钢管/GFRP管约束再生混凝土柱偏心受压试验

以再生粗骨料取代率和膨胀剂掺量为参数,完成了4个钢管约束和4个玻璃纤维增强塑料(GFRP)约束再生混凝土柱试件的偏心受压试验,对钢管约束和GFRP管约束再生混凝土试件的极限荷载和轴向变形进行了对比分析,并对试件的极限荷载试验值与计算值进行了对比。结果表明:100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的极限荷载比普通混凝土试件低,混凝土强度相同时,GFRP管约束再生混凝土试件偏心受压极限荷载比钢管约束试件低;膨胀剂可以提高钢管和GFRP管约束试件的偏心受压极限荷载,并且对GFRP管约束试件作用更为显著;GFRP管约束试件的变形能力比钢管约束试件大,100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的变形能力比普通混凝土试件大。

预应力钢绞线加固钢筋混凝土柱偏心受压试验研究

通过5根预应力钢绞线加固钢筋混凝土柱偏心受压试验,研究了预应力钢绞线加固后混凝土柱的破坏特征、偏压性能、破坏机理,对比了不同预应力、不同偏心距下加固后混凝土柱的极限承载力、侧向挠度、延性等性能。试验结果表明:预应力钢绞线加固方式充分发挥了钢绞线的侧向约束能力,当偏心距为20mm,钢绞线预应力为1k N、2k N所对应的构件承载力分别提高了9.14%、14.60%;当偏心距为40mm时,钢绞线预应力为2k N所对应的构件承载力提高了7.49%,极大地改善了原构件的力学性能。通过建立约束混凝土应力-应变关系,修正受压区等效矩形及界限相对受压区高度,给出了适用于预应力钢绞线加固小偏心钢筋混凝土柱承载力计算公式。

组合T形截面钢管混凝土柱偏心受压试验研究

在分析各种异形钢管混凝土柱工程应用的基础上,提出组合T形截面钢管混凝土柱。考虑长细比、偏心距等参数的影响,设计制作18个组合T形钢管混凝土柱试件。通过偏心受压试验,对长细比16.0<λ≤28.8的组合T形钢管混凝土柱压弯性能进行研究,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-应变曲线和荷载-柱中挠度曲线,分析各参数对试件偏心受压力学性能的影响。通过试验数据回归分析,参考国内外相关规范,提出组合T形截面钢管混凝土柱偏心受压承载力计算公式。试验结果表明:偏心受压柱均为弯曲失稳破坏,长细比越大,弯曲破坏特征越明显;偏心距越大,试件极限承载力越低。研究表明,组合T形钢管混凝土柱的两个组成部分能很好地协同工作,力学性能较好;所提出的承载力计算公式可供工程设计参考。

WZ夹芯剪力墙板偏心受压的试验研究

介绍了钢筋网架—混凝土组合结构夹芯墙板平面内偏心受压的试验研究:钢筋网架—混凝土组合结构夹芯墙板偏心受压时裂缝开展情况和构件破坏形态,加载过程中钢筋及混凝土板的应变情况.着重阐述合厚度混凝土墙板模型的建立,并对钢筋网架—混凝土组合结构夹芯墙板偏心受压承载力计算公式进行探讨.

高延性混凝土加固震损混凝土短柱小偏心受压性能试验研究

通过5个高延性混凝土(HDC)加固震损混凝土短柱偏心受压性能试验,研究了HDC对加固震损混凝土短柱的偏压承载能力和变形能力的影响程度。试验结果表明,采用HDC加固震损偏心混凝土短柱,可有效改善小偏心受压构件的脆性破坏,且受压承载能力有明显提高,峰值荷载提高了49%~63%,与峰值荷载对应地位移增大了34%~39%,极限位移提高了21%~63%。同时,震损短柱粗糙的粘结面能够与HDC互相变形协调,在混凝土修复加固方面具有重要意义。在理论分析和试验数据的基础上,总结出HDC约束震损混凝土短柱的承载力本构方程,提出了HDC约束震损混凝土短柱小偏心受压承载力公式,且承载力的计算值与试验值较吻合。

