带T形钢翼缘的核心钢管混凝土组合柱轴压比限值研究

为了充分发挥带T形钢翼缘的核心钢管混凝土组合柱(T-CFST柱)的变形性能,保证柱在地震作用下能满足延性需求,通过理论推导和数值模拟,对T-CFST柱的延性和轴压比限值进行研究。基于大小偏心受压界限破坏建立了T-CFST柱的标准轴压比和设计轴压比计算公式,同时基于ABAQUS软件建立了T-CFST柱的精细化有限元模型,在验证有限元模型准确性的基础上,研究了高轴压比下不同影响因素对组合柱延性的影响,建议了不同含钢率、型钢强度、混凝土强度下组合柱的设计轴压比限值。结果表明:T-CFST柱延性随混凝土强度降低、截面含钢率降低、型钢强度提高、体积配箍率提高而提高;即使在较大轴压比时,柱的延性依然较好,T-CFST柱的轴压比限值在计算的基础上有所提高。

超大长宽比加劲型钢箱混凝土柱轴压性能分析

为研究加劲肋构造形式和截面长宽比对超大长宽比矩形钢箱混凝土柱轴压性能的影响,通过钢箱混凝土柱屈曲分析,预测其轴心受压时的屈曲模式,提出最小加劲刚度比简化公式,以优化开孔板加劲肋设计。在此基础上,以某高速公路匝道桥薄壁墩为例,设计3组(无肋、设置刚性加劲肋、设置柔性加劲肋,每组5个)矩形钢箱混凝土柱试件,采用Abaqus软件建立各试件有限元模型,分析各试件的破坏模式、混凝土轴向应力分布和轴压承载力。结果表明:无肋和设置柔性加劲肋时试件轴压破坏屈曲模式相同,设置刚性加劲肋可改变试件轴压破坏屈曲模式;与无肋矩形钢箱混凝土柱相比,若矩形钢箱混凝土柱沿壁长方向均匀设置加劲肋,达到极限荷载时截面大部分区域混凝土轴向应力分布均匀,有效限制钢板向外屈曲,提高了钢箱与混凝土的组合作用;钢箱混凝土柱承载力提高系数随截面长宽比的增大呈逐渐减小趋势,刚性加劲肋试件的承载力>柔性加劲肋试件的承载力>无肋试件的承载力,加劲肋与混凝土的黏结可使试件具有更高的极限承载能力;提出的最小加劲刚度比简化公式对加劲肋设计具有较好的指导作用。

型钢混凝土T形柱轴压性能分析

为进一步研究配钢形式“方钢管+T型钢”型钢混凝土T形柱在轴心荷载作用下的受力性能,为型钢混凝土T形柱结构受力过程的非线性分析和抗震性能分析提供参考依据,利用ANSYS有限元软件建立普通混凝土T形柱轴压模型,通过与现有的试验结果对比验证模型的合理性。在此基础上,建立配钢形式为“方钢管+T型钢”型钢混凝土T形柱模型,对其轴压性能进行有限元分析,深入研究“方钢管+T型钢”的配钢形式对混凝土截面应力、钢筋应力和型钢应力的影响,同时定量分析配钢率这一参数变化对轴压性能的影响规律。结果表明:与普通混凝土T形柱相比,“方钢管+T型钢”型钢混凝土T形柱极限承载力显著提高,但此种配钢形式对T形柱极限承载力的提高作用随配箍特征值的增大而减小;型钢的加入使得“应力拱”现象不再明显,在箍筋约束区内形成型钢强约束区,主要集中在T型钢腹板区域和方钢管区域,混凝土截面应力分布更加均衡;随着配钢率增加,同等比例荷载下型钢混凝土T形柱混凝土截面平均应力减小,型钢应力得以充分发挥,承载力显著增加。

一方向为短肢墙的高层住宅楼抗震性能分析

在高层板式住宅楼中,一个方向设置门窗洞口后剪力墙数量较少或截面长度较短,另一个方向分室、分户剪力墙数量较多。由于结构两个主轴方向剪切刚度差别较大,合理调整结构布置可以使结构两个方向的基本周期和地震作用下最大层间位移角基本相当,但地震作用下结构两个主轴方向的变形特征仍存在明显差异,分别为弯剪型和弯曲型。另外,地震作用下各墙肢轴力分布不均匀,而规范中对剪力墙的轴压比计算不考虑地震作用参与组合且采用同样的限值,不能真实地反映剪力墙延性;补充双向地震作用分析并控制墙肢名义拉应力则可以有效地提高剪力墙延性。罕遇地震动力弹塑性分析结果亦表明,剪力墙损伤程度与考虑多遇地震作用组合下轴压比和设防地震作用名义拉应力大小一致。

