拉筋钢管混凝土柱轴压力学性能研究

拉筋钢管混凝土短柱较其他组合结构短柱具有更高的承载力及延性。为提出适用性更广的拉筋钢管混凝土短柱轴压极限承载力计算方法,探究拉筋连接模式和等效体积配箍率对拉筋钢管混凝土柱轴压力学性能的影响,利用约束混凝土本构关系,建立焊接和非焊接拉筋钢管混凝土短柱轴压及不同截面形式拉筋钢管混凝土短柱轴压的数值模型。对16根不同截面及拉筋型式钢管混凝土短柱进行轴压试验研究,验证数值模型的准确性及适用性。在此基础上,探究拉筋钢管混凝土约束作用及约束区域,提出适用性更广的拉筋钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式。研究结果表明:基于约束混凝土本构模型的数值分析方法可有效模拟焊接及非焊接型式拉筋钢管混凝土短住轴压受力性能。焊接及非焊接拉筋对钢管与核心混凝土有明显的约束作用,且拉筋对方形截面钢管混凝土短柱轴压承载力的影响大于圆形截面钢管混凝土短柱。相较于方形截面拉筋钢管混凝土短柱,等效配箍率对圆形截面短柱轴压承载力的影响较小。焊接试件拉筋应力较非焊接试件增加早且快,对核心混凝土的约束作用强。另外,所提拉筋钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式对不同截面形式构件均有较好的适用性,计算结果与试验结果吻合良好,精度较高且偏于安全。

带拉筋方中空夹层钢管混凝土轴压短柱受力性能研究

通过带拉筋方中空夹层钢管混凝土轴压短柱受力性能试验,研究了拉筋配箍率对试件承载力、刚度、延性及横向变形系数的影响。采用混凝土三轴受力状态本构模型和钢材本构模型,应用ABAQUS有限元分析软件建立并验证了带拉筋方中空夹层钢管混凝土轴压短柱三维实体有限元模型,有限元计算结果与试验结果吻合良好;在此基础上,分析了拉筋对内外方钢管和混凝土约束作用机理。研究结果表明:拉筋能有效缓解了方钢管的局部屈曲,对短柱承载力、刚度、延性的提高效果明显;拉筋加强了内钢管对混凝土的约束作用,使得内钢管受力更加合理,并且拉筋配箍率越大,约束作用越明显。