预应力薄壁圆钢管约束混凝土短柱轴压性能初探

为提高薄壁钢管混凝土柱轴心受压性能,提出了预应力薄壁圆钢管约束混凝土柱,即采用对拉螺栓对薄壁圆钢管施加环向预应力,形成对内部混凝土初始约束围压,以提高内部混凝土的轴心抗压强度及承载力性能。为探究其轴向受压性能提升效果,进行了预应力薄壁圆钢管约束混凝土短柱轴心受压试验;并采用ABAQUS有限元计算软件建立了相应的非线性有限元数值模型,基于试验所获得荷载-位移数据,验证了模型的可靠性。在合理可靠试验模型的基础上,进行了不同预应力度(k=0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)和不同钢管厚度(t=1.5mm、2.0mm、2.5mm和3.0mm)情况下的轴心受压性能影响分析。结果表明:采用对拉螺栓对薄壁圆钢管混凝土柱施加环向预应力,可有效提高其轴心抗压强度、刚度和延性;在合适预应力范围内,预应力度(k=0~0.4)越大,预应力薄壁钢约束混凝土短柱轴心受压性能提升越明显;但较大的预应力度(k=0.5)会让构件在达到峰值荷载后,其承载力降低较为明显,从而使构件延性降低;当预应力度k不变,构件的轴心受压性能随钢管厚度t的增大而增大。

薄壁圆钢管混凝土短柱的轴压试验

通过 8根圆形薄壁钢管混凝土轴压短柱试验 ,研究了不同径厚比、混凝土强度等级、含钢率等参数 ,对薄壁圆钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响。试验表明 ,由于有内填混凝土的支撑作用 ,钢管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高。与常规壁厚的钢管混凝土轴压短柱相比较 。

薄壁圆钢管混凝土轴压短柱的极限承载力

针对8根内填两种不同强度混凝土的薄壁钢管混凝土轴压短柱进行试验,通过试验数据的回归分析,提出了薄壁钢管混凝土轴压短柱的极限抗压承载力的实用计算公式,探讨了短柱的径厚比、混凝土强度等级、含钢率等因素对其受力性能的影响。

配筋薄壁圆钢管混凝土短柱轴压极限承载力解析解

为了研究配筋薄壁圆钢管混凝土短柱在轴压荷载作用下的力学性能,采用统一强度理论和薄壁圆筒理论,考虑中间主应力效应、材料SD效应(材料拉压强度异性)及箍筋有效约束面积的影响,推导了配筋薄壁圆钢管混凝土短柱的轴压极限承载力公式。通过算例计算并与其他承载力公式对比分析,验证了本文所推公式的正确性,研究了中间主应力、径厚比和材料拉压比对构件轴压极限承载力的影响。研究结果表明,本文建立的计算公式具有较高的计算精度,可以预测配筋薄壁圆钢管混凝土短柱轴压极限承载力的上、下限值,并包含了一系列基于不同强度准则的承载力解。本文计算方法具有较广泛的适用性,可为配筋圆钢管混凝土短柱力学性能的研究提供借鉴。

Q690薄壁高强圆钢管混凝土柱抗震性能研究

为研究薄壁高强钢管混凝土柱抗震性能,开展了超限径厚比下Q690薄壁高强圆钢管混凝土柱低周往复加载试验,分析了该类柱破坏形态、荷载-位移曲线、滞回耗能、刚度和荷载退化规律。基于钢材应力三轴度损伤效应建立了薄壁高强钢管混凝土柱有限元损伤模型,揭示了Q690薄壁高强钢管混凝土柱的损伤演化发展规律。研究结果表明:薄壁高强圆钢管混凝土柱破坏时钢管局部屈曲并断裂,核心混凝土被挤密压碎;侧移率1%~6%时荷载比维持在0.9以上,7%~8%侧移率时荷载退化率达17.4%~23.0%,滞回环较饱满,延性系数位于2.88~3.61区间,总体上该类柱具有良好的承载力和塑性变形能力;柱脚混凝土损伤破坏呈V形分布,高强钢管发生深度屈服行为,加大轴压比和径厚比增强了薄壁高强钢管混凝土柱断裂损伤发展趋势。