混凝土在大跨度建筑结构施工中的应用研究

如果对大跨度建筑结构中混凝土构件客观应力需求缺乏分析,混凝土梁结构在荷载状态下将产生较大位移。为此,文中进行了混凝土在大跨度建筑结构施工中的应用研究,分析混凝土构件的应力需求,以满足建筑荷载要求作为核心目标,设计试验加载装置,选择强度等级在C30以上的混凝土为施工材料,优化连接钢筋混凝土梁与型钢混凝土柱,并差异化处理混凝土梁的长度和轴压比限值。试验表明,本项目施工混凝土结构在x、y、z方向上的位移分别稳定在0.3、0.4和1.0 mm以内,均处于较低水平,由此证明文中设计的技术具有良好的实际应用效果。

不同轴压比的装配整体式齿槽剪力墙受力性能数值分析

基于有限元分析软件ABAQUS建立了装配整体式齿槽剪力墙的数值分析模型,通过与试验结果对比分析验证了数值分析模型的准确性,研究了轴压比对装配整体式齿槽剪力墙的影响规律。结果表明,建立的数值分析模型与试验结果吻合较好,能够反映装配整体式齿槽剪力墙的破坏形态和受力特征;提高轴压比可抑制墙体裂缝的开展,但根部混凝土压溃区域有所增大,纵向孔洞底部和竖向圆孔对应位置处的混凝土破坏现象也有所加剧;随着轴压比的提高,装配整体式齿槽剪力墙的承载力先增加后减小,轴压比为0.40时达到最大值;峰值荷载后,墙体刚度退化速率加快,变形能力降低,但轴压比达到0.60时,墙体位移延性系数为5.4,依然具有较好的变形能力。

平面内和平面外竖向荷载下低矮钢筋混凝土墙水平承载力研究

民用建筑中的剪力墙高宽比通常大于1,而高温气冷堆内的钢筋混凝土墙的高宽比一般小于1。为了研究低矮钢筋混凝土墙的失效机理,本文对平面内和平面外竖向荷载下,高宽比分别为0.33、0.5和1的12片低矮钢筋混凝土墙进行了水平承载力试验,对提出的墙水平承载力计算公式进行了验证。试验表明:低矮钢筋混凝土墙的破坏方式与一般的钢筋混凝土梁和柱有很大区别。在轴力和水平剪力作用下,低矮钢筋混凝土墙的破坏为斜开裂-剪摩擦机制;对于高度相同的墙,高宽比越小,剪切破坏时沿墙底剪摩擦段的长度越长;墙高宽比、轴压比和配筋率均对墙的水平承载力有影响;平面外竖向荷载下墙的水平承载力小于平面内竖向荷载下墙的水平承载力,墙水平承载力与平面外弯矩近似符合1/4圆关系。本文公式计算结果与试验结果符合良好。

核心型钢混凝土柱抗震性能及轴压比限值试验研究

在钢筋混凝土(RC)柱中配置核心型钢以提高超高轴压比柱的抗震性能。进行9个核心型钢混凝土(CSRC)柱试件的低周反复加载试验,主要试验参数包括核心型钢配钢率、轴压比和核心型钢截面形式。通过试验数据检验各参数对试件强度、刚度、延性、滞回特性、耗能能力和轴向变形性能等的影响。基于试验结果和平截面假定,研究并提出CSRC柱轴压比限值的简化计算方法。研究结果表明,设置核心型钢可有效提高RC柱的变形能力和滞回耗能能力,提高RC柱的轴压比限值。随核心型钢配钢率的增大,试件强度和刚度衰减速度减缓,耗能能力增加。核心型钢可有效提高重载RC柱弹塑性阶段竖向承载能力的稳定性。计算分析结果表明,根据轴向变形协调计算的CSRC柱轴压比限值与试验吻合较好,可供工程实践参考。提出了考虑核心型钢配钢率的CSRC柱轴压比限值的建议取值。