锻造高颈法兰偏心受压承载力特性试验及模拟分析

锻造高颈法兰具有加工效率高、整体性好等优点,是目前1000 kV特高压钢管塔广泛采用的法兰连接形式。本文提出一种适用于钢管塔的内坡外直壁锻造高颈法兰,分别开展Q420高强钢锻造高颈法兰偏心受压试验研究与对应试件的有限元模拟,考察该型法兰节点受力性能、破坏模式以及螺栓的应力分布,重点探讨不同偏心距及法兰板厚度对螺栓拉力的影响,并提出螺栓受力修正系数m的建议计算公式。试验与有限元分析结果表明:连接锻造高颈法兰的主管在偏心距较小时发生局部屈曲失稳,偏心距较大时主管则发生强度破坏;锻造高颈法兰偏心受压时始终处于弹性阶段,且有较高的安全储备;上下法兰板之间存在撬力,锻造高颈法兰的最大螺栓拉力计算可以参考柔性法兰螺栓拉力计算公式。

偏心距对钢管混凝土叠合柱压弯性能的影响

通过设计制作7个钢管混凝土叠合柱试件,进行偏心受压试验,研究钢管混凝土试件从加载到破坏的全过程,考察试件破坏形态,实测各试件的极限承载力和荷载-纵向位移曲线,分析了偏心距对钢管混凝土叠合柱压弯性能的影响。试验结果表明,偏心距越大,钢管混凝土叠合柱的极限承载力越低;根据试件的破坏形态,钢管混凝土叠合柱表现为大偏心受压和小偏心受压两种不同的破坏形态。

方钢管再生混凝土长柱偏心受压承载性能试验研究

为了研究方钢管再生混凝土偏心受压长柱的受力性能,设计了15个试件进行静载试验,考虑了再生粗骨料取代率、长细比和偏心距3个变化参数。通过试验得到了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、截面应变分布情况以及试件的承载力等重要数据,对再生粗骨料取代率、长细比、偏心距等变化参数对方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载性能的影响进行分析,利用国内外相关规程的计算方法对方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载力进行计算,并与试验实测结果对比分析。研究结果表明:方钢管再生混凝土偏心受压长柱的承载力、破坏形态、变形特性、截面应变分布与普通方钢管混凝土偏心受压长柱相似,方钢管再生混凝土偏压长柱同样具有良好的承载力和变形能力,试件的承载力随着长细比和偏心距的增大而减小,而再生粗骨料取代率对其影响不大,根据规程DBJ 13-51—2003得到的方钢管再生混凝土长柱承载力的计算结果与试验结果吻合较好。研究结果可为方钢管再生混凝土的进一步研究和推广应用提供参考。

钢管混凝土叠合柱偏心受压性能试验研究

对长细比为4.67的13个钢管混凝土叠合柱试件进行偏心受压试验,测试柱承载至破坏全过程中核心钢管、管内混凝土、管外混凝土以及管外纵筋的应力、应变分布规律,研究试件的承载机理和破坏特征,同时结合截面非线性数值分析,研究柱正截面承载力随偏心距、钢管位置系数、纵筋配筋率等参数变化的规律。结果表明:偏心受压钢管混凝土叠合短柱正截面的受力过程与钢筋混凝土短柱基本相似,破坏类型分为大偏心受压破坏,小偏心受压破坏和界限破坏3种,以受拉钢筋屈服,同时受压边缘混凝土达到极限压应变为界限破坏准则,其N-M相关曲线为二次抛物线;叠合柱横截面应变符合平截面分布,不论偏心距大小,受压钢筋屈服总是先于受压区混凝土压碎;叠合柱承载力随钢管位置系数的增大而增加,但增幅不大,故在保证叠合柱含钢率不变条件下,可以梁柱节点施工便利为主选择钢管直径;对于钢管混凝土叠合柱可参照钢筋混凝土结构采用截面极限平衡理论推导叠合柱的偏压承载力计算公式。

CFRP加固冷弯薄壁槽钢短柱偏心受压承载力试验研究

为了研究CFRP加固冷弯薄壁槽钢短柱的稳定承载能力,对腹板和翼缘均粘贴CFRP的试件进行了偏心受压加载试验。7根试件长度均为750 mm,其中1根为未加固的初始试件,其余6根在试件内侧和外侧同时粘贴50 mm宽CFRP,间距分别为50、100 mm和150 mm三种,粘贴CFRP为1层和2层。试验结果表明:粘贴2层CFRP且间距为50 mm和100 mm的短柱局部屈曲迟滞于整体失稳,其余短柱均先发生局部屈曲,且所有加固短柱的局部屈曲荷载和承载力均有不同程度的提高。CFRP间距与短柱腹板高度的比值小于1时,加固效果较理想,且2层CFRP的加固效果好于1层的。当间距为50 mm,层数为2层时,偏心受压稳定承载力提高幅度最大,为12.1%。最后,采用ANSYS有限元分析软件数值模拟构件的偏心受压性能,对比了试验数据和数值模拟结果,二者吻合较好。通过粘贴CFRP,可以迟滞薄壁压弯短柱的局部屈曲,当CFRP层数相同时,CFRP的间距越小,加固后其稳定承载能力提高越大。

