带肋薄壁方钢管混凝土柱温度场试验研究与分析

为研究带肋薄壁钢管混凝土柱在火灾下的温度分布,进行3根足尺带肋薄壁方钢管混凝土柱升温试验。建立方钢管混凝土柱温度场有限元模型,模型计算结果与实验结果符合较好。利用模型分析了典型的温度场分布规律,并研究了各参数对构件温度场的影响规律。结果表明:构件截面温度场在四面受火状态下呈双轴对称分布,且角部温度较高。加劲肋对构件温度场的影响仅限于焊接点附近,加劲肋间距和含钢率对构件整体温度场影响微小;截面边长、受火时间和受火方式是影响构件温度场的主要因素。

薄壁方钢管混凝土柱-空心钢管梁节点单调加载试验研究

以轴压比为主要考察参数,对6个1∶1足尺模型的薄壁方钢管混凝土梁柱节点进行了单调加载试验。试验观察了受力过程和破坏形态,得到了梁端荷载-位移曲线,并分析了节点的刚度、承载力和延性等重要指标。结果表明,试件节点均经历了弹性、梁局部屈服、塑性、破坏等阶段,直焊型节点的破坏主要是由梁局部屈曲及柱棱角处拉裂引起,螺栓节点的破坏主要是由于梁与柱贴板间焊缝开裂引起,加腋节点中加腋板显著增强了节点域刚度,塑性铰形成于梁上并远离节点区域,其破坏主要由梁局部屈曲引起,节点域完好,较好地满足了"强柱弱梁、节点更强"的抗震设计目标;采用螺栓贯穿连接措施对节点初始刚度影响不大,而采用加腋手段对节点初始刚度提高显著;加腋和螺栓贯穿连接措施均能较大地提高节点的承载力;随着轴压比的增大,试件极限承载力有一定小幅降低,而试件延性下降明显。

多螺箍带肋薄壁方钢管混凝土柱轴压数值模拟分析

为研究提出的多螺箍带肋薄壁方钢管混凝土柱轴压性能,了解其相关参数对承载力的影响规律,利用Abaqus建立有限元模型,在验证其合理的基础上,进行参数化分析。结果表明:肋和螺旋箍筋的存在提高了核心区混凝土的抗压强度;同体积配箍率下,多螺箍带肋薄壁方钢管混凝土柱承载力比单螺箍带肋薄壁方钢管混凝土柱高约7%。混凝土强度等级越高,箍筋间距越小、箍筋直径越大、箍筋强度等级越高,则多螺箍带肋薄壁方钢管混凝土柱的轴压承载力越高;给出了多螺箍带肋薄壁方钢管混凝土柱的轴压承载力计算公式,并验证其合理性。

薄壁方钢管混凝土柱-空心钢管梁加腋节点抗震性能试验研究

以轴压比为主要考察参数，对4个1∶1足尺模型的薄壁方钢管混凝土柱-空心钢管梁加腋节点进行低周反复荷载试验。通过试验观察其受力过程和破坏形态，得到梁端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线，并分析节点的刚度退化、延性和耗能能力。结果表明：加腋板增强了节点域刚度，避免了焊接区域板件的脆性断裂，节点破坏由梁的局部屈曲引起，塑性铰形成于梁上并远离节点区域，柱和节点域基本完好，较好地满足了“强柱弱梁，节点更强”的抗震设计要求；试件的滞回曲线较饱满，延性系数为2.00～2.70；随着位移幅值的增加，试件的耗能能力不断提高，耗能性能良好；试件的极限承载力、延性及耗能能力等随轴压比增大无明显变化。

薄壁方钢管混凝土柱与钢梁不同连接节点承载性能研究

本文进行了8个薄壁方钢管混凝土柱与薄壁方钢管梁连接节点缩尺模型的拟静力试验和采用约束本构模型(考虑钢管对混凝土的套箍系数)的数值模拟,即梁柱直接焊接节点和梁柱加腋节点。比较了这两类节点在不同轴压比下的破坏模式、滞回曲线、承载能力和耗能能力。试验和数值模拟结果表明:①节点破坏现象大多发生在节点域柱壁撕裂和梁壁鼓曲并产生塑性铰,梁柱加腋节点的整体承载性能优于直接焊接节点;②数值模拟方法能很好地预测节点的滞回性能,加腋板能提高节点的承载力和累积耗能能力,使节点满足"强柱弱梁,节点更强"的抗震设防要求。加腋节点承载性能和数值模拟方法可以为该类节点的工程应用和进一步研究提供参考。

薄壁方钢管混凝土短柱的轴压试验

通过8根薄壁方钢管混凝土短柱轴压试验,研究了宽厚比、混凝土强度等级和含钢率等参数对薄壁方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,达极限承载力时的破坏模式也有较大的变化。

冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱压弯性能研究

利用ANSYS有限元程序,分析了冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱在偏压荷载作用下,两种材料协同工作能力以及偏心率、混凝土强度、长细比及钢管厚度,对组合柱压弯承载力的影响。最后得出一些有益的结论。

薄壁方钢管混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

以轴压力为主要参数,对两种形式共6个薄壁方钢管混凝土柱-空心方钢管梁节点进行滞回性能的试验研究。通过试验,研究试件的破坏模式、滞回特性、延性及耗能能力等重要抗震性能指标。结果表明:直接焊接节点破坏主要由梁与柱的焊接处断裂引起,螺栓贯穿式连接节点主要发生梁与端板的焊接处断裂和端板与柱的连接焊缝拉裂;轴力对直接焊接节点的抗震性能指标影响较大,而对螺栓贯穿连接节点的影响不是很明显;螺栓贯穿式连接节点的初始刚度和极限承载力都比直接焊接节点要弱,但其屈服平台相对较长,达到极限承载力后其承载能力下降也相对缓慢,延性较好,耗能能力较强;螺栓贯穿式连接节点在破坏时由焊接端板构成第二道防线,对结构抗震更为有利。