锈蚀圆钢管混凝土短柱轴压承载力研究

运用ABAQUS有限元软件建立了模拟酸雨溶液腐蚀后圆钢管混凝土轴压短柱有限元模型,为模拟钢管锈蚀损伤,在钢材和混凝土的本构关系模型中考虑了锈蚀对钢材的弹性模量和屈服强度的影响,有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的有效性。运用该有限元模型,通过典型算例对锈蚀圆钢管混凝土短柱进行了轴压全过程分析,比较了不同锈蚀率下圆钢管混凝土短柱荷载-轴向位移关系曲线、外钢管承担的荷载-轴向位移关系曲线、核心混凝土承担的荷载-轴向位移关系曲线以及外钢管与核心混凝土之间的相互作用力-位移关系曲线的变化规律。最后对锈蚀圆钢管混凝土轴压短柱进行了参数分析,讨论了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和锈蚀率等参数对圆钢管混凝土短柱极限承载力的影响,并由此导出了酸雨腐蚀后圆钢管混凝土短柱极限承载力简化计算公式。

酸雨腐蚀后圆钢管混凝土柱抗震性能研究

通过ABAQUS商用有限元软件建立往复荷载下酸雨腐蚀后圆钢管混凝土柱有限元模型,在钢材和混凝土本构关系模型中,考虑由锈蚀损伤引起的钢材弹性模量和屈服强度的折减,有限元模型计算的滞回曲线与试验获得的滞回曲线做对比分析,发现两者吻合程度较好,说明建立的有限元模型是有效的、可行的。基于此有限元模型,模拟酸雨腐蚀后实际工程截面尺寸的圆钢管混凝土柱在不同锈蚀率(B=0%,5%,10%,15%,20%,25%和30%)和轴压比(n=0.2,0.4和0.5)下抗震性能退化行为,数值分析结果表明:随着锈蚀率和轴压比增大,骨架曲线承载力减小,刚度出现退化和累计滞回耗能降低。

锈蚀方钢管混凝土短柱轴压承载力研究

采用ABAQUS有限元软件,建立模拟酸雨溶液腐蚀后方钢管混凝土轴压短柱有限元模型。为模拟钢管锈蚀损伤,在钢材和混凝土的本构关系模型中考虑了锈蚀对钢材的弹性模量和屈服强度的影响。有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的有效性。运用该有限元模型,通过典型算例对锈蚀方钢管混凝土短柱进行轴压全过程分析,比较不同锈蚀率下方钢管混凝土柱荷载-轴向位移关系、外钢管承担的荷载-轴向位移关系、核心混凝土承担的荷载-轴向位移关系的变化规律。并对锈蚀方钢管混凝土轴压短柱进行参数分析,讨论了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和锈蚀率等参数对方钢管混凝土柱极限承载力的影响,最后给出酸雨腐蚀后方钢管混凝土柱极限承载力建议计算式。

钢管混凝土抗震性能ABAQUS数值模拟中损伤因子比较研究

针对国内外3种不同的混凝土损伤计算模型,分别用其模拟计算了往复荷载下钢管混凝土损伤过程,并绘出了3种模型损伤因子随应变变化的曲线;对于Birtel和Mark模型,探讨了系数bc对损伤因子的影响,随着系数bc取值的减小,相同应变下对应的损伤因子值增大;最后将这3种模型有限元计算得到的往复荷载下钢管混凝土构件的骨架曲线与试验骨架曲线进行对比分析。比较结果表明:当Birtel和Mark模型中bc取0.5时,计算得到的荷载(P)-位移(Δ)骨架曲线与试验结果误差最小,基于高斯积分算法的余能模型算出的骨架曲线与试验结果误差其次,修正的余能模型算出的骨架曲线与试验结果误差最大。

方中空夹层钢管混凝土柱压弯剪力学性能

以剪跨比、轴压比和空心率为主要变化参数,对压-弯-剪复合受力下的方中空夹层钢管混凝土柱力学性能进行试验研究,并运用有限元分析软件ABAQUS对方中空夹层钢管混凝土柱压弯剪试验所得的横向剪力(V)-剪应变(γ)关系曲线和破坏模态进行模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础之上,通过典型算例对内外钢管和夹层混凝土各自承担的荷载以及轴压比对横向剪力(V)-横向位移(Δ)关系曲线的影响进行了分析。结果表明:由于内外钢管的约束,夹层混凝土的抗剪能力比素混凝土要强很多,延性也得到很大的改善;而由于夹层混凝土承担了大部分剪力,内外钢管承担的剪力反而小于双层空钢管。随着轴压比的增大,方中空夹层钢管混凝土的抗剪承载力和延性都下降,其中夹层混凝土承担的剪力比例增大,内外钢管承担的剪力比例减小。

共溅射制备a-Si-Ag薄膜及其电化学储氢性能

氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜因其具有很高的电化学储氢容量而在质子型电池中极具研究和应用价值,但其电化学循环稳定性较差的问题已然成为其商业化应用的最大阻碍。为了改善a-Si薄膜的导电性和力学性能以提高a-Si薄膜电极的电化学容量和循环寿命,通过磁控共溅射技术制备了具有不同Ag含量的复相Si-Ag薄膜,研究了高导电性金属Ag对a-Si薄膜电极在质子型离子液体中电化学储氢性能的影响。结果表明,在磁控溅射制备的Si-Ag薄膜中,Ag以单质纳米晶颗粒的形式弥散分布在非晶态a-Si基体中;复相Si-Ag薄膜的导电性能和电化学储氢性能均优于a-Si薄膜电极,其中Ag原子分数为20%时的Si-Ag薄膜电极具有高达887.7 mAh·g^(-1)的电化学容量,经100次充放电循环后其容量保持率S_(100)为64.23%。Ag纳米颗粒的引入可以有效缓解Si-Ag薄膜充放电过程中的体积效应,改善了薄膜电极的循环性能。

方中空夹层钢管混凝土柱压-弯-剪受力性能试验研究

为研究方中空夹层钢管混凝土柱在压-弯-剪复合受力下的力学性能,以剪跨比、轴压比和空心率为主要变化参数,设计了4个方中空夹层钢管混凝土柱和1个方实心钢管混凝土柱进行试验研究,对其破坏形态、水平剪力-应变曲线、水平剪力-位移曲线等进行分析,研究了剪跨比、轴压比和空心率等参数对柱受剪性能的影响。试验结果表明:剪跨比为1.0的柱发生剪切破坏;剪跨比为2.0的柱发生弯曲破坏;剪跨比为1.5的柱发生弯剪破坏。5个不同参数的柱中,变化参数剪跨比(λ为1.0,1.5,2.0)时,剪跨比大的柱刚度及受剪承载力低,延性更差;变化参数轴压比(n为0.12,0.23)时,轴压比大的柱受剪承载力略低;变化参数空心率(χ为0,0.39)时,方中空夹层钢管混凝土柱的受剪承载力比实心钢管混凝土柱的略高,但延性稍弱。