高雷诺数下二维长方形截面柱绕流数值模拟

为了研究高雷诺数下长方形截面柱绕流特性,基于Fluent软件对宽高比分别为2,3,4的二维长方形截面柱绕流开展数值模拟,并考虑角部修正对长方形截面柱的绕流特性的影响.采用Realizable k-ε模型结合标准壁面函数求解长方形截面柱的绕流,研究宽高比分别为2,3,4的长方形截面柱在不同风向角α和不同雷诺数的条件下,阻力系数CD、斯托哈数St的变化规律.研究结果表明:一定雷诺数范围内,方向角为0°时,CD,St随着雷诺数的增加而增加,随后基本保持不变;在相同雷诺数下,宽高比增大,CD减小,St增大;在高雷诺数条件下,随着风向角α的增加,CD出现先减小后增大的现象,而St与之相反.

关于方形截面柱配螺旋箍筋的分析与探讨

本文对方形截面柱配置螺旋箍筋进行受力分析,并对实际应用若干问题进行探讨。

方形截面不锈钢管混凝土短柱轴压性能有限元研究

不锈钢管混凝土(CFSST)结构在工程的应用愈发广泛,但目前对其轴压性能的研究较少。该文利用ABAQUS创建方形不锈钢管混凝土短柱(CFSSST)模型,并利用收集到试验结果对其进行验证。采用已被验证的模型进行参数分析,研究截面宽厚比和混凝土强度对其轴心受压性能的影响,并将参数分析轴压承载力结果与GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》、欧洲规范EN 1994-1-1和美国钢结构规范AISC 360-16中钢管混凝土(CFST)短柱轴压承载力的计算值进行对比,结果表明:规范的计算值偏于保守。最后,基于GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》提出适用于CFSSST短柱轴压承载力的计算公式,收集到的试验结果与计算值吻合良好。

CFRP布约束方形圆弧化柱应力应变关系的研究

CFRP布加固方形柱时不直接加固方形柱,而截面简单处理成圆弧化截面后约束柱能大大改善柱轴压性能。本文对CFRP布约束混凝土方形柱与约束圆弧化柱分别进行了轴压性能实验,分析了其破坏形态与破坏原因;展开了圆弧化柱优于方形柱的原因分析。作为圆弧化处理柱的理论补充,研究了应力-应变关系,其中给出了强、弱约束分界点的判断式以及转折点应力、应变的计算公式;借鉴已有文献典型的应力-应变关系模型,进行了理论数据与实验数据的对比,具有良好的精度。

混凝土方柱截面圆角对碳纤维加固效果的影响

针对钢筋混凝土矩形柱转角处易被撕裂的现象,对方形截面柱圆角的加固效果做了试验,并介绍了加固步骤,分析了试验结果,得出了圆角的适用范围。

方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方柱轴心受压承载力

采用统一强度理论,对方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方柱的轴心受压机理和约束模型进行分析,考虑方钢管材料的特点及对混凝土的约束作用,提出了方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方柱的轴心受压承载力计算公式,将计算公式与文献试验结果进行对比,验证了该理论公式的正确性,并得出统一强度理论参数b、钢管厚度t、参数k等因素对承载力的影响规律。该结果为此类方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方柱轴心受压承载力的计算提供了一定的理论依据。

方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方形截面短柱轴压性能试验研究

提出外套方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方形截面柱的复合加固方法。通过对8根加固柱试件(其中1根为增大截面法加固钢筋混凝土方形截面柱试件、7根为复合加固法加固钢筋混凝土方形截面柱试件)和2根未加固钢筋混凝土方形截面柱试件进行轴心受压试验,研究不同加固方法、钢管壁厚、后浇自密实混凝土强度和加载方式对加固柱力学性能的影响。结果表明:采用外套方钢管自密实混凝土复合加固法能显著提高原柱的承载力和延性;在用钢量基本相同的情况下,复合加固柱试件的承载力和延性均高于增大截面法加固柱试件;随着钢管壁厚的增大,复合加固柱试件的承载力和延性都显著增大;随着后浇混凝土强度的提高,复合加固柱试件的承载力有所增大,但延性显著下降;采用钢管与混凝土全截面受压加载方式的复合加固柱试件的延性和承载力略小于仅混凝土受压加载方式和上端仅混凝土受压、下端全截面受压加载方式的复合加固柱试件。在试验研究的基础上,建立了外套方钢管自密实混凝土复合加固钢筋混凝土方形截面短柱轴压承载力计算式,计算结果与试验结果吻合良好。

