矩形开槽钢管混凝土柱的受压承载性能

为分析环向钢管对核心混凝土受压承载性能的提高效果,对15个矩形开槽钢管混凝土柱进行轴压试验,研究倒角半径和钢管厚度对其受压性能的影响.基于圆形箍筋约束混凝土的极限应力计算模型,引入考虑截面形状的承载力折减系数,提出了矩形开槽钢管混凝土柱极限应力计算模型.结果表明,矩形开槽钢管约束混凝土柱的受压性能与钢管厚度及倒角半径密切相关,且钢管的开槽构造能够有效地避免钢管的纵向屈服.倒角半径越小,钢管约束效果越差,应力-应变曲线在屈服后会出现下降段,且钢管厚度越小,峰值后荷载下降越快.倒角半径越大,约束效率越高,应力-应变曲线在屈服后较平缓或出现上升段,但钢管厚度较大时,其环向约束效果下降,极限应力提高幅度也明显下降.

轻骨料混凝土对桥梁建设碳排放的影响分析

减少基础设施建设碳排放,是一个重大议题。寻求混凝土建材的低碳化路径,对我国实现双碳目标具有重要的意义。本文提出了桥梁全生命期碳排放估算方法,将桥梁建设分为建材生产、建材运输、建造、运行、拆除五个阶段来分别计算,并根据配合比来估算轻骨料混凝土碳排放因子。通过桥梁实例,对轻骨料混凝土、普通混凝土、钢三种结构方案的碳排放量进行估算,得出轻骨料混凝土可降低桥梁建设的碳排放。结构工程采用轻骨料混凝土,是较好的碳减排技术路径。

倒角半径对矩形钢管混凝土柱的轴压性能影响

为了研究倒角半径对矩形钢管混凝土柱的轴压性能影响,进行3个系列15个矩形钢管混凝土柱的轴压试验。变化参数包括倒角率(2R/D=0.06~1.00)和钢管厚度(2,4和6 mm)。研究结果表明:倒角半径的改变能够有效地减弱矩形钢管混凝土柱角部的应力集中现象,提高钢管的环向约束效果,改善约束混凝土柱的轴压性能;随着倒角半径的增大,矩形钢管混凝土试件破坏模式从剪压破坏转变为腰鼓破坏,其峰值应力、峰值应变和极限应力显著提高,倒角率为1.00试件的极限强度比倒角率为0.06的试件提高幅度为40%~45%,表现出较高的承载能力和变形能力;钢管厚度的增加对约束混凝土的轴压性能也存在有益影响。

圆形减压钢管约束混凝土柱的轴压性能

提出了新型圆形减压钢管约束混凝土构造,分别对6根减压钢管混凝土柱和6根普通钢管混凝土柱进行单调轴压试验.结果表明:当钢管厚度较小时,减压构造减缓了钢管混凝土钢管的屈曲现象;当钢管厚度较大时,普通钢管和减压钢管混凝土柱的破坏模式均为腰鼓破坏.钢管厚度越小,减压槽对承载力提高效果越明显,减压钢管混凝土承载力约为普通钢管混凝土柱的1.1~1.3倍.随着钢管厚度的增加,减压钢管混凝土柱与普通钢管混凝土柱的极限荷载比逐渐降低.减压槽提供了变形集中释放的局部构造,有效避免了钢管的纵向屈曲.在考虑了钢管环向约束效率影响的基础上,提出了不同结构构造下圆形钢管混凝土柱轴压承载力的统一计算方法,预测结果较试验值偏于保守.

新型碳纤维增强复合材料-钢复合管海水海砂混凝土圆柱轴压试验

为研究原状海水海砂混凝土在复合管混凝土中的应用可行性,提出一种新型由内外壁纤维增强复合材料(FRP)和夹心钢管复合的碳纤维增强复合材料(CFRP)-钢复合管海水海砂混凝土柱结构。对12个新型CFRP-钢复合管海水海砂混凝土圆柱试件进行了轴压试验,研究了CFRP层数和核心混凝土强度等级变化对其轴压性能的影响。试验结果表明,内外壁CFRP的包裹能够有效地提高结构承载力和变形能力;CFRP-钢复合管海水海砂普通混凝土圆柱破坏形态为混凝土压溃,而CFRP-钢复合管海水海砂高强混凝土圆柱破坏形态为剪切破坏;结构的极限应力与CFRP层数、混凝土强度呈正相关,而极限应变随着CFRP层数增加而提高,却随着混凝土强度提高而减小;核心混凝土和钢管对极限应力的贡献随着CFRP层数增加基本不变,且当包裹两层及以上CFRP时,CFRP对试件极限应力的贡献占主导地位。

纤维增强聚合物复合材料-钢复合圆管约束混凝土轴压性能预测模型

纤维增强聚合物复合材料(FRP)-钢复合圆管约束混凝土由于具有很好的综合性能,近年来得到了广泛的研究,尚缺乏完整的应力-应变关系全曲线计算模型。本文在综合作者现有研究成果的基础上,广泛收集了96个FRP-钢复合圆管约束混凝土柱的轴心受压试验结果,系统分析了试件参数的影响规律,提出了FRP-钢复合圆管约束混凝土的应力-应变关系曲线的完整计算模型,包括峰值应力、峰值应变、极限应力和极限应变的计算方法,并建议了应力-应变关系全曲线预测模型,模型较好地预测了FRP-钢复合圆管约束混凝土的应力-应变关系曲线的特征,预测结果与试验结果吻合较好。建议模型具有较好的通用性和准确性。