钢筋钢纤维混凝土衬砌管片偏心受压模型试验研究

钢纤维混凝土用于衬砌管片可以提高衬砌结构的可靠性。将钢筋钢纤维混凝土衬砌管片替代钢筋混凝土衬砌管片,对其偏心受压破坏模式及破坏机理进行研究。结果表明:混凝土强度等级为C50、HRB400级钢筋对称配筋、主筋配筋形式为8■12、钢纤维掺量为30 kg/m^3的贝卡尔特B80-4D型钢筋钢纤维混凝土衬砌管片比相同条件下主筋配筋形式为8■20的钢筋混凝土衬砌管片具有更高的承载力及更好的抗裂性;与欧洲规范相比,承载能力极限状态下增加30%的安全储备;正常使用极限状态下裂缝宽度为0.2 mm及0.3 mm,增加的安全储备分别为28.0%及53.5%;采用能量理论得到钢筋钢纤维混凝土衬砌管片破坏吸收能量与围岩释放能量的关系,求得衬砌管片最小设计厚度,所得结果可为钢筋钢纤维混凝土衬砌管片的设计及应用提供参考。

高温作用后不等肢L形截面型钢混凝土柱偏心受压性能试验研究

对8根不等肢L形截面型钢混凝土柱进行高温作用后的受力性能试验研究,1根未受火柱作为对比试件。柱配钢形式为桁架式配钢,试验中考虑加载角与加载偏心距的影响。通过试验,获得试件破坏形态以及承载力、截面平均应变分布、荷载-滑移曲线和截面变形特性。研究结果表明：柱肢内侧两面受火1 h的不等肢L形截面型钢混凝土柱仍然具有较高的竖向承载能力;空腹式配钢与合理的腹杆布置能够保证型钢与混凝土的协同工作,应变平截面假定仍然适用;不等肢L形截面型钢混凝土柱长肢方向的截面弯曲刚度较短肢的大,加载角0°时的刚度大于加载角45°时的刚度。

钢-竹组合工字形柱偏心受压性能试验研究

为研究钢-竹组合构件偏心受压时的受力性能,设计制作了36根钢-竹组合工字形柱并进行偏心受压试验。以偏心距、长细比、有无螺钉连接为主要参数,分析不同参数对组合柱破坏形态、承载能力、侧向挠度等的影响。依据采用偏心距增大系数的极限平衡法和引入参数影响系数的统一理论法推导了两种偏压承载力理论计算式。结果表明:钢-竹组合柱受力性能优良,组合效应突出,破坏形态具有一定规律性;偏心距较小时由底部牛腿区域出现竹材劈裂后向中部扩展而破坏;偏心距及长细比较大时由受压侧中部竹板劈裂鼓起后向两端延伸而破坏;偏心距对试件承载力和侧向挠度均有较大影响;有无螺钉对试件承载力无明显影响,布置螺钉减小了侧向挠度;在设计参数范围内,承载力受长细比影响不显著,随长细比增加呈缓慢降低趋势;承载力计算值与试验值吻合良好,误差均在10%以内。

碳纤维增强复合材料筋活性粉末混凝土中长柱小偏心受压受力性能试验研究

为探究碳纤维增强复材(CFRP)配筋活性粉末混凝土(RPC)中长柱的偏心受压受力性能,对其进行了偏心受压静载试验,得到了CFRP配筋RPC柱的破坏形态、极限承载力、荷载-变形关系曲线以及CFRP筋与混凝土的荷载-应变分布曲线。试验结果表明:CFRP配筋RPC柱有较高的承载能力;试件因混凝土压碎而破坏;试件的侧向挠度沿柱高的分布接近正弦分布。

中空夹层薄壁钢管混凝土柱偏心受压性能研究

为考察偏心距和长细比对采用带纵向加劲肋的薄壁外管中空夹层钢管混凝土柱受力性能的影响,进行5个方套圆中空夹层薄壁钢管混凝土长柱的偏压试验。试验结果表明：构件的极限荷载随着偏心距和长细比的增大而下降;该类构件的延性低于传统中空夹层钢管混凝土柱。针对试验模型,对中空夹层薄壁钢管混凝土偏压柱进行了有限元模拟,有限元计算结果和试验结果吻合较好。基于有限元模型开展了机理分析和参数分析,结果表明：外部薄壁钢管的约束主要集中在横截面角部很小的范围,核心混凝土承担了大部分荷载;混凝土强度、钢材屈服强度、径厚比、径宽比、长细比直接影响轴力-弯矩相关曲线的形状。基于研究成果,提出了中空夹层薄壁钢管混凝土柱偏心受压时承载力的简化计算式,供工程实际参考。

