管中管混凝土柱轴压情况下受力性能研究

同心配置双管形成管中管混凝土可以改善大径管带来的问题。共设计了7根管中管混凝土短柱试件,以内管配钢率和屈服强度为主要变化参数,对其进行轴压试验研究,分析了试件的破坏特征、承载力和荷载-位移曲线,给出了变形和承载力的试验结果,研究了各影响参数对试件变形和承载力的影响。试验结果表明:较普通钢管混凝土柱,内配钢管的钢管混凝土柱改变了其破坏形态,提高了其承载能力,改善了试件的延性;内外钢管在试件达到承载力时都已经屈服,充分发挥了钢材的作用;采用有限元软件ABAQUS进行了数值计算分析,并将计算结果与试验结果进行了比较,吻合良好。

带肋方钢管混凝土柱偏心受压力学性能研究

在方钢管混凝土管壁内设置纵向加劲肋可提高其管壁的稳定性。采用有限元软件ABAQUS对带肋方钢管混凝土柱偏心受压荷载-变形全过程关系进行计算,计算得到的破坏形态和荷载-变形关系曲线与试验结果符合较好。在此基础上,通过典型算例从变形情况、荷载-变形全过程曲线、核心混凝土的纵向应力分布以及钢管与混凝土相互作用四个方面对带肋方钢管混凝土的工作机理进行分析,并且与相应的无肋方钢管混凝土进行对比。研究结果表明:加劲肋的设置可以增加钢管约束支撑点,减小鼓曲的横向变形值,增强核心混凝土与管壁之间的相互作用,进而有效地延缓构件局部屈曲,改善管壁的稳定性,提高构件的极限荷载;纵向加劲肋宽度越大,构件极限荷载越高,后期延性越好;加劲肋宽度设置应控制在一定范围,能获得较好的综合经济效果。

废玻璃在钢管混凝土柱中应用及特点的研究

为了解决废玻璃的回收利用问题,研究将废玻璃直接应用到钢管混凝土构件中的可行性。首先对15根实心圆钢管玻璃混凝土短柱进行轴压试验,得出荷载-位移曲线和应力-应变关系。结果表明,玻璃混凝土中碱-硅酸膨胀反应对于钢管混凝土的承载能力的提高具有显著作用。然后根据试验结果,回归出修正的钢管玻璃混凝土轴压承载力统一理论修正公式。最后通过有限元模拟,玻璃混凝土采用增强系数法修正的E.Hognestad本构关系模型,模拟结果与试验结果吻合较好。试验、理论以及有限元结果证明,废玻璃应用到实心钢管混凝土中是可行的。

带肋方钢管混凝土柱偏心受压试验研究

以长细比和偏心率为主要变化参数,设计了6根带肋和6根无肋方钢管混凝土试件,对其进行了偏心受压的试验研究。试验结果表明,所有试件都最终由于失稳而破坏;试件长细比和偏心率越大,其刚度和极限荷载越小,偏心率对极限荷载的影响更为显著;试件偏心率越大,后期延性越好;加载初期试件中截面变形符合平截面假设;设置加劲肋能有效延缓管壁局部屈曲的发展,能提高试件的极限荷载和后期延性。

空心钢管混凝土脱落试验及离散元研究

空心钢管混凝土柱中混凝土脱落对结构的承载能力有着重要的影响。在不同荷载作用下混凝土是否发生脱落,在工程实际中有着重要的意义。本文做了空心钢管混凝土内部混凝土脱落试验,通过分析轴压,偏压,侧推力作用下混凝土脱落的情况,得到了试件在轴压和偏压作用下试件不会发生脱落现象,在侧推力作用下试件发生了脱落,说明了在轴压和偏压情况下可以不考虑混凝土的脱落问题,而在侧推力作用下试件对混凝土的脱落对空心钢管混凝土柱的承载能力有着重要的影响,并通过试验现象发现了试件先发生钢管的屈曲后发生混凝土的脱落的现象,并建议在工程中应用空心钢管混凝土作为主要构件时,需在有侧向力位置处设置加强环,以避免发生局部破坏。而在离散元中,通过离散元的基本原理,建立了钢管与钢管混凝土的离散元模型并进行了验证,模拟了侧推力作用下空心钢管混凝土柱的混凝土脱落,得到了混凝土脱落的全过程,以及破坏形态。并与试验进行了对比,说明了离散元是可以模拟空心钢管混凝土的脱落问题。研究结果表明,侧向力对混凝土的脱落有着重要的影响,离散元法模拟空心钢管混凝土脱落问题,可以作为研究此类问题的一种新方法而尝试。

配筋钢管混凝土轴压短柱受力性能试验研究

在钢管混凝土管内配置纵向钢筋可改善其力学性能。以纵筋强度、配筋率和配箍率为主要变化参数,设计了13根短柱配筋钢管混凝土试件,对其进行轴压短柱试验研究,分析试件的破坏特征、极限荷载和荷载-位移曲线,给出了变形和承载力的试验结果,研究各影响参数对钢管混凝土柱变形和承载力的影响。试验结果表明:内配钢筋的钢管混凝土柱,较普通钢管混凝土柱,改变了其破坏形态,提高了其承载能力,改善了试件的延性;减小箍筋间距,可以延缓局部屈曲的发展,且钢筋先于钢管屈服;采用有限元软件ABAQUS进行数值计算分析,并将计算结果与试验结果进行比较,两者吻合良好。

内配加劲件钢管混凝土长柱高温试验研究

同心配置钢筋或钢管形成内配加劲件钢管混凝土柱,可以改善其受力与耐火性能。试验中共设计了10根内配加劲件钢管混凝土长柱,分别为内配钢筋、实心内配钢管和空心内配钢管三种截面形式。以荷载比、保护层厚度和内管配钢率为主要变化参数,对其进行火灾下的轴压耐火试验研究,分析了柱的破坏特征、截面温度随时间变化曲线、轴向变形随时间变化曲线以及柱的耐火极限,研究了各影响参数对柱轴向变形和各测点温度的影响。试验结果表明:内配加劲件钢管混凝土柱的温度场发生变化,较普通钢管混凝土柱的耐火极限有所提高;相同荷载比下,随着内部加劲件的温度降低,柱的耐火极限呈现增大的趋势;荷载比对柱耐火极限影响较大,保护层厚度与内管配钢率对柱耐火极限的影响较小。

不同载荷作用下空心钢管混凝土脱落性能试验研究

为研究空心钢管混凝土柱中混凝土脱落对结构受力特性的影响,以空心率和轴压比为主要变化参数,共设计了14根空心钢管混凝土侧推试件,包括轴压,偏压和侧推试件,借助摄像功能进行了空心钢管混凝土内部混凝土脱落试验研究。对比分析各试件的破坏特征和荷载-位移骨架曲线,研究了各影响参数对混凝土脱落的影响。试验结果表明:极限荷载时,试件在侧推力作用下易发生脱落,轴压和偏压情况下不考虑混凝土脱落;在侧推力作用下试件中混凝土的脱落对空心钢管混凝土柱的承载能力有影响,空心率和轴压比越大,试件内部混凝土脱落侧推承载力越低。