足尺拼接式方形高强钢管混凝土柱轴压承载力数值分析

对两种不同的新型拼接式方形高强钢管混凝土足尺柱的轴压承载性能进行了数值模拟,分析了混凝土强度、钢材强度、缀材间距和宽厚比对该类组合柱轴压承载力及荷载–位移曲线的影响规律,研究表明:同种参数影响下两种形式的组合柱荷载–位移曲线及承载力变化规律相似;材料强度和宽厚比对承载力影较为显著,如钢材屈服强度从345 MPa提升至460 MPa时,两种组合柱承载力分别提高了9.13%和9.42%,宽厚比从83.3增大至100时,两类柱子承载力分别降低了5.08%和5.00%;可初步采用GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》计算该类新型柱的轴压承载力。

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。

方形截面钢管混凝土温度场的非线性有限元分析

在合理的确定了火灾情况下钢管混凝土表面温度的基础上，利用有限元法计算方截面钢管混凝土在高温作用下的温度场，计算结果与试验结果吻合良好，并考虑了不同保护层厚度（混凝土和防火涂料）及不同钢管尺寸对方截面钢管混凝土温度场的影响，从而为进一步研究钢管混凝土的耐火极限和高温下的力学性能创造了条件。

方形截面的钢管混凝土超声法检测探讨

结合工程实例,探讨了方形截面钢管混凝土与圆形截面钢管混凝土超声法检测的区别,指出方形截面钢管混凝土超声法检测中应注意的一些问题。

方形截面钢管混凝土延性研究

通过对１２个方形截面钢管混凝土（以下简称为方钢管混凝土）轴向压缩的荷载－变形关系的试验研究，考察了不同套箍系数下方钢管混凝土的延性指标，证明了钢管对核心混凝土约束的有效性。

方形钢管混凝土叠合柱三面受火下力学性能分析

利用有限元软件ABAQUS建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的有限元模型,通过现有相关文献试验数据对有限元分析方法的有效性进行验证后,分析方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的温度场分布、破坏形态、轴向位移-时间关系、内力重分布、应力、应变等力学性能,并对影响构件耐火性能的相关因素进行参数分析。结果表明,方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的横截面温度场分布呈单轴对称形态,荷载比、长细比、柱截面尺寸、外部混凝土抗压强度、截面含钢率是影响构件耐火极限的主要影响因素。基于对各主要参数影响规律的系统分析,提出三面受火下方形钢管混凝土叠合柱耐火极限简化计算公式,为此类构件在该种受火工况下的抗火设计提供参考。

钢管混凝土方形截面轴心受压构件计算分析及程序设计

文章介绍了钢管混凝土方形截面轴心受压构件的计算方法、程序编制等 ,并以计算例题说明计算方法 ,与普通钢筋混凝土结构做了比较。

柱中设缝的方钢管约束型钢混凝土中长柱受压性能研究

钢管约束混凝土柱的钢管通常在柱端设缝以使其不直接承受荷载。该文主要对两种设缝模式的方钢管约束型钢混凝土柱(仅柱两端设缝、柱两端和柱中均设缝)的受力性能进行分析对比。以钢管宽厚比、荷载偏心率为主要变化参数,对柱中设缝的方钢管约束型钢混凝土中长柱进行了受压力学性能试验。分析对比了各组试件的破坏模式、承载能力及钢管应力发展规律,结果表明:设缝模式对试件破坏形态无明显影响,柱中设缝试件的轴压承载力略有提高,而偏压承载力呈降低趋势。采用精细化的有限元模型进行了参数分析,依据试验及有限元结果,提出用于计算构件弯矩增大效应的刚度折减系数公式,进而建立柱中设缝构件偏压作用下的承载力计算方法。

圆形和方形钢管混凝土柱工作性能与经济性比较

从钢管混凝土轴心受压的工作性能出发,较全面地比较了等效截面的承载力和刚度,结果是圆形比方形截面构件的承载力高25%左右,抗弯刚度高约20%.压弯构件的承载力也高不少.从截面组成、梁柱节点构造和施工的分析,可见圆钢管混凝土也优于方钢管混凝土.从构件的抗火性能比较,圆形构件也比方形的可节省防火涂料或防火保护层13%.因此,采用圆钢管混凝土是经济合理的.

双向偏压方钢管混凝土柱三面受火耐火性能有限元分析

目的 研究双向偏压方钢管混凝土柱在三面受火作用下的耐火性能,为该类型结构的工程应用提供理论依据。方法 采用ABAQUS软件建立双向偏压方钢管混凝土柱三面受火的热学分析模型与力学分析模型,分析其受力机理及常见参数对其耐火极限的影响。结果 荷载偏心角、荷载比、长细比、截面边长和偏心率是影响构件耐火极限的主要参数,荷载偏心角越大,荷载比越大,长细比越大,截面边长越小,其耐火极限越小。偏心率在0~0.3区间存在明显的极强中心,其耐火极限最大,可比轴压时提高80%以上。结论 在参数分析范围内,提出的耐火极限简化计算公式与有限元计算结果吻合较好。

非均匀受火的方形钢管混凝土柱试验研究

哈尔滨工业大学的研究人员对非均匀受火的方形截面钢管混凝土柱的耐火性能进行了试验研究。完成了6根方形钢管混凝土柱的耐火性能试验，包括一面和三面受火的情况。研究结果表明，一面和三面受火柱的温度场分布单轴对称，截面内的最低温度靠近未受火面。