置换系数对钢管混凝土叠合柱压弯性能的影响

设计了4个除置换系数外其他参数均一致的钢管混凝土叠合柱试件,通过偏心受压试验,研究试件从加载到混凝土压碎的全过程,并记录分析了其破坏现状,结合测得的各试件极限承载力,分析了置换系数对钢管混凝土叠合柱在偏心荷载作用下的压弯性能的影响,试验结果表明,置换系数可提高构件承载力,但提高幅度不大。

受火后加固钢筋混凝土偏压格构柱受力性能试验研究

为研究受火后加固钢筋混凝土格构柱的受力性能,通过5根钢筋混凝土格构柱的偏心受压试验,分析了受火时间和填实加固对钢筋混凝土格构柱的破坏形态和承载力的影响。基于条带法提出了受火后未加固及受火后加固修复格构柱的受压承载力计算方法。结果表明:未受火对比格构柱和受火后未加固格构柱均发生柱肢混凝土压溃破坏,受火后填实加固格构柱发生小偏心受压破坏。ISO 834等效受火60 min和90 min格构柱受压承载力分别较对比未受火格构柱降低41.2%和63.8%;ISO 834等效受火60 min和90 min后采用混凝土填实加固格构柱的受压承载力较未受火对比格构柱分别提高73.8%和66.6%。与未受火格构柱相比,受火后未加固格构柱的初始刚度明显下降,而受火后填实加固格构柱的初始刚度显著提高。未受火格构柱和受火后未加固格构柱柱中横梁的横截面应变不符合平截面假定,而单个柱肢横截面应变基本相同,可近似认为单个柱肢轴心受力。基于条带法计算受火后未加固及受火后加固修复格构柱的受压承载力与试验结果的相对误差为-14.8%~12.7%,符合工程计算的精度要求。

碳纤维编织网增强ECC加固钢管混凝土短柱压弯承载力计算方法

为克服外贴FRP加固技术界面黏结耐久性差等缺点,提出碳纤维编织网增强ECC加固钢管混凝土技术,对已有的28根碳纤维编织网增强ECC加固钢管混凝土短柱(简称“加固柱”)和3根普通钢管混凝土短柱偏心受压试验结果进行分析,结果表明,未加固柱与加固柱破坏时均发生明显的弯曲变形,加固柱弯曲内侧碳纤维编织网断裂,加固层与内部钢管混凝土具备良好的协同工作性。在已有试验结果的基础上,考虑碳纤维编织网增强ECC加固层对原钢管混凝土柱中核心混凝土的额外约束作用,将加固柱轴力-弯矩曲线简化为四特征点模型,通过分析各特征点对应加固柱的应变与应力状态,计算对应的特征荷载及特征弯矩,建立加固柱轴力-弯矩相关曲线,计算结果具有一定安全储备。基于计算结果,引入考虑偏心率影响的偏心受压承载力折减系数,提出加固柱偏压承载力简化计算公式,计算值与试验值比值的均值为0.936。简化计算式形式简单方便,且计算误差较小,可为工程应用提供参考。

圆锥形中空夹层钢管混凝土偏压构件受力性能研究

将圆锥形中空夹层钢管混凝土用于风电塔筒或输电塔架时,为满足在塔筒内设置设备等需求而将该类构件空心部分加大。为研究该类构件的偏压受力性能,进行了12个大空心率下的圆锥形中空夹层钢管混凝土偏心受压构件的试验研究,主要试验参数为荷载偏心率和长细比。利用ABAQUS软件建立有限元分析模型,对圆锥形中空夹层钢管混凝土偏心受压构件的典型破坏模态和荷载-变形关系曲线进行模拟,所得计算结果与试验结果基本吻合。通过典型算例分析了受力过程中钢管和混凝土各自所承担的荷载和纵向应力分布情况,同时分析了内、外钢管与混凝土之间相互作用力的变化情况。结果表明:偏心率和长细比对圆锥形中空夹层钢管混凝土偏心受压构件承载力及刚度有显著影响;该类构件力学行为与等截面圆中空夹层钢管混凝土偏心受压构件类似,锥度的存在使破坏位置从等截面柱的中部上移到锥形柱的3/4柱高处(柱顶处),因此在设计大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土偏压(压弯)构件时应考虑柱头处加强。同时,对该类构件压弯承载力计算方法给出了建议。