矩形截面钢管混凝土结构的特点及其研究现状

介绍了矩形截面钢管混凝土结构的特点和研究现状 。

思政元素融入混凝土结构课程的教学设计--以单筋矩形截面梁承载力设计为例

土木工程专业的课程思政设计是实现专业课程与思政课同步前行的重要举措,也是培养社会主义合格建设者和可靠接班人的重要途径。混凝土结构系列课程在土木工程专业课程体系中占据重要的地位,因此,在对课程教学背景和学情分析的基础上,以单筋矩形截面梁承载力设计知识单元为例,基于OBE理念,将思政元素融入教学设计,从课程目标、课程内容、教学过程设计、教学方法设计及教学实施方面,探讨如何合理、科学地将思政元素引入课程教学设计的各个环节,不仅解决专业教育和思政教育“两张皮”问题,且对学生的自主学习能力和学习热情起到积极的促进作用,另外对其他专业课具有引领和示范作用。

单面受火的矩形钢管混凝土柱截面温度场分析

运用有限元分析软件ANSYS建立了单面火灾作用下矩形钢管混凝土柱截面温度场计算模型,并将计算结果与以往试验结果进行对比,理论分析结果与试验结果吻合良好.在此基础上,对单面火灾和四面火灾作用下矩形钢管混凝土柱截面温度分布形式进行了对比分析,分析表明,单面火灾作用下,矩形钢管混凝土柱截面温度整体较低,材料损伤程度较轻,因而有利于提高构件的抗火性能.但截面温度分布呈单轴对称,产生初始挠度与附加偏心距,明显区别于四面火灾作用下构件的耐火性能.在工程常用范围内,分析了升温时间、含钢率、截面宽度、高宽比、保护层种类及厚度等参数对矩形钢管混凝土截面温度场的影响规律.结果表明:升温时间、截面宽度、保护层种类及厚度对矩形钢管混凝土温度场影响较大.温度场研究结果为单面火灾作用下矩形钢管混凝土柱耐火性能分析和抗火设计提供了理论基础.

底部加强型矩形截面钢管混凝土叠合柱抗震性能研究

提出了一种底部加强型矩形截面钢管混凝土叠合柱,采取在柱底部区域钢管周边贴焊钢板的构造措施,以提高其抗震耗能能力。进行了3个不同构造尺寸的矩形截面钢管混凝土叠合柱模型的水平低周反复荷载试验。模型的原型为北京平西府地铁超大平台结构的一种组合柱,模型按1/5缩尺。试件1为普通矩形截面钢管混凝土叠合柱试件,试件2为在试件1的底部钢管受弯应力较大的管壁外侧贴焊钢板的试件,试件3为在试件1的底部钢管四周外侧贴焊钢板的试件。分析了各试件的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回耗能特性和破坏特征。提出了底部加强型矩形截面钢管混凝土叠合柱正截面及斜截面承载力计算公式,计算结果与实测符合较好。研究表明:所提出的底部加强型矩形截面钢管混凝土叠合柱与普通矩形截面钢管混凝土叠合柱相比,承载力、延性和抗震耗能能力显著提高。

截面长宽比对矩形钢管高强混凝土力学性能的影响

采用数值分析方法分析了矩形钢管高强混凝土轴压短柱、偏压短柱、轴压长柱、偏压长柱及受弯构件的力学性能,理论分析结果和试验结果进行了对比,两者吻合较好。在此基础上利用数值分析程序,通过大量算例的计算,分析了截面长宽比对矩形钢管混凝土轴压、偏压构件及受弯构件力学性能的影响.研究结果表明：截面长宽比在1.0~1.6内变化时对矩形钢管混凝土轴压构件承载力的影响很小,对构件纵向应力-应变关系曲线的下降段有较显著影响;当长细比相同时,截面长宽比对压弯构件相关曲线的影响也较小;矩形钢管混凝土绕强轴的抗弯承载力和刚度随着截面长宽比的增加而增大,绕弱轴的变化规律正好相反.