方形钢管和钢管混凝土的性能研究

对方钢管和钢管混凝土的局部屈曲进行研究，主要分析不同的深厚比对钢构件的影响。通过对24个深厚比数值为50～125的构件进行试验发现，混凝土的存在会影响已有的屈曲模式，并显著增加钢管混凝土的屈曲承载力。采用ABAQUS软件建立数值模型，并与试验结果进行有效对比。从设计角度来看，当构件深厚比高于50时，计算钢构件对钢管混凝土承载力贡献的同时应包含局部屈曲效应。例如，对深厚比超过120的细长板，其后屈曲效应能明显增加其承载能力，所以在计算钢构件对承载能力的贡献时应考虑这一效应。最后，提出计算包括短粗和细长钢结构复合截面的承载力计算公式，并通过了大量试验结果的验证。

方钢管橡胶混凝土短柱的轴压力学性能试验

为了研究钢管橡胶混凝土柱的轴压力学性能,对8个方钢管橡胶混凝土短柱进行轴压试验;探讨橡胶粉体积取代率和橡胶粉粒径对其力学性能的影响,给出了方钢管橡胶混凝土轴压承载力计算公式.结果表明:随着橡胶粉体积取代率的增加,方钢管橡胶混凝土极限承载力和刚度均有下降的趋势;随着橡胶粉粒径的增大,方钢管橡胶混凝土极限承载力和刚度也有所下降;由本文给出的轴压承载力计算公式所得到的计算结果与试验结果总体上较为吻合,可用来预测方钢管橡胶混凝土的截面强度.

加劲薄壁高强方钢管混凝土短柱的轴压性能

为评价不同加劲措施的效果,对比研究了加劲和未加劲薄壁高强方钢管混凝土短柱的轴压性能。首先,设计并完成了加劲试件和未加劲对比试件的轴压试验,考察了钢管屈服强度和加劲措施类型对试件的破坏形态、荷载-轴向位移(应变)曲线及承载力、组合弹性模量和延性系数等力学指标的影响。结果表明,与未加劲试件相比,加劲措施可以改变试件的破坏进程与钢管的破坏形态,并改善试件的轴压性能,但不存在可以全面提高试件力学指标的加劲措施。然后,基于合理的钢材与核心混凝土本构模型,建立了轴压荷载作用下加劲和未加劲薄壁高强方钢管混凝土短柱的有限元模型,并通过试验验证了模拟结果。最后,利用有限元模型进一步分析了主要参数对加劲薄壁高强方钢管混凝土短柱轴压性能的影响。结果表明,不同加劲组合短柱的荷载-轴向位移曲线不同阶段分界点与力学指标存在差异,带圆孔斜拉钢板肋的加劲措施对提高承载力和延性更为有效,而双排钢板肋加劲措施对提高组合弹性模量更为有效。

FRP约束方钢管混凝土短柱轴压性能研究

通过对8个不同FRP材料(碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维)约束的钢管混凝土方柱的轴压试验研究,揭示此类构件的受力机理与破坏形态,探讨不同FRP约束材料对约束方钢管混凝土的轴向力学性能的影响.试验结果表明,碳纤维约束试件强度和延性提高最为明显.FRP材料的约束强度越大,约束钢管混凝土的轴向承载力越高并且延性越好.在相同约束强度下,玄武岩纤维约束试件的延性优于玻璃纤维约束试件.针对FRP约束钢管混凝土方柱,提出了承载力计算公式.与本试验和其他学者试验结果对比显示,该公式计算结果与试验值吻合良好.

压-扭作用下中空夹层钢管混凝土的破坏机理分析

为了分析中空夹层钢管混凝土在压-扭复合受力下的破坏机理,对24根中空夹层钢管混凝土进行了压-扭静力试验,分析了受力全过程中中截面应变的开展规律及轴力对扭转刚度的影响,并通过扭转变形各阶段中截面横向应变与剪应变的开展,分析了轴力对外钢管约束效应的影响。结果表明:轴压比较大时,扭矩-转角(T-θ)曲线在弹性范围内出现明显的拐点,轴力提高了初始抗扭刚度;圆中空夹层钢管混凝土中截面不同位置处的扭矩-应变(T-ε)曲线重合度较高,相较于方形截面,其对内部结构的约束更均匀;扭矩加载初期,方形截面外钢管角部与中部的环向应变及剪应变相近,加载后期,中部的剪应变大于角部,角部的环向应变大于中部,表明角部出现应力集中,对内部结构的约束效应更明显,同时受力全过程中角部的相互作用力均大于中部。

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。

方钢管混凝土轴压短柱耐火极限有限元分析

从20世纪60年代中期钢管混凝土被我国开始采用至今已近50年,钢管混凝土被广泛应用在高层建筑中,而随着高度的不断增加,火灾发生概率的逐渐加大,高层发生火灾不仅给社会带来经济损失,更会对人民生命财产安全造成巨大的威胁,因此,结构耐火性能的优良对于结构本身的寿命以及人民生命财产的保障具有重要的意义。文章首先利用ABAQUS有限元分析软件建立火灾下钢管混凝土的温度场即力学分析模型,在此基础上分析了截面周长、含钢率、材料强度等参数对构件耐火极限的影响规律,进而得出了影响其耐火极限的主要参数,为工程应用提供一定的参考。

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。

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。