钢筋混凝土异形截面框架柱轴压比限值的研究

迄今为止,尚未见到国内外对于高抗震等级时异形柱的轴压比限值的研究报道,而且国家相关规范修订后,二、三级抗震等级时异形柱的轴压比限值需要相应修改,因此有必要系统地研究各抗震等级时钢筋混凝土异形柱的轴压比限值.理论分析表明:为使一、二、三、四级抗震等级时异形柱框架结构具有适当的位移延性水平,柱的曲率延性比应分别达到12、10、8和6;以此为标准,通过对异形柱曲率延性全过程非线性分析,从而确定各抗震等级时异形柱的轴压比限值及对箍筋间距与纵筋直径比s/d、箍筋直径dv的相应要求.

钢筋混凝土框架柱在高轴压比下的抗震性能试验

在大型火力发电厂主厂房结构、高层钢筋混凝土结构以及其它重型工业建筑结构中 ,柱一般都承受很大的竖向荷载 ,故轴压比设计问题是柱设计的一个非常重要的因素。针对目前大型火力发电厂主厂房结构设计时遇到的突出问题之一——钢筋混凝土框架柱轴压比超限现象 ,进行了 3个采用复合配箍框架柱在高轴压比下和周期反复荷载作用下受力性能的试验研究 ,观察了框架柱破坏过程和破坏机理 ,分析和研究了复合箍钢筋混凝土柱的高轴压比和配箍率等因素对复合箍钢筋混凝土柱滞回特性、延性的影响。最后 ,通过试验现象研究 ,对框架柱轴压比限值作了较为系统的论述 ,主要针对《火力发电厂结构设计规范》中轴压比限值较《混凝土结构设计规范》(GBJ1 0 - 89)超限问题进行进一步的研究和探讨。

钢筋混凝土框架柱轴压比限值问题研究

针对目前高层钢筋混凝土结构抗震设计中遇到的突出问题之一——框架柱轴压比超限现象,结合以往试验现象分析和对规范背景资料的研究,对框架柱轴压比限值的研究进行了综述与分析,并对进一步的研究工作提出了一些新的建议。

钢筋混凝土异形柱的轴压比限值与配箍构造

为了从配箍特征值的角度来研究钢筋混凝土异形柱的轴压比限值及其配箍构造,采用非线性分析的方法,对12 960根异形柱截面的延性进行了电算分析,得到了与配箍特征值相关的异形柱的轴压比限值,然后分别从纵筋压曲和约束混凝土2个方面来分析箍筋配置对异形拄延性的影响,得到了异形柱的配箍构造要求．

加芯混凝土框架柱轴压比限值试验研究

为了解决高层结构设计中因轴压比限值影响使混凝土框架柱经常出现“胖柱少筋”等相关问题,通过6个加芯混凝土框架柱试件的低周反复伪静力试验,考察了试件的受力特性及破坏特征,分析了影响加芯混凝土框架柱延性的主要因素,并对各试件的V-Δ滞回曲线、位移延性比、极限位移转角等试验结果进行了研究。试验结果表明:轴压比、体积配箍率和芯柱纵筋配筋率对混凝土框架柱的延性及弹塑性变形性能均有较大的影响;在高轴压比下,采用较大的体积配箍率和芯柱纵筋配筋率是保证加芯混凝土框架柱抗震延性的重要措施。最后提出了加芯混凝土框架柱轴压比限值的新建议值。

锦屏水电站大理岩在高应力条件下的卸荷力学特性研究

结合锦屏水电站深埋引水隧洞开挖工程,选取该区域典型大理岩,并以隧洞围岩实际应力环境为基础,开展卸围压破坏试验以及卸围压多级破坏试验。研究成果表明,锦屏大理岩在高应力条件下的卸荷力学性质主要表现为:(1)相同初始应力条件下,岩石达到卸荷破坏所需应力变化量比轴向压缩破坏时小,卸荷更容易导致岩石破坏;(2)岩石卸荷开始后侧向变形明显加快,且表现出显著扩容,如果忽略卸荷前岩样变形,则体积变形几乎按照侧向变形的规律增大;(3)卸围压过程中,泊松比近似按照多项式关系增长。变形模量初始变化不显著,屈服前微量围压减少引起变形模量急剧减小;(4)卸荷条件下抗剪强度参数c值比加载条件下低14%,而?值比加载条件下高23%。这些结论揭示高应力条件下大理岩的卸荷力学特性,为深埋引水隧洞开挖稳定分析提供可靠依据。

