十字形截面部分包覆蜂窝钢-混凝土组合异形柱轴压性能试验研究

进行了1个主钢件为十字形截面的部分包覆蜂窝钢-混凝土组合异形柱(简称十字形PECCS异形柱)的静力轴压加载试验研究,研究其在轴压力作用下的破坏模式和轴压性能。研究结果表明:试件的破坏模式为整体失稳破坏;构件在整个试验过程中经历了线弹性、弹塑性、下降(破坏)三个工作阶段;试件的轴向承载力比按《部分包覆钢-混凝土组合结构技术规程》计算所得的截面承载力低,但高于按照《组合结构设计规范》考虑稳定系数后计算所得到的截面承载力,证明了试验时构件发生整体失稳破坏。

型钢混凝土十字形异形柱正截面承载力计算方法

为研究型钢混凝土十字型异形柱承载力计算方法,根据已完成的低周反复荷载试验及有限元分析,并考虑箍筋约束作用编制截面弯矩-曲率关系计算程序,对试件正截面承载力进行计算,并分析不同参数对型钢混凝土十字异形柱正截面承载力的影响。结果表明:计算结果与试验结果和有限元分析结果吻合较好。随着混凝土强度、配钢率、型钢屈服强度的增大,正截面承载力增大;随着配箍特征值的增大,正截面承载力增大,但增大幅度较小;不同轴压力、荷载角对正截面承载力的影响规律不同。型钢混凝土十字型异形柱与混凝土十字型异形柱相比,正截面承载力有较大提高。分析方法和计算程序有效、稳定、精确,能较为准确地预测型钢混凝土十字型异形柱正截面承载力。

十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力试验

在钢筋混凝土异形柱和异形钢管混凝土柱的基础上,提出了一种异形柱形式———十字形截面方钢管混凝土组合异形柱,通过理论计算和有限元分析得到了异形柱的破坏形态及极限承载力,并采用叠加理论推导了其换算长细比计算公式.通过轴压试验得到了计算模型的荷载位移曲线、单肢挠度曲线以及单肢荷载应变曲线.分析结果可知,叠加理论计算、有限元分析以及轴压试验的结果一致表明异形柱的破坏形态为扭转屈曲,同时3种方法得到的屈服荷载吻合较好,验证了采用叠加理论计算异形柱承载力的可行性.

十字形钢骨混凝土异形柱轴心受压承载力研究

目的设计一种新型实腹式钢骨混凝土异形柱,进一步研究这种新型构件的承载能力,得到钢骨混凝土异形柱轴心受压承载力的计算公式.方法通过对3根十字形钢骨混凝土异形柱和1根钢筋混凝土异形柱的轴心受压承载力的试验研究,对不同含钢骨率及无钢骨构件的承载力进行了对比分析.结果随着含钢骨率的增大,构件的承载力及延性也相应增加;在轴心荷载的作用下,从开始加载到混凝土开裂直至试件达到极限荷载,型钢与混凝土能保持协同工作;提出了十字形钢骨混凝土异形柱轴心受压承载力的计算公式,理论计算值与试验结果吻合较好.结论钢骨混凝土异形柱与普通钢筋混凝土异形柱相比具有更高的承载力和更好的延性.这种新型实腹式钢骨混凝土异形柱可以在工程中推广使用.

型钢混凝土十字形异形柱抗震性能试验及有限元分析

为研究型钢混凝土十字形异形柱的抗震性能,完成4个不同轴压比、配钢率、加载方向试件的低周反复荷载试验。对不同设计参数试件的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、变形能力、耗能能力进行分析。根据试验结果,采用ABAQUS对试件进行有限元分析,分析得到的试件的破坏形态、骨架曲线及承载力与试验结果总体上吻合较好。试验及有限元分析结果表明:型钢混凝土十字形异形柱具有良好的延性、塑性变形能力和耗能能力。与钢筋混凝土十字形异形柱相比,型钢混凝土十字形异形柱承载力高、抗震性能好,可适用于高层建筑以及抗震设防烈度较高地区的建筑中。

十字形钢骨混凝土异形柱双向偏心受压试验

目的研究十字形钢骨混凝土异形柱的破坏机理、受力性能及变形能力.方法通过对6个十字形钢骨混凝土异形柱进行双向偏心受压承载力的试验研究,观察了不同含钢率、不同偏心距异形柱的受力过程和破坏形态;分析了钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下破坏特点,荷载-位移曲线及骨架曲线、承载力、位移延性等力学性能.结果明确了钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下的破坏特征,钢骨混凝土异形柱钢骨翼缘的存在对其内部混凝土起到了约束作用.随着含钢率的增加,构件的承载力及延性相应得到提高.结论钢骨混凝土异形柱具有很高的承载能力和很好的延性,十字形钢骨混凝土异形柱可以在工程中推广使用.

