冷弯厚壁压弯构件抗震性能影响参数分析

冷弯厚壁型钢作为一种广泛应用于现代建筑结构中的材料,其在设计中展现出独特的优势,但其在地震荷载下的行为特性仍需进一步明确。通过数值分析研究宽厚比、长细比和轴压比等参数对冷弯厚壁压弯构件抗震性能的影响。研究结果表明,所有骨架曲线在第一和第三象限呈现出非对称形态,这表明冷弯厚壁压弯构件在加载与卸载过程中的力学行为存在明显差异。宽厚比、长细比和轴压比3个参数对冷弯厚壁压弯构件抗震性能均有影响,不同破坏模式又影响着构件的抗震性能。研究结果揭示了各参数与抗震性能之间的关系,强调了设计中需特别关注的关键点,以确保结构既安全又经济。

锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件恢复力模型优化

箍筋锈蚀后受其约束的钢筋混凝土构件承载能力、强度、刚度都降低,塑性、延性变差,影响了构件的抗震性能。研究基于恢复力模型,考虑到箍筋锈蚀后约束混凝土应力-应变关系的改变,建立锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件的退化三线型恢复力模型,并进行有限元分析。结果表明,按照构建的恢复力模型计算得到的骨架曲线、滞回曲线与试验结果较为接近,由此得出该模型有效。

钢管再生大骨料自密实混凝土压弯构件性能研究

为提高废弃骨料利用率,增加再生混凝土强度,文章对钢管再生大骨料自密实混凝土压弯构件的性能展开研究。选取含钢率、钢材屈服强度、再生大骨料强度、自密实混凝土强度等影响因素,绘制不同影响因素下钢管再生大骨料自密实混凝土构件的N-M相关曲线。研究结果表明:增加含钢率和钢材屈服强度,会使曲线与坐标轴所围面积增大,界限破坏点随之增大;再生大骨料强度与自密实混凝土强度在大偏心受压阶段产生的影响效果减弱。基于研究数据,推导得出钢管再生大骨料自密实混凝土构件N-M相关方程的理论计算公式。

高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件局部和整体相关屈曲试验研究

通过13个Q460C、Q550D和Q690D钢中长柱的双向偏压试验,研究了高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件的局部-整体相关屈曲性能和极限承载力;将极限承载力与美国、欧洲规范以及新提出的计算公式的计算结果相比较,以验证它们对高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件局部-整体相关屈曲计算的适用性。结果表明,在钢材名义屈服强度fy=460~690 MPa,板件宽厚比b/t=40~70,构件长细比λ=45~79,偏心距ex=ey=20~45 mm范围内,美国规范ANSI/AISC 360-16对较大长细比(λ=79)和Q690D钢较小宽厚比(b/t=40)试件的计算结果偏于保守;欧洲规范BS EN 1993-1-1对较小板件宽厚比(b/t=40)试件的计算结果偏于保守,对其余试件是安全的;使用新提出的有效屈服强度法所得到的计算结果和试验结果吻合良好;新提出的有效截面法对大部分试件的计算结果偏于保守。

冷弯薄壁型钢槽形截面压弯构件的滞回性能有限元分析

通过ABAQUS对冷弯薄壁型钢槽形截面压弯构件在承受静轴力和水平循环荷载下的受力性能进行非线性有限元分析.有限元分析考虑几何和材料双重非线性及初始缺陷因素的影响.基于验证的有限元分析模型,改变构件的长细比、宽厚比、轴压比以及材料的屈服强度,对82根冷弯薄壁型钢槽形截面压弯构件进行滞回性能分析.结果表明,长细比、宽厚比、轴压比对压弯构件的破坏模式和滞回性能有显著影响.构件的长细比越大,塑性弯矩和延性系数越小;构件的宽厚比越大,破坏变形出现越早,塑性弯矩有所提升;构件的轴压比越大,塑性弯矩和延性系数越小、刚度退化越快.抗震设计中应尽量选择长细比和宽厚比较小的构件.

