正弦波纹钢骨混凝土梁受弯性能研究

为解决普通钢筋混凝土电力管道的电磁屏蔽问题,提出一种新型正弦波纹钢骨混凝土圆管。将圆管顶部受弯段作为研究对象,设计并制作了12根梁试件,开展了三点受弯加载试验。通过试验得到了梁试件的弯矩-挠度关系和破坏形态,试验结果表明梁受弯承载力与波纹钢骨的波长和波高呈反比,且与波纹钢骨的位置有关。采用ABAQUS建立了考虑波纹钢骨材料力学性能和混凝土损伤的精细数值模型,对波纹钢骨混凝土梁的受弯性能进行模拟,有限元分析得到的梁破坏形态和受弯承载力与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。

正弦波纹钢骨混凝土柱偏压性能研究

为研究波纹钢骨混凝土管的受力性能,将圆管侧壁偏压区域作为研究对象,开展了6根正弦波纹钢骨混凝土柱偏压性能试验,得到了试件失效破坏形态和极限承载力,基于试验结果分析得到偏压柱的承载力与波纹钢骨形心轴与试件中心轴的距离呈正相关。采用混凝土损伤本构模型同时也考虑了波纹钢骨材料非线性,建立了波纹钢骨混凝土柱的数值模型,并将计算得到的偏压试件破坏形态及承载力与试验结果进行对比,对比结果表明两者吻合良好,验证了有限元模型的准确性。

矩形波纹钢骨混凝土梁受力性能研究

普通钢筋混凝土电力管材的电磁屏蔽效果有限,因此提出一种新型矩形波纹钢骨混凝土电磁屏蔽管材。根据管顶和管侧截面处的受力状态设计和制作了4个受弯试件,并开展了四点弯曲加载试验。通过试验得到了梁试件的弯矩-挠度曲线和破坏形态。试验结果表明梁的受弯承载力与波纹钢骨放置位置有关。对于单层矩形波纹钢骨混凝土梁试件(SRCS),其受弯承载力与现有钢筋混凝土梁试件相当,满足《混凝土和钢筋混凝土排水管》(GB/T 11836-2023)的荷载检验标准。对于双层矩形波纹钢骨混凝土梁试件(DRCS),仅满足管侧荷载检验标准,不满足管顶荷载检验标准。采用ABAQUS建立了考虑波纹钢骨材料力学性能和混凝土损伤的精细数值模型,对矩形波纹钢骨混凝土试件的受力性能进行有限元模拟。模拟结果表明试件的破坏形态和承载力与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。试验结果和有限元分析结果表明采用矩形波纹钢骨替代现有钢筋混凝土中外层箍筋的做法可以满足规范承载力的检验标准。