钢筋高强混凝土框架柱轴压比限值的确定方法

为保证钢筋高强混凝土框架柱满足延性需求,采用偏心受压构件界限破坏理论,根据截面力的平衡和变形协调关系,推导出普通配筋截面柱的轴压比限值计算公式。在此基础上,分析混凝土强度、钢筋强度、配箍率、配筋率、密集纵筋芯柱等因素对轴压比限值的影响,提出能反映上述变化参数作用时的钢筋高强混凝土柱轴压比限值计算方法。研究成果为钢筋高强混凝土柱设计提供了理论依据。

型钢高强混凝土柱延性的试验研究

通过9根剪跨比λ=2.0的试件,对C80型钢高强混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究.试验主要考虑配箍率和轴压比两个参数对构件延性的影响.根据试验结果,得出了配箍率和轴压比与构件位移延性的关系曲线.在满足一定位移延性的基础上,提出了C80型钢高强混凝土柱的轴压比限值;并就配箍率对轴压比限值的影响进行了分析,进一步提出了与不同配箍率相关的轴压比限值.

蓖麻籽不同状态不同压榨方式下压缩比与轴向应力关系的研究

【目的】研究蓖麻籽在不同状态不同压榨方式下压缩比-轴向应力关系.【方法】进行了完整蓖麻籽与碾碎后的蓖麻籽在不同的压榨方式、不同的压榨速率下的冷榨试验;采用川北方程建立了双曲线型压缩比-轴向应力关系模型,并依据试验结果,应用最小二乘法求得该模型的待定参数.【结果和结论】蓖麻籽碾碎后压榨在相同的条件下所达到的等价压缩比和完整籽基本一致,但实际压缩比比完整籽小得多;多次压榨在相同的条件下比单次压榨可以达到更大的压缩比;模拟值与实测值的对比和误差分析表明,模拟值与实测值比较吻合.

纤维布加固高轴压混凝土柱抗震性能

设计了 3个高轴压混凝土柱试件 ,其中 1个为对比试件 ,2个为采用了不同包裹形式的纤维布加固试件 ;在低周反复荷载作用下 ,通过对试验现象和测试数据详细的描述与对比分析 ,研究了纤维布加固法对高轴压混凝土柱抗震性能的改善情况 ;利用通用有限元计算程序 ,对低周反复试验进行了全过程仿真模拟 .研究表明 ,适宜的纤维布加固方式 ,可以大幅度提高高轴压混凝土柱的抗震性能 ,同时利用考虑纤维布约束混凝土本构关系的有限元计算方法能够较为准确地模拟纤维布加固高轴压混凝土柱的非线性性能 .

核心型钢混凝土柱的轴压比限值试验研究

基于界限破坏时的内力平衡条件,推导了核心型钢混凝土柱轴压比限值的理论计算公式,计算分析了配钢率、混凝土强度等级、柱截面尺寸等因素对核心型钢混凝土柱轴压比限值的影响。进行了5个1/2比例模型柱试件的低周反复加载试验,验证了配置核心型钢对提高混凝土柱的抗震性能和轴压比限值的有效性。计算和试验结果表明,在混凝土柱中配置一定数量的核心型钢,可以有效提高轴压比限值。本文建议的方法可以较为合理地确定核心型钢混凝土柱的轴压比限值,供工程实践参考。

钢纤维混凝土轴压应力-应变曲线试验研究

作为钢纤维混凝土配合比直接设计方法的研究工作的重要内容,采用4个平行于棱柱体试件对称放置的弹簧作为刚性辅助架,在普通压力试验机上成功地测得了纤维体积率0~2.0%、裹浆厚度0.8~1.2 mm、强度等级为CF40的钢纤维混凝土轴压应力-应变全曲线。根据试验结果,分析了纤维体积率和纤维裹浆厚度对钢纤维混凝土轴压强度、应力-应变曲线以及轴压韧性比的影响。表明钢纤维混凝土的轴压强度和韧性比随着纤维体积率的增加而提高,存在合理的纤维裹浆厚度使得钢纤维混凝土获得优良的轴压韧性。提出了与试验结果符合良好的钢纤维混凝土轴压应力-应变曲线计算理论模型。