L形钢管混凝土芯柱正截面承载力研究

目的研究L形钢管混凝土芯柱的承载力变化规律以及影响因素,为钢管混凝土在工程中的应用提供参考依据.方法根据L形钢管混凝土芯柱的工作机理和有限元计算原理,编写MATLAB程序求其承载力,通过改变加载角、偏心距、钢管直径以及钢管厚度等参数研究其对L形钢管混凝土受力性能的影响,并与有限元模拟值进行对比.结果偏心距一定时,加载角在0～45°内变化,L形钢管混凝土芯柱的承载力随加载角的增大而逐渐减小;当钢管厚度不变直径增加,或者钢管直径不变厚度增加时,试件承载力随含钢率的增加而逐渐增大.结论数值模拟结果与有限元模拟结果吻合良好,验证了程序的可行性.可以利用本套程序对L形钢管混凝土芯柱进行进一步的研究,得出不同参数变化下试件承载力的变化规律.

碳纤维钢骨-钢管混凝土柱非线性有限元分析

目的为了对实体试验提供理论依据,对碳纤维钢骨—钢管混凝土柱在不同参数下的承载力进行有限元分析.方法借助大型通用有限元分析软件ABAQUS,合理选取材料的本构关系,建立试件模型,确定单元类型,得到不同参数作用下,试件的荷载—位移曲线;根据得到的曲线和数据,对试件承载力进行分析.结果单独增大钢管直径、碳纤维层数或内外混凝土的强度,试件的承载力均得到提高;而增大轴压比,试件的承载力降低;仅提高内混凝土强度等级,试件承载力增大不明显.结论用碳纤维加固与不用碳纤维相比,试件所能承受的最大荷载有了明显地提高,并且碳纤维层数越多,试件所能承受的最大荷载越大.碳纤维钢骨-钢管混凝土柱具有较高的承载力.

碳纤维钢骨-钢管混凝土柱双向偏压有限元分析

目的研究碳纤维钢骨—钢管混凝土柱在双向偏心荷载作用下的力学性能,为实体试验提供理论依据.方法利用有限元软件ABAQUS,通过选取单元类别、设定相互作用等一系列建模过程,建立了5种不同参数下的13个试件模型,通过软件分析得到双向偏心压弯试件的荷载-挠度曲线.结果随着偏心距的增加,试件的承载力与抗弯刚度均逐渐下降;随着碳纤维层数的增加,试件的承载力显著上升,但延性迅速下降;随着长细比的增加,试件的破坏形式由内部材料破坏逐渐变成整体失稳破坏,抗弯刚度与极限承载力均有所下降,但延性有所增加;随着缀板间距的减小,受约束混凝土的强度增大,试件的承载力也越高;随着加载角度的变化,试件的力学性能几乎保持不变.结论碳纤维钢骨-钢管混凝土柱在双向偏心荷载作用下具有良好的承载力与刚度,延性系数也符合抗震要求.

偏压作用下T形钢管混凝土芯柱的非线性分析

目的提出计算T形钢管混凝土芯柱的正截面承载力的有效方法,为钢管混凝土在工程中的设计和应用提供参考依据.方法基于平截面假定和材料模型,利用数值积分法编制了适用于计算T形钢管混凝土芯柱正截面承载力的非线性分析程序,得出极限承载力的电算结果以及不同钢管厚度和不同混凝土强度等级的N-M相关曲线.结果在偏压作用下,混凝土强度等级变化以及含钢率对T形钢管混凝土芯柱极限承载力影响明显.极限承载力随混凝土强度等级提高而提高,但是随着偏心距增大混凝土强度等级对极限承载力提高幅值越小;钢管壁越厚,含钢率大,提供核心混凝土的约束力越强,相同M值能承受的力越大,抗震性能与延性越好.结论实际工程应用时,通过试件的数值计算分析得出的M-N曲线可以快速计算出钢管厚度,为T形钢管混凝土芯柱的方案设计提供便利.