基于构件直接分析法的高强钢压弯构件平面内稳定研究

基于构件直接分析法,建立了横向荷载作用下两端简支初弯曲压弯构件平面内稳定的通用分析过程,得到了挠度的一般表达式和二阶弯矩的一般表达式。以全跨均布荷载、跨中集中荷载作用下初弯曲压弯构件为研究对象,采用数形结合法确定了最大二阶弯矩的位置,得到了对应的最大二阶弯矩、C_(mx)系数的表达式,基于边缘屈服准则确定了轴压力-弯矩相关方程。对比了C_(mx)系数与《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中的等效弯矩系数,并通过数值算例验证了分析结果的正确性。结果表明:对于横向荷载作用下两端简支初弯曲压弯构件的平面内失稳,不需要采用等效弯矩概念和等效弯矩系数进行内力的确定,GB 50017—2017中的等效弯矩系数未实现等效的效果;当采用《高强钢结构设计标准》(JGJ/T 483—2020)设计压弯构件的平面内稳定时,建议采用C_(mx)系数代替GB 50017—2017中的等效弯矩系数。

蜂窝式压弯构件弯矩作用平面内稳定承载力研究

本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对蜂窝式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定承载力进行研究。利用ABAQUS有限元软件对偏心荷载作用下的蜂窝式压弯构件进行参数化分析,研究孔型、开孔率、孔间距等因素对其稳定承载力的影响规律。结果表明:在开孔率相同时,圆形孔的极限稳定承载力要优于正六边形孔;随着开孔率的增加,其极限稳定承载力在不断减小,建议六边形孔蜂窝构件的开孔率在30%~40%之间,圆形孔蜂窝构件的开孔率在30%~50%之间;当孔间距增加时,蜂窝式压弯构件的极限稳定承载力提高。本文引入蜂窝构件换算长细比的概念,基于边缘屈服准则,提出了考虑开孔参数的蜂窝式压弯构件极限稳定承载力计算公式并与有限元结果验证,误差在7%以内,既满足精度要求,又偏于安全,能为蜂窝式压弯构件在实际工程中的应用提供参考。

Q460高强度钢材工形压弯构件抗震性能的试验研究

为研究高强度钢材工形压弯构件的抗震性能,对6个Q460钢材工形压弯试件进行低周往复荷载试验研究,分析板件宽厚比、轴压比等因素对试件的破坏形态、耗能能力和抗震性能的影响,给出截面Np-Mp理论曲线并与试验结果进行对比。结果表明,Q460高强度钢材工形压弯构件具有很好的耗能能力和抗震性能,可以应用于抗震钢框架;且当翼缘和腹板宽厚比超限时,承载力退化仍然较慢,极限层间位移角明显大于1/50,表现出良好的抗震性能和极限承载能力;采用极限分析方法求得的Np-Mp曲线计算Q460钢材工形压弯构件平面内稳定承载力是偏于安全的。建议Q460钢材工形截面压弯构件的翼缘宽厚比限值为9,腹板宽厚比限值为33;同时建议抗震规范中钢柱的板件宽厚比限值应与轴压比相联系。

圆钢管混凝土压弯构件滞回性能的试验研究与理论分析

以轴压比为主要参数,进行了8个圆钢管混凝土构件滞回性能的试验研究。采用数值方法计算了圆钢管混凝土构件的弯矩—曲率及水平荷载—水平位移滞回关系曲线,理论计算结果与试验结果吻合较好。在系统考察了轴压比、长细比、含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度等参数对圆钢管混凝土构件滞回曲线骨架线影响规律的基础上,提出了弯矩—曲率和水平荷载—水平位移滞回关系模型以及位移延性系数的简化确定方法。

负载下钢结构工字形压弯构件焊接加固试验

为研究钢结构压弯构件在负载下焊接加固过程的热影响以及不同初始负载对焊接加固后受力特性的影响,进行了压弯钢柱的静力试验.被加固钢柱均为工字形双轴对称截面,置于顶端面内自由面外平动约束、底端固接的边界条件下,柱顶固定面内偏心距按四档不同初始负载分别进行.采用翼缘外对称贴焊钢板加固方案,材料类型均为Q345B级普通碳素钢.研究了负载下焊接加固过程构件的位移变化、腹板焊接应力应变重分布、加固后失稳破坏模式及稳定承载力.结果表明:加固焊接次序决定了焊接残余变形及焊接应变重分布的发展机理;初始负载影响焊接残余变形大小;而焊接热输入和初始负载大小共同影响荷载-位移曲线的焊接平台段宽.较小的初始负载几乎不影响承载力,而较大的初始负载明显对承载力不利.此外,初始几何缺陷也影响加固后承载力.

