圓CFRP-鋼管混凝土偏壓構(gòu)件荷載-變形關(guān)系分析

cfrp-圓鋼管混凝土柱偏壓試驗(yàn)研究——通過對l6根cfrp一圓鋼管混凝土偏壓柱試驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究cfrp一圓鋼管混凝土偏壓柱的受力性能，分析了偏壓柱承栽力的主要影響因素長細(xì)比和偏心率對cfrp一圓鋼管混凝土偏壓柱承載力的影響。鋼管和cfrp可以保持協(xié)同工作。

在合理選擇鋼材和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系模型的基礎(chǔ)上,利用通用有限元軟件abaqus對型鋼-方鋼管混凝土軸壓荷載—變形關(guān)系曲線進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算曲線與試驗(yàn)曲線吻合較好,在此研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,可利用abaqus對型鋼—方鋼管混凝土軸壓工作機(jī)理進(jìn)行較為深入的研究。研究成果可為相關(guān)研究提供參考。

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: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 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

鋼管混凝土偏壓構(gòu)件受力性能實(shí)驗(yàn)分析——通過25根鋼管混凝土偏心受壓短柱的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，偏心率對鋼管混凝土偏壓構(gòu)件受力性能的影響最為顯著。

cfrp-鋼管混凝土核心柱的力學(xué)性能——在統(tǒng)一強(qiáng)度理論的基礎(chǔ)上，分析cfrp一鋼管混凝土核心柱的工作機(jī)理，提出極限承載力計(jì)算時(shí)的基本假定，推導(dǎo)了cfrp-鋼管混凝土核心軸壓短柱的極限承載力公式．將計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了理論公式的正確性，并分...

方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件荷載—位移滯回性能研究——在彎矩—曲率滯回關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值方法計(jì)算方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的荷載—位移滯回關(guān)系，并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了大量試驗(yàn)驗(yàn)證。在理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，全面考察構(gòu)件軸壓比、長細(xì)比參數(shù)對滯回關(guān)系的...

鋼管混凝土構(gòu)件在側(cè)向動荷載作用下產(chǎn)生塑性變形,從而使能量消耗在塑性鉸中。利用有限元程序ansys/dyna,驗(yàn)證了模型的正確性,分析并拓延了塑性鉸的有關(guān)性質(zhì),以便在抗震設(shè)計(jì)中加以有效利用。

本文首先cfrp-鋼管混凝土針對該種構(gòu)件的軸壓構(gòu)件進(jìn)行工作機(jī)理分析。然后在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上著重分析了長細(xì)比、偏心率、約束系數(shù)等影響cfrp-鋼管混凝土偏壓構(gòu)件的力學(xué)性能關(guān)鍵因素。分析了各個(gè)影響因素對構(gòu)件極限承載力的影響;得出結(jié)論cfrp在限定的長細(xì)比和偏心率等影響因素條件下提高鋼管混凝土偏心受壓構(gòu)件的承載力。

通過對10根內(nèi)置碳纖維復(fù)合材料(cfrp)圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱和4根方鋼管高強(qiáng)混凝土柱的承載力進(jìn)行對比試驗(yàn),分析了cfrp含量、偏心距和長細(xì)比等參數(shù)對試件性能的影響。結(jié)果表明:在長細(xì)比相同的條件下,隨著偏心距的增大,相同cfrp含量的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱承載力降低;在長細(xì)比和偏心距相同的情況下,隨著cfrp含量的增加,方鋼管高強(qiáng)混凝土柱承載力有顯著提高,對核心混凝土約束效應(yīng)增加,增強(qiáng)了構(gòu)件的延性;隨著長細(xì)比的增大,相同cfrp含量和相同偏心距的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱承載力降低。試驗(yàn)結(jié)果為進(jìn)一步分析和推導(dǎo)承載力公式打下了基礎(chǔ)。

內(nèi)置cfrp圓管的方鋼管混凝土中長柱偏壓試驗(yàn)——通過對1o根內(nèi)置碳纖維復(fù)合材料(cfrp)圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱和4根方鋼管高強(qiáng)混凝土柱的承載力進(jìn)行對比試驗(yàn)，分析了cfrp含量、偏心距和長細(xì)比等參數(shù)對試件性能的影響。結(jié)果表明：在長細(xì)比相同的條件下，隨著偏心...

