方鋼管珊瑚混凝土短柱軸壓試驗(yàn)與承載力

用試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算方法研究了普通方鋼管混凝土柱的軸壓承載能力。設(shè)計(jì)了2種復(fù)合截面方鋼管混凝土短柱,與普通方鋼管混凝土短柱做了對(duì)比軸壓試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在受壓柱變形的過程中,加勁肋有效地抵抗了管壁的屈曲,加肋復(fù)合方鋼管混凝土柱的軸壓承載力有明顯提高。用數(shù)值方法對(duì)加肋復(fù)合方鋼管混凝土柱的軸力應(yīng)變?nèi)^程進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。提出了軸壓承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。加勁肋是提高方鋼管混凝土柱承載力的有效途徑。

采用統(tǒng)一強(qiáng)度理論,對(duì)方鋼管混凝土軸壓短柱進(jìn)行研究,提出一種方鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,與國內(nèi)外大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果符合良好,驗(yàn)證了理論公式的正確性。該結(jié)果為方鋼管混凝土軸壓短柱的承載力計(jì)算提供了一定的理論依據(jù),可供有關(guān)工程參考。

目的方鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力存在尺寸效應(yīng),為了提高大尺寸方鋼管混凝土軸心受壓承載力設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性,研究了考慮尺寸效應(yīng)的方鋼管混凝土短柱軸壓承載力計(jì)算方法.方法筆者介紹了日本aij規(guī)范、美國aisc-lrfd規(guī)程、歐洲ec4規(guī)范和我國韓林海等提出的方鋼管混凝土短柱軸壓承載力計(jì)算公式,并用這些公式對(duì)收集的大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了計(jì)算分析,然后在已有的計(jì)算公式基礎(chǔ)上引入尺寸效應(yīng)模型,采用修正后的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算并與未修正的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較.結(jié)果現(xiàn)有的方鋼管混凝土短柱軸壓承載力計(jì)算公式的計(jì)算結(jié)果存在明顯的尺寸效應(yīng),而在這些計(jì)算公式中引入尺寸效應(yīng)模型進(jìn)行修正后,計(jì)算結(jié)果的尺寸效應(yīng)得到了明顯改善.結(jié)論筆者探討的4種計(jì)算公式都存在隨著構(gòu)件尺寸增大計(jì)算結(jié)果比實(shí)驗(yàn)值偏大的趨勢(shì),即計(jì)算公式無法準(zhǔn)確反映構(gòu)件軸壓承載力存在的尺寸效應(yīng);通過引入混凝土材料的尺寸效應(yīng)模型,對(duì)方鋼管混凝土軸壓承載力計(jì)算公式進(jìn)行修正,可以有效減小方鋼管混凝土軸壓承載力的尺寸效應(yīng)影響,從而為方鋼管混凝土軸心受壓承載力設(shè)計(jì)計(jì)算提供參考.

對(duì)于特定的pbl加勁型方鋼管混凝土軸壓短柱,考慮混凝土榫形成的剪力鍵提供的有效作用,對(duì)pbl加勁肋進(jìn)行受力分析。引入混凝土有效約束系數(shù),采用統(tǒng)一強(qiáng)度理論,考慮中間主應(yīng)力和材料拉壓比的影響,推導(dǎo)了pbl加勁型方鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計(jì)算公式,并對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析。將計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,吻合較好,驗(yàn)證了所給公式的正確性。研究結(jié)果表明,pbl加勁型方鋼管混凝土短柱的軸壓承載力隨雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論參數(shù)b、混凝土內(nèi)摩擦角、加勁肋的寬度和厚度的增大而提高。所得結(jié)果可以為pbl加勁型方鋼管混凝土短柱軸壓承載力的研究提供參考。

方鋼管混凝土軸壓短柱承載力影響因素分析——在確定鋼材的本構(gòu)關(guān)系和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用大型通用有限元分析程序abaqus建立了軸壓荷載下方鋼管混凝土柱的三維非線性有限元分析模型，分析了構(gòu)件的荷載一變形關(guān)系；通過算例分析了鋼材強(qiáng)度、混凝土...

在確定鋼材的本構(gòu)關(guān)系和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上,采用大型通用有限元分析程序abaqus建立了軸壓荷載下方鋼管混凝土柱的三維非線性有限元分析模型,分析了構(gòu)件的荷載-變形關(guān)系;通過算例分析了鋼材強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、寬厚比和套箍系數(shù)對(duì)方鋼管混凝土軸壓短柱荷載-變形關(guān)系曲線的影響。分析結(jié)果表明:混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)構(gòu)件的荷載-變形曲線的形狀影響不大,但隨著混凝土強(qiáng)度的提高,構(gòu)件的承載力有所提高;隨著鋼材強(qiáng)度的提高,構(gòu)件承載力也提高。但承載力提高的百分率隨著鋼材強(qiáng)度的提高而降低。隨著寬厚比的減小,構(gòu)件的承載力提高;套箍系數(shù)對(duì)構(gòu)件的承載力有著較大的影響,改變套箍系數(shù)會(huì)影響構(gòu)件的荷載-變形關(guān)系曲線的形狀。

