内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压力学性能

钢管混凝土作为一种发展前景广阔的结构形式,具有较好的承载力和塑性变形能力。矩形钢管混凝土柱作为其中常见的一种形式,在实际工程中的应用较为广泛。该研究基于矩形钢管混凝土在实际应用中存在的长短边约束不一致和对核心混凝土约束不足两个问题,探究一种新型的矩形钢管混凝土构件,即内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱。为此,对11根内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱、2根内置跑道形箍筋的矩形钢管混凝土柱、2根普通矩形钢管混凝土柱开展了轴压力学性能试验,重点分析了并束距、钢管壁厚、混凝土强度等级、箍筋间距、箍筋直径、内置用钢量等重要参数对内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压承载力和延性的影响规律。结果表明:在总用钢量不变的情况下,将矩形钢管的壁厚减薄,并加工成异形箍筋内置于核心混凝土中,能够有效地提高试件的轴压承载力和延性;内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压过程可以分为4个阶段——弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化段、下降段;相比于普通矩形钢管混凝土柱,内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱有更为饱满的塑性强化段。在试验和参数分析结果的基础上,采用已有的约束混凝土本构模型,推导得到内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压承载力计算公式。该研究可为实际工程应用提供科学依据和数据参考。

Q690D高强钢的疲劳性能试验研究

钢结构的主要破坏形式之一为疲劳破坏,这类破坏往往伴随着钢材的突然断裂;目前针对Q690D高强钢材的疲劳性能研究还比较缺乏。为了得到Q690D高强钢的疲劳特性曲线,本研究开展了Q690D高强钢的高周疲劳试验,根据试验的结果拟合出Q690D高强钢的应力-寿命(S-N)疲劳曲线,并与规范疲劳公式和其他强度等级钢材已有的疲劳试验曲线进行对比。试验结果表明:Q690D高强钢的疲劳性能远高于普通钢,且比美国钢结构规范(ANSI/AISC 360-10)和欧洲钢结构规范(BS EN 1993-1-9)的计算值要大,说明Q690D高强钢的疲劳性能比较优越,规范计算值偏保守;钢材的疲劳曲线与其屈服强度高度相关,且离散性很强。