十字形截面钢骨混凝土异形柱单向偏压试验

目的设计一种新型十字形截面钢骨混凝土异型柱,研究其受力性能及破坏机理.方法对3根含钢率不同的十字形截面钢骨混凝土异形短柱和1根无钢骨的十字形截面普通混凝土异形柱进行单向偏压试验.结果十字形截面钢骨混凝土异型柱的承载力要比无钢骨的普通钢筋混凝土异形柱的承载力平均高出54%,随着含钢率的增大,构件的承载力及延性相应增加.结论十字形截面钢骨混凝土异形柱中的钢骨与混凝土能够较好的共同工作直至破坏,这种新型十字形截面钢骨混凝土异型柱为组合结构的发展提供了一种新的结构形式.

十字形截面方钢管混凝土组合异形柱研究

方钢管混凝土组合异形柱是一种新型的异形柱结构形式,十字形截面组合异形柱是其主要柱形之一。推导出采用斜缀条连接的十字形截面组合异形柱的等效长细比简化计算公式,研究了采用叠加理论计算十字形截面方钢管混凝土组合异形柱的可行性,并结合通用有限元程序ANSYS进行验证。

实腹式配钢的型钢混凝土十字形异形柱的抗震性能

为研究实腹式配钢的型钢混凝土(SSRC)十字形异形柱的抗震性能,对4根不同轴压比、配钢率和加载方向的SSRC十字形异形柱进行了低周反复加载试验,记录了试件各阶段的开裂、变形及破坏特点,得到了其荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线,以及刚度退化、强度衰减、位移延性、耗能能力等力学性能.根据试验结果,对比分析了轴压比、配钢率和加载方向对SSRC十字形异形柱抗震性能的影响.结果表明:剪跨比较大时,试件发生弯曲破坏;SSRC十字形异形柱具有良好的延性、塑性变形能力和耗能能力;与空腹式配钢的型钢混凝土十字形异形柱相比,SSRC十字形异形柱抗震性能良好.

轴心受压下十字形钢骨混凝土异形柱延性的研究

作者设计了一种新型实腹式钢骨混凝土异形柱,为进一步研究这种新型构件的受力性能,进行了3根十字形钢骨混凝土异形柱和1根钢筋混凝土异形柱的轴心受压下的静力试验,对不同含钢骨率及无钢骨构件的力学性能进行了对比分析。发现钢骨混凝土异形柱与普通钢筋混凝土异形柱相比具有更高的承载力和更好的延性。这种新型实腹式钢骨混凝土异形柱可以在工程中推广使用。

型钢高性能混凝土十字形异形柱抗震性能试验研究

型钢高性能混凝土(SSRC)异形柱结构是一种新型组合结构。本文对4个不同轴压比、配钢率、加载方向的实腹式型钢高性能混凝土异形柱进行了低周反复加载试验,通过观测试件各阶段开裂变形及破坏形态并分析破坏机理,得到其荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、强度衰减、耗能能力及位移延性。分析位移延性系数,得到影响延性的主要因素。通过试验实施及相关理论计算得到了相关结论,SSRC十字形异形柱试件在剪跨比为3.25时发生弯曲破坏形态,轴压比、配钢率及不同加载方向3个方面对试件抗震性能有不同影响。

不同配钢形式的型钢混凝土十字形异形柱抗震性能的比较研究

对4个不同轴压比、配钢率、加载方向的实腹式型钢混凝土(SSRC)十字形异形柱进行低周反复荷载试验,得到其荷载-位移滞回曲线、位移延性、强度衰减及耗能能力等抗震性能。与空腹式型钢混凝土(LSRC)十字形异形柱的抗震性能进行对比,分析结果表明:实腹式型钢混凝土十字形异形柱滞回曲线饱满,强度衰减幅度较小,耗能能力较高,延性良好。

轴心受压状态下十字形钢骨混凝土异形柱的试验研究

为提高混凝土异形柱的承载力,本文提出一种新型实腹式钢骨混凝土异形柱。为了解这种新型钢骨混凝土异形柱的受力性能及破坏机理,本文通过对3根十字形钢骨混凝土异形柱和1根钢筋混凝土异形柱的轴心受压的试验研究,分析了钢骨混凝土异形柱和普通混凝土异形柱在轴心压力作用下的破坏形态以及试验过程中各种材料的受力状态。试验结果表明在轴心荷载的作用下,从弹性阶段到开裂荷载直至极限荷载,型钢与混凝土能保持协同工作,这种新型构件中各种材料的力学性能均能得到充分发挥,钢骨的存在改善了构件的延性。本文提出的新型实腹式钢骨混凝土异形柱受力性能良好,可以应用于工程。

