混凝土-型钢组合柱平面外计算长度的确定

以梁柱屈曲理论为依据推导出在无柱间支撑情况下混凝土-型钢组合柱的上段钢柱计算长度系数,并采用通用有限元程序对结果进行了校核。

轴心受压下GFRP管-型钢-混凝土组合柱的尺寸效应

为研究尺寸效应对GSC组合柱力学性能的影响,对24根GSC组合柱试件进行轴心受压实验,通过荷载-应变曲线,分析尺寸效应对GSC组合柱轴心受压下力学性能的影响规律。结果表明:随着构件尺寸的增大,极限承载力和延性逐渐降低,且在构件尺寸较小时,削弱程度较高,尺寸较大时,削弱程度则相对比较低;提高混凝土强度等级,会使尺寸效应减弱。该研究为GSC组合柱的实际应用提供了依据。

轴压纤维增强复合材料-型钢-混凝土组合短柱的力学性能

为了研究纤维增强复合材料(FRP)管壁厚度和试件尺寸对FRP-型钢-混凝土组合短柱力学性能的影响,对2根FRP-型钢-混凝土组合短柱进行轴心受压实验;利用有限元软件建立数值模型,对10根模拟试件进行分析,绘制试件在静力荷载作用下的荷载-应变曲线,分析FRP管壁厚度及试件尺寸对FRP-型钢-混凝土短柱轴心受压下力学性能的影响规律。结果表明:在试件尺寸相同的情况下,FRP管壁厚度越大,试件的承载能力越强,延性越好;随着试件尺寸的增大,试件极限应力增大的幅度减小,导致试件的延性劣化。

混凝土强度对GFRP-型钢-混凝土组合柱尺寸效应的影响

运用静力试验方法考察4根GFRP-型钢-混凝土组合柱在C30和C40混凝土强度下的受压能力,验证Ansys软件所建模型的正确性.建立2种混凝土强度的有限元模型,对10个构件进行有限元分析.结果表明:混凝土强度对试件的尺寸效应存在影响,在试件尺寸相同的情况下,混凝土强度越高,结构的承载力越强,而延性越差;在混凝土强度较低的情况下,混凝土强度对结构的尺寸效应影响更为显著.

考虑含钢率影响的核心型钢-混凝土组合柱受压计算分析

为了研究受不同含钢率影响的核心型钢-混凝土组合柱受压性能及其设计计算,以核心型钢-混凝土组合柱为研究对象,基于有限元与理论分析相结合的方法,利用ABAQUS建立组合柱的三维实体有限元模型,探讨了不同含钢率对外包混凝土柱和内嵌型钢柱的破坏特征与组合柱极限承载力的影响,提出了型钢承载占比的计算公式,在此基础上对现有理论公式进行了修正,用于分析不同含钢率下的组合柱极限承载力。结果表明:通过理论公式计算得到的组合柱极限承载力与有限元计算结果能较好地吻合,进一步验证了有限元模型的合理性;含钢率增大,可有效改善混凝土柱的局部破坏,减小应力集中现象,同时对内嵌型钢柱的受力起到有效保护作用,可延缓型钢柱的过早屈服,避免局部屈曲现象发生;此外,型钢承载比随着含钢率增大而提高,两者成正相关;在现有钢筋混凝土柱极限承载力理论公式的基础上考虑型钢承载比的影响,可更为准确地计算不同含钢率的组合柱极限承载力。研究成果可为型钢-混凝土组合构件的设计计算及相关规范的制定提供参考。

增强约束拼合式轻型钢-混凝土组合柱抗火性能试验研究

针对目前低层冷弯薄壁型钢房屋抗火性能较弱的特点,提出了一种应用于冷弯薄壁型钢承重结构体系的增强约束拼合式轻型钢-混凝土组合柱(以下简称“增强约束组合柱”)。通过对4个增强约束组合柱进行标准升温条件下的耐火性能试验,得到各组合柱的轴向位移、侧向位移、测点温度、耐火极限及破坏模式。建立了增强约束组合柱抗火分析模型,采用试验数据对模型进行了验证,进而对影响增强约束组合柱耐火性能的因素进行参数分析。结果表明:荷载比对增强约束组合柱耐火极限影响较大,荷载比越小,耐火极限越大,当荷载比取0.3~0.7时,组合柱耐火极限范围为30~105 min;具有增强约束作用的内置钢筋笼对提高组合柱耐火极限也有显著效果,增幅为69%;组合柱耐火极限随其截面尺寸增大而提高,随着铆钉间距增大而降低;对于采用铆钉的拼合截面,建议铆钉间距不宜大于100 mm。

双向加载路径下型钢-混凝土组合柱抗震性能试验研究

通过8根型钢-混凝土组合柱在低周往复荷载作用下的加载试验,研究配钢形式、加载路径对该类组合柱破坏过程、滞回性能、刚度退化、延性性能及累积耗能的影响,分析纵筋及型钢的应变发展。结果表明：在相同含钢率下,配置方钢管的型钢混凝土柱的变形能力比十字形截面型钢的型钢混凝土柱的大,破坏位移角增大了约24%;加载路径对组合柱滞回特性影响显著,在非对称路径加载下,滞回特性亦表现出明显的非对称性;与单向循环加载组合柱相比,双向循环加载组合柱的峰值荷载小、刚度退化快、屈服位移小、延性差、破坏位移角小,但其累积滞回耗能明显大于单向循环加载时的情况;纵筋屈服发生在峰值荷载前,而型钢一般在达到峰值荷载时才屈服;在位移加载后期,双向循环加载组合柱纵筋及型钢应变增长明显较单向加载组合柱的快。因此,双向加载路径对型钢-混凝土组合柱承载能力、变形性能及累积耗能等抗震性能的影响显著,在设计时应予以考虑。