预应力碳纤维复材布加固钢筋混凝土方形截面短柱轴压性能试验研究

为了研究预应力碳纤维复材(CFRP)布加固钢筋混凝土方形截面柱的轴心受压力学性能,设计4根钢筋混凝土方形截面柱进行轴心受压试验,包括1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根预应力CFRP布加固的钢筋混凝土柱。通过试验获得了各试件破坏形态、受压极限承载力、轴向位移和CFRP布的应力应变曲线等试验数据,分析不同应力水平的CFRP布对钢筋混凝土方形截面柱加固后力学性能的影响。结果表明:与未加固的普通钢筋混凝土柱相比,采用预应力CFRP布加固试件的轴心受压承载力和延性均有明显的提高,提高幅度随应力水平的提高而增大;而且对CFRP施加预应力能避免纤维布的应力滞后问题,更好地发挥纤维布的高强性能。

劲化方形截面钢管混凝土短柱轴压试验研究

采用劲化方形截面钢管混凝土柱可以有效地提高柱钢管壁的侧向刚度,增强其抵抗局部屈曲的能力和改善对核心混凝土的约束作用。通过普通方形截面钢管混凝土柱和劲化方形截面钢管混凝土短柱的轴压试验,对柱的轴压破坏形态、轴力-变形特征、钢管应变等进行了分析。结果表明:劲化带的设置使钢管壁对核心混凝土的约束作用更趋均匀,改变了钢管的局部屈曲变形状态,明显提高了方形截面钢管混凝土柱的轴压承载力和变形能力。根据劲化方形截面钢管混凝土短柱的受力分析,提出了轴压承载力计算式,计算结果和试验结果吻合良好。

预应力碳纤维布加固混凝土方形截面短柱轴心受压试验

为了研究预应力碳纤维(CFRP)布加固混凝土方形截面短柱轴心受压力学性能,根据配筋率的不同设计了3组共计12根混凝土方形截面短柱,每组包括3根预应力CFRP布加固的混凝土柱和1根普通混凝土柱。通过静载试验获得了各试件受压极限承载力、位移和预应力CFRP布应力增量等试验数据,得到了荷载作用下试件变形曲线及破坏形态,分析了预应力CFRP布应力水平和纵筋配筋率对混凝土方形截面短柱加固后的力学性能的影响。研究结果表明:采用预应力CFRP布约束混凝土柱一方面能够限制混凝土横向变形,使柱中混凝土从加固时刻起即受到环向应力,提高了混凝土极限压应变,从而显著提高柱的极限承载力,承载力提高幅度在60%以上;另一方面,由于受压柱的延性与截面配筋率有关,加固柱配筋率较低时,延性较好;反之则延性较差。

带约束拉杆方形截面钢管混凝土短柱抗震性能试验研究

为研究带约束拉杆方形截面钢管混凝土短柱的抗震性能,进行了2个不带约束拉杆和8个带约束拉杆方形截面钢管混凝土短柱试件的拟静力试验。试件的主要变化参数为轴压比和约束拉杆间距。研究结果表明:钢管板件宽厚比为33.3、构件剪跨比为3的方形截面钢管混凝土短柱的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩;带约束拉杆试件的承载能力、极限变形能力及耗能能力均优于不带约束拉杆试件;轴压比由0.2增加到0.6,试件的极限变形能力降低,但耗能能力有所提高;约束拉杆纵向和水平间距同时从100 mm减小到50 mm,可明显提高试件的承载能力、极限变形能力和刚度,减缓承载力退化和刚度退化,改善柱的抗震性能;减小约束拉杆纵向间距对提高试件耗能能力和承载力有明显作用,减小约束拉杆水平间距对提高极限变形能力有一定的影响。

指数型粗糙面与全埋目标的复合电磁散射研究

采用Monte Carlo方法模拟一维指数型粗糙土壤表面,运用矩量法研究了一维指数型粗糙土壤表面与下方二维导体方形截面柱体的复合电磁散射。通过数值计算得到了复合散射系数随散射角的变化曲线,并将目标尺寸趋于零和目标深度趋于无穷大时的结果与单独粗糙面FDTD结果进行了比对,验证了该算法的正确性。讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、方形截面柱埋藏深度、方形截面边长、方形截面方位角、入射波频率对复合散射系数的影响。结果表明粗糙土壤表面面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、方形截面柱埋藏深度、方形截面边长、方形截面方位角、入射波频率对复合散射系数的影响是比较复杂的。