反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力性能的试验研究

采用外加电流对混凝土压弯构件中的钢筋进行了快速锈蚀试验，通过钢筋锈蚀混凝土压弯构件在水平反复荷载作用下的试验研究，探讨钢筋锈蚀程度对混凝土压弯构件的承载力、刚度、延性、耗能能力等的影响，给出了锈蚀构件的滞回曲线和骨架曲线。

圆CFRP-钢管混凝土压弯构件滞回性能试验研究

进行了12个圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的滞回性能试验研究。试验结果表明,CFRP对圆钢管混凝土有很好的环向约束和纵向增强作用,钢管的局部屈曲得到了延缓或消除。所有试件的跨中荷载-挠度曲线和弯矩-曲率曲线均较为饱满,表现出很好的滞回性能。在加载后期,无轴压力试件的承载力无下降,而有轴压力试件的承载力明显下降。对试验结果的分析表明,钢管和CFRP在纵向和环向都可以协同工作;同一点的纵向应变和环向应变异号;试件的挠曲线均近似为正弦半波曲线。计算表明,强度退化不显著,轴压比和纵向CFRP增强系数的增大可以提高试件的抗弯承载力和刚度,同时减缓刚度退化,但会降低试件的延性和累积耗能,而轴压比在一定范围内对试件的抗震性能是有利的。

锈蚀钢筋混凝土压弯构件抗震性能试验研究

通过 1 0根锈蚀钢筋混凝土压弯构件在低周反复荷载作用下的试验研究 ,分析了经过自然暴露、快速电腐蚀后 ,再经氯离子干湿交替环境下的锈蚀钢筋混凝土压弯构件在不同轴压比下的破坏规律 ,讨论了钢筋锈蚀量对试件承载力、刚度、延性及耗能能力等抗震性能的影响 ,并与以往的试验结果进行了对比。试验表明 ,钢筋的锈蚀量和构件的轴压比是影响锈蚀钢筋混凝土压弯构件抗震性能的主要因素。

锈蚀钢筋混凝土压弯构件抗震性能的试验研究

采用外加电流对混凝土压弯构件中的钢筋进行了快速锈蚀 ,通过对锈蚀钢筋混凝土压弯构件抗震性能的试验研究 ,详细讨论了钢筋锈蚀程度对混凝土压弯构件的初始刚度、延性、承载力降低性能、耗能能力等的影响 ;从理论上探讨了钢筋锈蚀对构件抗剪承载力的影响 ,提出了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的抗剪承载力计算表达式 。

T形、L形截面钢筋砼双向压弯构件正截面承载力的研究

对１１根Ｔ形、６根Ｌ形及２根矩形截面钢筋砼双向压弯构件进行了试验研究，在此基础上用电算程序进行理论计算，结果与试验结果吻合较好。同时还根据大量电算分析揭示了Ｔ形、Ｌ形截面双向压弯构件正截面承载力的变化规律。最后，编写了用于配筋计算的电算程序，该程序亦适用于其它任意截面形状压弯构件的正截面承载力计算。