采用統(tǒng)一強(qiáng)度理論,對(duì)方鋼管混凝土短柱的核心混凝土有效約束區(qū)和非有效約束區(qū)進(jìn)行受力分析,通過方鋼管的寬厚比對(duì)方鋼管與核心混凝土間的約束效應(yīng)進(jìn)行控制,提出了方鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計(jì)算公式,并對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析。然后將其推廣到不同截面形式的鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計(jì)算中,將計(jì)算值與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了公式的合理性。該研究為鋼管混凝土短柱承載力的研究提供了一定的理論依據(jù)。

為了研究方鋼管再生混凝土短柱的軸壓承載性能,以再生粗骨料取代率為主要變化參數(shù),設(shè)計(jì)了11個(gè)方鋼管再生混凝土試件進(jìn)行軸壓試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:方鋼管再生混凝土的破壞形態(tài)與普通方鋼管混凝土相似,呈斜壓破壞,再生粗骨料取代率變化對(duì)方鋼管再生混凝土的承載性能影響不明顯。采用統(tǒng)一強(qiáng)度理論、疊加計(jì)算理論對(duì)方鋼管再生混凝土短柱的極限承載力進(jìn)行了計(jì)算和分析,結(jié)果表明兩種理論的計(jì)算結(jié)果均小于試驗(yàn)值,偏于安全,綜合經(jīng)濟(jì)性考慮,建議采用統(tǒng)一強(qiáng)度理論的計(jì)算公式對(duì)方鋼管再生混凝土短柱進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合了方鋼管再生混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的全過程表達(dá)式。

鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱承載力性能的試驗(yàn)研究——本文報(bào)導(dǎo)了21個(gè)鋼管混凝土軸壓短柱的試驗(yàn)研究，其中l(wèi)8個(gè)鋼管高強(qiáng)混凝土試件，3個(gè)普通鋼管混凝土試件。試驗(yàn)的主要參數(shù)是套箍系數(shù)。研究結(jié)果表明，當(dāng)套箍系數(shù)較小時(shí)鋼管徑向變形對(duì)鋼管高強(qiáng)混凝土極限承載力有影響...

參照普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法,按照再生粗骨料摻入量0、25%、50%、75%和100%制作了長(zhǎng)徑比為4.0、徑厚比為20.75的共五組15個(gè)試件,進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn),研究不同再生粗骨料取代率對(duì)圓鋼管再生混凝土短柱承載能力的影響。結(jié)果表明:鋼管再生混凝土柱的軸壓破壞形態(tài)與鋼管普通混凝土柱相似,鋼管再生混凝土柱的實(shí)測(cè)彈性極限荷載比鋼管普通混凝土柱低,且隨再生粗骨料取代率的增加而降低,和再生粗骨料取代率成反比關(guān)系。在摻入量合適的情況下,圓鋼管再生混凝土柱應(yīng)用實(shí)際是可行的。

鋼骨-方鋼管混凝土柱是一種組合柱設(shè)計(jì)模式,采用切線模量理論對(duì)該組合柱軸向受壓穩(wěn)定承載力進(jìn)行分析.以核芯混凝土、方鋼管和鋼骨的應(yīng)力-應(yīng)變模型為基礎(chǔ),通過縱向變形協(xié)調(diào)和內(nèi)外力平衡條件建立組合柱切線模量臨界載荷的計(jì)算方法.由于核芯混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變模型包含了方鋼管的約束作用,因此該方法體現(xiàn)了組合柱中鋼與混凝土之間的相互影響.7組軸心受壓鋼骨-方鋼管混凝土長(zhǎng)柱和41組方鋼管混凝土長(zhǎng)柱的試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法可對(duì)軸壓組合柱的穩(wěn)定承載力給出良好預(yù)測(cè).

鋼管約束混凝土軸壓短柱承載力的研究——傳統(tǒng)鋼管混凝土是將混凝土直接灌入鋼管，然后全截面承壓，使得混凝土處于三向受力狀態(tài)；但這種結(jié)構(gòu)形式及加栽方式就決定其并沒有最大發(fā)揮鋼管的高抗拉性能及混凝土的高抗壓特性。對(duì)此，筆者提出一種鋼管約束混凝土受力體...

cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 笫23卷第1期vo1.23no.1 2006年1月jan.2006 工程 eng眥ering 力學(xué) mechanics149 文章編號(hào):1000.4750(2006)01.0149.05 cfrp一鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 顧威,趙穎華,尚東偉2 (1.大連海事大學(xué)交通工程與物流學(xué)院,大連116026:2.沈陽市建筑研究院,沈陽 110016) 摘要:對(duì)cfrp.鋼管混凝土軸壓短柱這種新型構(gòu)件的受力性能進(jìn)行了理論分析,提 出了此類構(gòu)件承載力計(jì)算的 基本假定;采用極限平衡法,推導(dǎo)出鋼管屈服時(shí)構(gòu)件承載力和碳纖維片拉斷時(shí)構(gòu)件 極限承載力的解析計(jì)算式;對(duì) 8根cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱和4根鋼管混凝土柱的極限承載力進(jìn)行試驗(yàn)研究, 并將解析分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 比較,證明了提出的解析計(jì)算式的正確性

傳統(tǒng)鋼管混凝土是將混凝土直接灌入鋼管,然后全截面承壓,使得混凝土處于三向受力狀態(tài);但這種結(jié)構(gòu)形式及加載方式就決定其并沒有最大發(fā)揮鋼管的高抗拉性能及混凝土的高抗壓特性。對(duì)此,筆者提出一種鋼管約束混凝土受力體系,理論分析證明該體系較傳統(tǒng)構(gòu)件有著更大的承載力。

本文對(duì)影響新老混凝土粘結(jié)面斷裂性能的主要因素進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，提出了新老混凝土表面處理方法及粘結(jié)材料的特性和作用。

方鋼管膨脹混凝土是一種較為理想的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。在偏壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,依據(jù)現(xiàn)有規(guī)程對(duì)方鋼管膨脹混凝土偏壓短柱構(gòu)件承載力進(jìn)行研究,并依據(jù)極限平衡理論,提出適合方鋼管膨脹混凝土短柱偏壓極限承載力的計(jì)算方法,供工程實(shí)踐和相關(guān)理論研究參考。

通過對(duì)配筋鋼管混凝土短柱進(jìn)行軸壓試驗(yàn),對(duì)其在軸心荷載作用下的承載力進(jìn)行了研究,對(duì)影響其承載力的各種因素進(jìn)行了分析,并給出了配筋鋼管混凝土的適用條件及設(shè)計(jì)建議,為其工程應(yīng)用提供了參考。

配筋鋼管混凝土短柱軸心承載力試驗(yàn)研究——通過對(duì)配筋鋼管混凝土短柱進(jìn)行軸壓試驗(yàn)，對(duì)其在軸心荷載作用下的承載力進(jìn)行了研究，對(duì)影響其承載力的各種因素進(jìn)行了分析，并給出了配筋鋼管混凝土的適用條件及設(shè)計(jì)建議，為其工程應(yīng)用提供了參考。

進(jìn)行了20個(gè)方鋼管約束鋼筋混凝土短柱的軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)研究,試驗(yàn)的主要參數(shù)為鋼管寬厚比(50,70和100)和混凝土強(qiáng)度(c50,c80)。試驗(yàn)結(jié)果表明:方鋼管約束鋼筋混凝土柱中被分隔鋼管的高度對(duì)其軸壓承載力和延性無明顯影響。隨鋼管寬厚比增大和混凝土強(qiáng)度的提高,軸壓短柱的延性降低。采用彈塑性應(yīng)力分析方法對(duì)鋼管進(jìn)行了全過程應(yīng)力分析,分析結(jié)果表明,方鋼管約束鋼筋混凝土軸壓短柱的峰值荷載點(diǎn)并不對(duì)應(yīng)鋼管的屈服點(diǎn),鋼管在軸壓短柱達(dá)到峰值荷載后屈服。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和鋼管的應(yīng)力分析結(jié)果,建立了方鋼管約束鋼筋混凝土短柱的軸壓承載力計(jì)算式,試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果吻合良好。并提出了設(shè)計(jì)建議。

十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱軸壓承載力試驗(yàn)

為了進(jìn)一步探討方鋼管鋼骨混凝土軸心受壓短柱極限承載力計(jì)算方法,在修正的方鋼管鋼骨混凝土混凝土本構(gòu)模型基礎(chǔ)上,采用有限元法建立了軸壓短柱的計(jì)算模型,通過模型計(jì)算了載荷-軸向變形關(guān)系曲線,并與相關(guān)文獻(xiàn)的試驗(yàn)曲線進(jìn)行了對(duì)比,計(jì)算曲線與相關(guān)試驗(yàn)曲線吻合較好。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的回歸分析,得出了實(shí)用的軸壓承載力計(jì)算公式,利用該公式可進(jìn)行方鋼管鋼骨混凝土軸壓短柱的極限承載力進(jìn)行預(yù)測(cè)。

帶肋方鋼管混凝土軸壓短柱的試驗(yàn)研究——以方鋼管的寬厚比和加勁肋的高厚比為主要變化參數(shù)，進(jìn)行了14個(gè)帶肋方鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的試驗(yàn)研究，考察了寬厚比和高厚比對(duì)帶肋方鋼管混凝土軸壓短柱力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，方鋼管的寬厚比越大，管壁局部鼓曲的...