T型钢-方钢管钢筋混凝土十字形柱抗震性能研究

为研究T型钢-方钢管混凝土异形柱的抗震性能,采用有限元分析软件ABAQUS 2020对已有文献中的试件进行建模计算及验证,在可靠的模型基础上分析改变轴压比和T型钢翼缘厚度后的参数变化。结果表明:所建模型在滞回曲线和破坏形态上具有较高的吻合度,极限承载力和延性误差在10%以内;应力分析表明,受压及受拉区T型钢翼缘首先出现屈服,当接近极限荷载时,纵筋及T型钢腹板出现屈服,最后核心区钢管出现屈服,增大T型钢翼缘是提高抗震性能的有效方式;采用型钢-钢管的配钢形式可以使十字形柱在高轴压比下抗震性能满足规范要求;随着T型钢翼缘的增大,试件的极限承载力和延性逐渐增大,延性最大增幅为14.9%。

十字形钢骨混凝土异形柱偏心受压试验研究

为了研究实腹式钢骨混凝土异形柱在偏心荷载下的破坏机理、受力性能及变形能力。本文通过对12个十字形钢骨混凝土异形柱进行偏心受压承载力的试验研究,观察了含钢率和偏心距不同情况下的试件受力过程和破坏形态,分析了钢骨混凝土异形柱的荷载-位移曲线、承载力、位移延性等力学性能。通过试验,明确了钢骨混凝土异形柱的破坏特征,含钢率对承载力的影响。试验结果表明,含钢率越大,构件的承载力及延性也会相应增加,钢骨混凝土异形柱具有较高的承载能力和较好的延性。

十字形方钢管混凝土组合异形柱压弯性能和可靠度分析

运用ANSYS有限元软件,对单向压弯状态下十字形截面方钢管混凝土组合异形柱进行仿真计算,并在此基础上采用蒙特卡罗法分析结构的可靠度。结果表明,十字形方钢管混凝土组合异形柱具有承载力高、塑性和韧性好的特点;钢管与混凝土能良好地协同工作,提高了混凝土的承载能力。与此同时,ANSYS分析得出柱子高度、截面尺寸等参数对结构最大侧向位移和应力强度的灵敏度影响较大,同时得出结构的可靠度概率。

十字形截面钢-混凝土组合异形柱的抗震性能

为研究十字形截面钢-混凝土组合异形柱的抗震性能,对5个不同轴压比、配钢形式的试件进行低周反复加载试验。研究了滞回曲线、骨架曲线、延性性能、刚度退化、耗能性能等抗震性能,对比分析了轴压比和配钢形式对抗震性能的影响。结果表明,轴压比较大的试件具有更高的承载能力,但延性降低、刚度退化速率加快;与普通钢筋混凝土异形柱相比,在异形柱内配置型钢可改善滞回性能、增强刚度、延性性能、承载能力和耗能性能,减轻破坏程度,从而提高抗震性能。配钢形式为T形钢加方钢管的试件除刚度退化外,其他性能均优于实腹型配钢试件。

十字形异形柱错层节点抗震性能实验研究

在已有普通异形柱节点和矩形柱错层节点试验分析的基础上,本文对4个异形柱错层节点在小轴压比(0.05)下的抗震性能进行了试验研究。着重研究了在反复荷载作用下,节点错层高度、节点剪压比及节点翼缘对错层节点抗震性能的影响;对《天津市大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》(DB29-16-98)中有关异形柱节点承载力公式对‘延性节点’的适用性进行了验证;同时对错层异形柱节点抗剪承载力的计算提出了设计建议。

十字形截面钢管混凝土异形柱正截面承载力全过程分析

根据钢筋混凝土梁理论,给出了十字形截面钢管混凝土异形柱正截面承载力的计算方法。根据平截面假定建立了十字形钢管混凝土异形柱截面弯矩-曲率关系计算公式,并利用MATLAB语言编制了求解程序,通过得到的加载-破坏全过程弯矩-曲率关系分析构件的加载-变形特性。对求得的弯矩-曲率的关系和矩形截面进行比较和分析,同时给出不同混凝土标号、钢材强度、钢管面积下的十字形截面异形柱截面的弯矩-曲率。

基于神经网络的十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力研究

采用有限元法对方钢管混凝土组合异形柱轴压性能进行模拟分析,通过有限元模型的破坏形式和轴压承载力与试验结果对比,验证了有限元程序的可行性。基于有限元分析结果,训练神经网络,通过承载力的对比,二者误差较小,验证了神经网络的可行性和精确性。利用神经网络对十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力影响因素进行参数化分析,结果表明承载力随着钢材强度、混凝土强度、钢管高度、钢管尺寸和钢管厚度的增大而增大。