超高性能钢管混凝土桥梁结构研究

为推动超高性能矩形钢管混凝土组合结构应用并促进桥梁结构轻型化、装配化技术发展,依托沪武高速某跨线桥工程,对中等跨径下承式超高性能钢管混凝土桥梁进行设计研究。提出采用超高性能钢管混凝土组合结构作为桥梁主要承重构件,其高承载力、高耐久性、施工便捷、装配化程度高等优良性能,满足目前对桥梁建设轻型化、薄壁化的发展需求。结合工程建设条件,提出3种主要构件以承受轴向力为主的桥型方案,分别为组合桁梁桥、系杆拱桥以及斜拉板桥,创新性地采用CFRP吊杆、CFRP预应力筋及冷弯卷边U型横梁与UHPC组合桥面板结构,并通过有限元模型对各设计结构进行强度、刚度、稳定性及动力特性分析,得到各验算结果均满足规范要求,并针对各桥型进行技术经济性分析,为中等跨径跨线桥梁的设计及UHPC、CFRP等新材料的应用提供参考。分析结果表明:简支组合桁梁动力特性较好,刚度、稳定性适中;连续组合桁梁构件强度较均衡,材料利用率相对高,但竖向刚度相对较小;系杆拱桥竖向刚度相对较大,但横向稳定性相对差;斜拉板桥竖向刚度相对大,横向稳定性相对好。在相同条件下,简支桁梁、系杆拱桥、连续桁梁、斜拉板桥的材料造价比值为1∶1.02∶0.97∶1.83,连续组合桁梁的经济性最优,而斜拉板桥相对差。组合桁梁桥施工性能更优,而系杆拱桥与斜拉板桥景观效果更为突出。

铁路钢管混凝土拱桥结构分析及截面拟定——浅谈西安安康线庙沟大桥设计思路

西安安康铁路庙沟大桥主桥为主跨７６ ｍ 的下承式钢管混凝土拱桥，介绍了该桥的构造、拱型、结构分析、截面拟定等主要设计思想。

超大截面矩形钢管混凝土柱钢-混凝土共同工作合理构造措施

为保证超大截面矩形钢管混凝土柱中钢管和混凝土的共同工作性能,提出节点内直接设置分配梁的构造,并对荷载作用于管壁的超大截面矩形钢管混凝土柱1∶5缩尺模型进行轴压承载力试验研究。结果表明:钢管内未设置任何构造措施的矩形钢管混凝土柱,其轴压承载力与空钢管全截面屈服时的轴压承载力接近,核心混凝土承担轴向荷载的比例较小,其主要作用是防止管壁内凹屈曲,钢管与混凝土之间的共同工作性能较差;设置分配梁的矩形钢管混凝土柱中,核心混凝土较好地发挥了自身的轴压承载能力,有效改善了钢管和混凝土之间的共同工作性能;采用分配梁加内环板构造的矩形钢管混凝土柱中,钢管和核心混凝土的轴向变形基本满足平截面假定,二者的共同工作性能得到很大程度的提高。

矩形钢管混凝土结构在高层建筑中的应用研究

阐述了矩形钢管混凝土结构的工作机理,探讨了矩形钢管混凝土结构应用于高层建筑中的特点,提出了在设计和施工中应注意的主要问题,以供借鉴推广应用.

铁路客站矩形截面钢管桁架典型节点结构加强措施研究

针对铁路客站大跨度矩形截面钢管桁架典型的无加强矩管节点、内加劲板节点和外加强套管节点模式进行数值模拟分析和缩尺模型试验研究。通过节点数值模拟分析及模型试验,对模拟分析结果与试验结果进行对比分析,得出外加强套管节点的强化方式具有更好的综合受力性能,其构造方式施工方便,质量容易控制等结论;提出对矩形截面钢管桁架节点加强时,采用外加强套管节点方式等建议。

矩形钢管混凝土构件组合截面水化热温度分布探讨

采用实体有限元分析软件MIDAS FEA对某矩形钢管混凝土组合构件的截面建立有限元分析模型。探讨了由于内填混凝土水化热引起的钢管与混凝土组合截面的温度分布规律,对此类问题在今后的矩形钢管混凝土组合构件的工程应用中提供参考。

矩形钢管混凝土结构在高层建筑中的应用

介绍了矩形钢管混凝土结构的特点、工作性能,探讨了将矩形钢管混凝土结构应用于高层建筑中的框架柱中的优势。提出了在设计和施工中应注意的主要问题,以供借鉴推广应用。

《矩形钢管混凝土结构技术规程》的应用

本文对新发布的《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS159:2004的编制过程、编制原则、适用范围、主要内容和执行中应注意的问题作了介绍。

方钢管束混凝土异形组合截面住宅结构体系的研究

居住建筑量大面广,与人们生活密切相关.在住宅建筑中,采用方钢管束混凝土异形组合截面住宅结构体系,对住宅建筑工业化建设具有十分重要的意义.为了探索方钢管束混凝土异形组合截面住宅结构体系在住宅建筑中的应用,比较了方钢管混凝土住宅结构体系的优势,分析了方钢管混凝土结构受力特点和抗震性能,提出了方钢管束混凝土异形组合截面住宅结构体系,并对此类组合截面类型、计算方法及构造要求进行了阐述.

