部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱轴压试验

为研究部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱的轴压性能,以混凝土强度及系杆间距为参数,对1根六边形孔蜂窝钢柱及5根部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱进行了轴压试验.结果表明:相较于未加固的六边形孔蜂窝钢柱,混凝土部分外包加固能有效提升六边形孔蜂窝钢柱的承载能力及耗能性能.对于部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱而言,随着混凝土强度的上升,其承载能力和延性会逐渐提高,且能有效约束六边形孔洞周边的变形和焊缝撕裂问题.随着系杆间距的减小,柱体承载能力逐渐变大,但其延性和耗能会降低.轴压状态下,部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱的孔洞应力基本呈对称分布,孔洞周边最大应力多分布于六边形孔棱角处.

两种孔型蜂窝钢柱承载力研究分析

利用ANSYS的有限元分析方法,对扩张比为1.5的圆形孔及六边形孔的蜂窝钢柱在轴心受压和压弯状态下的极限承载力进行了研究计算,并与扩张前的实腹钢柱承载力进行对比分析。研究结果表明,扩张后的蜂窝钢柱的承载力比原实腹钢柱承载力有大幅度的提高,两种孔型蜂窝钢柱承载力相近。

轴心受压六边形腹板开孔蜂窝钢柱的力学性能研究

为了研究一端固接一端自由的六边形孔蜂窝钢柱在轴心力作用下的力学性能,应用大型有限元分析软件ANSYS建立数值模型,分别从扩张比的变化、长度变化和第1个开孔处距柱底的距离变化研究其对蜂窝钢柱受力性能的影响,同时对比了六边形孔蜂窝钢柱与原截面实腹式钢柱承载力的差别。通过数值模拟发现六边形孔蜂窝钢柱的破坏形式并非局部屈曲或整体屈曲,而是两者相关屈曲,在分析基础上给出了不同参数的较优取值。

蜂窝钢柱抗震性能试验研究

为了研究蜂窝钢柱的抗震性能，对4根蜂窝钢柱及1根原型钢实腹钢柱试件进行了低周反复加载试验，以揭示蜂窝钢柱的破坏机理、孔口应力分布规律、耗能能力、延性、强度和刚度退化等。试件考虑了蜂窝孔形、加劲肋的设置与否及设置部位等影响参数。试验研究结果表明：蜂窝钢柱的承载力及刚度大于扩张前的原型钢实腹柱，破坏时试件的延性在2.92~4.03之间，表现出良好的变形性能；通过合理设置横向加劲肋，可以提高蜂窝钢柱的承载力、刚度及耗能能力，并防止柱腹板的局部屈曲；蜂窝钢柱由于在腹板上开孔形成受力薄弱区域，容易造成累积损伤，强度和刚度退化的幅度要略大于原实腹型钢柱。研究结果可为蜂窝型钢的进一步推广应用及理论研究提供参考。

六边形孔压弯蜂窝钢柱承载力研究

利用ANSYS建立了扩张比为1.4的六边形孔的蜂窝钢柱的有限元模型,同时也建立了扩张前的原有实腹钢柱的有限元模型。对这些模型进行了在不同偏心距情况下的轴向压力作用下的屈曲分析,获得了各压弯构件的极限承载力,并做了对比分析。

轴心受压蜂窝钢柱的稳定性能分析

利用ANSYS有限元方法对轴压蜂窝钢柱的弯曲失稳承载力进行了分析研究,讨论了残余应力及腹板开孔参数、截面参数、构件长细比等因素以及腹板开孔类型对蜂窝钢柱极限承载力的影响,提出了基于相同外轮廓尺寸实腹柱的蜂窝钢柱轴压稳定承载力计算公式。

蜂窝钢柱抗震加固有限元分析

为研究蜂窝钢柱加固后的抗震性能,以加固方式为变化参数,并基于前期试验结果,对3组15个不同加固方式的蜂窝钢柱进行有限元数值分析,详细分析孔洞上单双横向加劲肋及三角加劲肋、孔间横向加劲肋对蜂窝钢柱滞回曲线、承载能力、刚度、延性性能和耗能能力的影响。结果表明:不同加固方式对蜂窝钢柱的抗震性能都有较大的提升;总体来看,进行双加劲肋加固蜂窝钢柱时,其强度、刚度及延性性能都要好于单加劲肋加固蜂窝钢柱;在不同位置加固时,各构件的性能略有不同;其中在孔洞上进行横向加劲肋加固蜂窝钢柱效果最好。

蜂窝钢柱的抗震性能分析

为了推广蜂窝钢柱在工程中的应用,需对其抗震性能进行更加深入的分析。在考虑材料非线性、几何非线性及初始缺陷(初弯曲、残余应力)的情况下,利用ABAQUS有限元方法分析腹板开孔类型、孔洞大小、孔洞间净距、构件长度和腹板高厚比变化时对蜂窝钢柱抗震性能的影响。分析结果表明:不同开孔类型对蜂窝钢柱的后期刚度有一定影响;孔洞间净距对蜂窝钢柱抗震性能影响不大;蜂窝钢柱的抗震性能主要与孔洞大小、构件长度和腹板高厚比有关,蜂窝钢柱的抗震性能随着孔洞大小或构件长度的增大而减弱;随着腹板高厚比的增大,蜂窝钢柱的极限承载力和刚度随之增加,延性性能随之下降。

一种由STHC钢柱及新型保温材料组成的可移动屋盖体系

结合建筑存在的基本问题,对建筑体系进行合理改进,并利用ABAQUS对新型钢柱STHC的稳定性开展有限元分析,论述该体系的合理性,并提出了相应的设计建议,为今后同类研究提供参考。