方形复合不锈钢管混凝土柱滞回性能研究

方形复合不锈钢管混凝土柱是一种新型组合构件,具有广阔应用前景,为研究其滞回性能,以轴压比(0.05、0.3和0.6)、内外管尺寸比(0.42和0.67)、柱类型(复合不锈钢管混凝土、中空夹层不锈钢管混凝土、不锈钢管混凝土)为主要参数进行8个压弯试件在往复荷载作用下的试验研究,建立方形复合不锈钢管混凝土柱滞回性能分析的有限元模型,考察各参数对侧向荷载-位移骨架线的影响规律。研究结果表明:方形复合不锈钢管混凝土柱的滞回曲线较为饱满,且比中空夹层不锈钢管混凝土柱和不锈钢管混凝土柱具有更高的极限承载力、延性和塑性耗能能力。随着外管屈服强度、夹层混凝土抗压强度的增加或者外管宽厚比、轴压比、长细比的减小,方形复合不锈钢管混凝土柱极限承载力显著增加,随着内外管尺寸比的增加或者内管径厚比的减小,极限承载力有所增加,但增加幅度不大。多数情况下,方形复合不锈钢管混凝土比复合普通钢管混凝土极限承载力高2%~20%。

不同加载角T形钢管混凝土压弯承载力研究

采用有限元软件ABAQUS建立了不同加载角T形带肋和多室钢管混凝土压弯构件的计算模型,数值计算结果与试验结果吻合良好。对影响T形钢管混凝土柱水平荷载P-水平位移Δ关系曲线的参数进行分析,结果表明:加载角为0°时,T形钢管混凝土构件的承载力最低,在67.5°负向加载时,构件的承载力最大,比0°加载角构件大13%左右,加载角为45°~90°间承载力总体上差别不大。随着钢管屈服强度、混凝土抗压强度、钢管长厚比、带肋和多室T形钢管混凝土构件在斜向加载的承载力增加,在传统钢管混凝土基础上,提出了适用于不同加载角带肋和多室T形钢管混凝土压弯构件的承载力设计方法,简化计算公式与有限元结果、试验结果均吻合较好。

T形配钢型钢混凝土偏压构件力学性能研究

建立了T形配钢型钢混凝土偏压构件力学性能分析的有限元模型,计算结果得到以往实验结果的验证。在此基础上,分析了不同阶段材料应力状态和各参数对偏压构件力学性能的影响。结果表明:T形配钢型钢混凝土构件在不同加载角下的性能有所不同,加载角为180!时极限承载力大于其他角度情况;混凝土抗压强度、型钢含钢率、配筋率、荷载偏心率、长细比对构件荷载-变形曲线的影响较大,随着混凝土强度、型钢含钢率、配筋率的增加,极限承载力和刚度增加;随着荷载偏心率的增加,极限承载力和刚度下降;随着构件长细比的增加,构件承载力总体呈现线性下降趋势,刚度下降明显。

斜向受力十字形钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为研究十字形钢管混凝土柱在斜向受力下的抗震性能,以加载角度(0°和45°)、混凝土强度等级(C50和C70)、轴压比(0、0.25和0.5)以及是否设置加劲肋为试验参数,进行了9根十字形钢管混凝土柱在往复荷载作用下的试验研究,获得了柱的破坏形态、水平荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性、累积耗能、变形等特性,分析了不同参数对柱抗震性能的影响规律。并建立了十字形钢管混凝土柱的有限元模型,有限元分析结果与试验结果吻合良好。试验结果表明:十字形钢管混凝土柱具有较好的滞回性能,所有柱的位移延性系数均高于3.5;轴压比对十字形钢管混凝土柱的抗震性能影响较大,轴压比越大,柱承载力越低,刚度退化越快,延性和耗能能力也越差;随着混凝土强度的增加,柱承载力增加,轴压比较大时,混凝土强度越高,延性下降越明显;内部间断焊接加劲肋的柱比未设置加劲肋柱的承载力提高约8%,但延性和耗能能力提高不大;加载角度为45°柱的滞回性能稍优于0°的柱。