响,并通过对钢管再生混凝土力学性能研究动态的分析,指出了目前相关研究的不足之处,提出了有待进一步研究的方向.     

方钢管混凝土柱-钢梁节点静力性能试验研究

通过对4个隔板贯穿式方钢管混凝土柱-钢梁连接节点试件的静力性能试验研究,揭示此类节点的受力机理和破坏形态,探讨梁端翼缘两侧的侧板、钢管柱的宽厚比以及隔板的外伸长度等因素对节点承载力和传力机理的影响.试验结果表明,该类节点具有受力明确,传力途径清晰的特点;宽厚比的改变对节点承载力的影响不大,但对于节点板剪应变的影响较大;梁端翼缘两侧增加侧板可以减缓隔板与梁相交的角隅处应力集中现象,使塑性铰出现梁上,远离脆弱的梁端焊接区,提高了节点的延性.     

碳纤维布加固方钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为了研究碳纤维布加固方钢管混凝土柱的抗震性能,基于现行设计规范,按1∶2比例制作了3根方钢管混凝土柱试件模型,其中1根为对比试件,另外2根先经碳纤维布加固,再进行低周水平荷载破坏试验,考察了轴压比对碳纤维布加固效果的影响。试验结果表明,碳纤维布加固提高试件极限承载力幅度较小,但能明显改善试件的延性性能,提高其耗能能力,增强了抗震性能;轴压比对碳纤维布加固效果有一定影响,随着轴压比的增大,碳纤维布加固后的方钢管混凝土柱的极限承载力提高幅度越大,但位移延性系数提高率越小,耗能能力下降;从提高极限位移、延性和耗能能力来看,碳纤维布加固方钢管混凝土柱是一种有效的加固方法。