低周反復(fù)荷載下鋼骨—鋼管混凝土柱的延性分析——目的為了研究鋼骨—鋼管混凝土柱的延性性能及影響因素．方法進(jìn)行了5個(gè)試件的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析了試件的骨架曲線、滯回曲線，進(jìn)行了延性系數(shù)和極限位移角的計(jì)算．結(jié)果因組合柱中的混凝土受到...

低周反復(fù)荷載下鋼骨一鋼管混凝土柱的延性分析——目的為了研究鋼骨一鋼管混凝土柱的延性性能及影響因素．方法進(jìn)行了5個(gè)試件的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析了試件的骨架曲線、滯回曲線，進(jìn)行了延性系數(shù)和極限位移角的計(jì)算．結(jié)果因組合柱中的混凝土受到...

結(jié)合工程研究了路面不平整引起的汽車動荷載計(jì)算方法。利用有限元法,進(jìn)行了汽車動荷載作用下中承式鋼管混凝土拱橋的動態(tài)分析,得出了路面不平整度、車速等因素對沖擊系數(shù)的影響規(guī)律。

采用abaqus有限元軟件建立了鋼管混凝土拋物線無鉸拱模型,利用umat引入了鋼管混凝土非線性材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,并采用ec2模型和逐步積分法分析了核心混凝土收縮徐變對拱的平面外穩(wěn)定的影響,分析中考慮了加載齡期、長細(xì)比、矢跨比等參數(shù)的影響。分析時(shí)先對鋼管混凝土拱施加正常使用階段荷載,持荷一段時(shí)間后,增大外荷載直至拋物線拱失穩(wěn)破壞,從而得到拱的長期穩(wěn)定承載力。分析表明,長細(xì)比、加載齡期及矢跨比等參數(shù)變化對鋼管混凝土拋物線拱的長期穩(wěn)定性影響較為顯著。低持荷荷載條件下(持荷荷載所引起的核心混凝土最大應(yīng)力等級為30%),核心混凝土收縮徐變最大可使本文所分析參數(shù)范圍的拋物線無鉸拱穩(wěn)定極限承載力降低15%。

在統(tǒng)一強(qiáng)度理論和基本假定的基礎(chǔ)上,考慮cfrp-鋼復(fù)合管對核心區(qū)混凝土的側(cè)向約束和外圍鋼筋混凝土套筒對極限承載力的貢獻(xiàn),推導(dǎo)cfrp-鋼管混凝土核心軸壓短柱的極限承載力公式。通過與文獻(xiàn)中試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證理論公式的正確性,并進(jìn)一步分析總套箍指標(biāo)、鋼管的套箍指標(biāo)和cfrp筒的套箍指標(biāo)對承載力的影響,為cfrp-鋼管混凝土核心軸壓短柱的極限承載力分析提供了一定的理論依據(jù)。

鋼管混凝土啞鈴形偏壓構(gòu)件試驗(yàn)研究——進(jìn)行了8根鋼管混凝土啞鈴形短柱的偏壓試驗(yàn)。試驗(yàn)參數(shù)為偏心率。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼管混凝土啞鈴形偏壓短柱受力性能與單圓鋼管混凝土偏壓柱的有相似之處。對極限承載力的計(jì)算表明，現(xiàn)有的折算面積法偏于保守而格構(gòu)式算法又偏...