石化压缩机厂房矩形钢管混凝土柱刚度计算对比分析

利用Midas软件建模,对比计算了矩形钢管混凝土、混凝土和H型钢3种不同截面类型柱工业厂房的侧向位移,结果显示钢管混凝土柱刚度提高优势明显。钢管混凝土是1种组合材料,基于目前组合材料刚度的叠加折减理论,列举了国内外规范换算刚度的计算公式,相关规范将混凝土和钢管的线性叠加折减得到钢管混凝土组合截面刚度刚度,混凝土刚度的折减考虑混凝土开裂。为了研究钢-砼组合构件界面间相互作用的影响,通过Abaqus软件对钢管混凝土柱中钢-砼组合构件的相互作用建模并进行有限元分析,对比了钢管混凝土柱在受压,受弯等不同的工况下应力应变状态,分析了钢管混凝土容易破坏的部位,为计算和设计提供了依据。

矩形截面钢管混凝土柱框架节点域承载力分析

简单介绍了有限元理论分析中的几个问题,用Ansys软件计算了一系列节点模型,得出了节点域的抗剪、抗弯承载力及各参数对节点域承载力的影响情况,并用试验结果和计算公式验证了有限元计算结果．根据计算及结果分析,对实际工程中节点域设计提出了一些建议．

截面长宽比对矩形钢管高强混凝土轴压构件的影响

基于21根轴压短柱和6根轴压中长柱的实验结果,分析了截面长宽比在1.0～1.6的范围内变化时对构件力学性能的影响.从实验结果中可以看出,截面长宽比对轴压构件极限承载力和弹性阶段刚度的影响很小,可以忽略不计.轴压短柱的实验结果表明,含钢率较高时,在达到极限承载力之前,矩形截面长边的纵向应力-应变关系曲线及纵向应力-横向应变关系曲线与短边的基本重合,截面长宽比越大构件的延性越差;含钢率较小时,构件在达到极限承载力之前就表现出剪切形破坏的趋势,截面长宽比越大越容易发生局部失稳现象.截面长宽比对轴压构件荷载,跨中挠度曲线和相对跨中挠度的影响不大.

L形截面钢管混凝土异形柱框架结构推覆分析

利用ADINA有限元软件建立了两层两跨一榀框架结构模型,通过弯矩-曲率曲线来描述梁柱截面和材料的性质。利用软件对结构模型进行静力推覆分析从而研究其抗震性能,计算结果表明:与矩形截面柱框架相比,L形钢管混凝土异形柱框架的承载力有非常明显的提高,约提高50%;提高混凝土强度对提高承载力的效果不明显;提高钢材强度有利于承载力的提高;增加钢管面积对改善承载能力有非常明显的效果;增加肢宽对提高结构的承载力有限;肢长增加时框架的承载力有比较明显的提高;弹性计算结果显示软件的模拟符合程度较好。

矩形截面钢管柱内高抛自密实混凝土的施工

大型工业厂房及公共建筑中矩形截面钢管柱的应用日益增多,柱内填充混凝土采用高抛法施工技术,可避免顶升法施工易导致柱截面变形的弊端。以中国电子·彩虹光电第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)项目为例,论述了高抛自密实混凝土施工工艺原理、工艺特点、工艺流程、操作要点及质量控制要求等,供同类工程借鉴。

全过程火灾下矩形截面钢管混凝土叠合柱温度场数值研究

由于钢管混凝土叠合柱(ST-RC)具有良好的抗震性能和耐火性能,本文对矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾全过程(包括升温、降温阶段)下的热学性能进行了数值研究。利用Abaqus有限元分析软件建立矩形截面钢管混凝土叠合柱的热学分析模型,结合相关试验数据对模型的准确性进行验证,并对标准火灾升温、降温全过程下试件的温度场分布情况进行分析。结果表明:矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾升温下的温度场分布呈现双轴对称形态,外围混凝土厚度较大的长轴方向上构件内部测点的温度相对短轴方向更低;在火灾作用的全过程中,混凝土的温度变化存在滞后现象,使得试件受火表面之间距离越大的区域升温、降温的滞后时间也越长;在降温的最终时刻,截面温度场分布为内高外低形式,与升温结束时刻的温度场分布方式相反;与升温结束时刻相比,火灾后(历史最高温度)的温度场中混凝土材料达到劣化温度的区域面积更大,采用历史最高温状态的温度场进行火灾全过程中叠合柱结构相关力学性能的计算时更安全。