Q460高强钢焊接箱形压弯构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强钢中厚板焊接箱形压弯构件的整体失稳极限承载力,采用11mm厚国产Q460高强钢中厚板制作7个焊接箱形压弯试件,试件截面宽厚比分别为18、12、8,长细比分别为35、55、80。试验内容包括:Q460低合金高强钢的材性试验,三种焊接截面残余应力测试,各试件初始几何缺陷测量及极限承载力试验,从而进行了面内整体失稳压弯构件的极限承载力试验研究;并且把试验结果与我国现行钢结构设计规范计算值相比较。试验研究结果表明:Q460低合金高强钢材性具有高强度,塑性性能良好等特点;Q460高强钢焊接箱形截面残余应力分布形式与普通钢材箱形焊接截面分布基本相同,但是残余应力比降低;压弯构件极限承载力试验结果明显高于现行钢结构规范设计公式计算值,所以应对Q460高强钢焊接箱形压弯构件进行近一步参数分析研究,并得出其实用设计方法。

超大截面钢管混凝土柱分配梁构造节点下压弯构件承载试验研究

针对采用分配梁+内环板构造、荷载先作用在钢管管壁的1∶5缩尺超大截面钢管混凝土压弯构件进行了试验,研究其破坏模式和分配梁+内环板构造对荷载传递的影响,分析了管壁宽厚比、纵向加劲肋和轴压比对压弯构件力学性能的影响。试验结果表明:分配梁+内环板构造有效地保证了构件受力全过程中基本满足平截面假定;纵向加劲肋及管壁宽厚比的减小延后了钢管局部屈曲发生的时间,且纵向加劲肋的设置提高了试件的极限承载力;压弯构件试验值与中、美设计规范进行对比后得出,美国钢结构规范N-M简化计算曲线偏于保守;与中国规程相比,试验值接近于强度曲线,高于稳定曲线,小宽厚比试件压弯承载力更接近强度曲线,表明超大截面钢管混凝土压弯构件按照现行规程进行设计偏于安全。

锈蚀钢筋混凝土压弯构件非线性有限元分析

通过选用合适的材料本构模型和粘结滑移模型,建立了锈蚀钢筋混凝土构件的有限元分析模型,以钢筋锈蚀率和轴压比为变量,对锈蚀钢筋混凝土压弯构件进行数值分析,旨在为在役锈损结构的非线性分析奠定基础.分析结果表明,钢筋锈蚀率和轴压比同时影响着锈损构件的性能劣化;构件的承载能力和变形能力均随锈蚀率的增加而降低;粘结力退化加剧了构件性能劣化,且小轴压比构件对粘结力退化更为敏感;就锈蚀率而言,构件性能劣化较粘结性能退化有一定的滞后;性能降低幅度也与轴压比有关,小轴压比构件的退化幅度相对较大;对于高轴压比构件,变形能力退化较少,而承载力退化幅度大于变形退化幅度.

锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型

混凝土压弯构件是混凝土结构中重要的受力构件,研究锈蚀钢筋对混凝土构件恢复力性能的影响,是研究服役混凝土结构抗震性能的重要内容.以退化三线形(D-TRI)模型为基础,通过对锈蚀混凝土压弯构件在低周反复加载下试验数据的统计分析,提出了确定锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力模型中关键点的方法,分析了锈蚀构件的主筋锈蚀率与屈服剪力和屈服位移、极限剪力和极限位移、破坏剪力和破坏位移同完好构件各相应值之间的对应关系,初步建立了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型的计算公式,给出了模型参数与钢筋锈蚀量的计算关系。

矩形钢管高强混凝土双向压弯构件截面强度

针对实际工程中方形和矩形钢管高强混凝土双向压弯构件受力时的两种典型加载路径,编制了非线性数值计算程序,对双向压弯构件截面进行了分析,材料本构关系以方形、矩形钢管高强混凝土轴压短柱试验为基础,并考虑了材料加卸载作用的影响.利用所编制的程序,分析了两种典型加载路径下双向压弯构件截面的荷载-变形关系全过程曲线,同时分析了残余应力对截面的荷载-变形关系全过程曲线的影响,讨论了截面长宽比、钢材屈服强度、混凝土强度、含钢率、加载路径及加载角度等参数对截面强度承载力的影响.最后给出了方形和矩形钢管高强混凝土双向压弯构件截面的三维强度承载力相关关系及其简化计算公式,并将简化计算公式计算结果与程序计算结果行了比较,两者吻合较好.