對8個(gè)圓鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗(yàn),其中6個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置了穿透鋼筋,另外2個(gè)節(jié)點(diǎn)未設(shè)穿透鋼筋,對節(jié)點(diǎn)的破壞位置和形態(tài)進(jìn)行了分析,研究其抗彎承載力、延性和耗能能力.試驗(yàn)結(jié)果表明:節(jié)點(diǎn)穿筋將大部分彎矩直接傳遞給核心混凝土,降低了鋼管的拉應(yīng)力,顯著提高了直接焊接鋼梁節(jié)點(diǎn)的受力性能.穿筋節(jié)點(diǎn)具有較高的抗彎承載力、良好的延性和耗能能力,而未穿筋節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力低,延性和耗能能力差.

鋼管混凝土框架實(shí)用荷載-位移恢復(fù)力模型研究——根據(jù)鋼管混凝土柱．鋼梁平面框架在恒定軸力與水平低周往復(fù)荷載共同作用下的試驗(yàn)結(jié)果，分析了鋼管混凝土框架典型的水平荷載．水平位移滯回關(guān)系曲線的特征。基于非線性有限元理論，對影響鋼管混凝土框架荷載．位移...

與傳統(tǒng)的鋼管混凝土柱相比,中空鋼管混凝土(cfdst)柱具有很多優(yōu)點(diǎn),諸如自重輕和良好的循環(huán)性能。cfdst柱可能被用于橋梁,高層建筑,高架橋和輸電塔結(jié)構(gòu)中。內(nèi)外鋼管將承擔(dān)來自上部結(jié)構(gòu)和澆筑的濕混凝土的初始荷載。由這些初始荷載造成的鋼管初應(yīng)力和變形會影響cfdst構(gòu)件的性能。因此,對外鋼管單獨(dú)承擔(dān)初始荷載和內(nèi)外鋼管同時(shí)承擔(dān)初始荷載時(shí),cfdst柱的軸力性能進(jìn)行討論。建立通用的有限元模型預(yù)測鋼管負(fù)荷時(shí)cfdst柱的性能。通過承擔(dān)初始荷載和不承擔(dān)初始荷載的cfdst柱的試驗(yàn)結(jié)果對該有限元模型進(jìn)行驗(yàn)證。討論初始荷載水平、長細(xì)比、空心率和材料強(qiáng)度對軸向強(qiáng)度的影響。最后,給出初始荷載下的cfdst柱的極限強(qiáng)度計(jì)算公式。

鋼管混凝土受壓構(gòu)件徐變分析——混凝土徐變使鋼管混凝土構(gòu)件發(fā)生應(yīng)力重分布。根據(jù)彈性徐變理論，按齡期調(diào)整的有效模量法，導(dǎo)出了軸心受壓和小偏心受壓構(gòu)件長期作用下鋼管與核心混凝土徐變應(yīng)力增量計(jì)算公式，計(jì)算值與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。進(jìn)一步的數(shù)值分析表明，截...

彎剪破壞鋼筋混凝土柱的荷載_變形關(guān)系

1 附錄f圓形鋼管混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì) f.1構(gòu)件設(shè)計(jì) f.1.1鋼管混凝土單肢柱的軸向受壓承載力應(yīng)滿足下列公式規(guī)定： 持久、短暫設(shè)計(jì)狀況n≤nu(f.1.1-1) 地震設(shè)計(jì)狀況n≤nu/γre(f.1.1-2) 式中：n——軸向壓力設(shè)計(jì)值； nu——鋼管混凝土單肢柱的軸向受壓承載力設(shè)計(jì)值。 f.1.2鋼管混凝土單肢柱的軸向受壓承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算： 0nnelu(f.1.2-1) )1(9.00ccfan（當(dāng)θ≤[θ]時(shí)）(f.1.2-2) )1(9.00ccfan（當(dāng)θ＞[θ]時(shí)）(f.1.2-3) cc aa fa fa (f.1.2-4) 且在任何情況下均應(yīng)滿足下列條件： bel(f.1.2-5) 表f.1.2系數(shù)α、[θ]取值 混凝土等級≤c50c55～