钢管自应力自密实混凝土柱偏心受压试验研究

为分析初始自应力对钢管混凝土压弯力学性能的影响,对15根钢管自应力自密实混凝土柱和3根普通钢管自密实混凝土柱进行了偏心受压试验研究.结果表明:与普通钢管自密实混凝土相比,钢管自应力自密实混凝土具有较长的弹性工作段,其随偏心率和长细比的增加而略有下降;初始自应力的存在使核心混凝土在未加载前就处于三向应力状态下,从而显著提高了其密实度,最终使结构获得较高的偏心受压极限承载力;初始自应力对结构的破坏形态几乎没有影响.

钢管自应力自密实混凝土柱力学性能研究

混凝土与钢材是现代建筑建设过程中应要非常广泛的建筑材料,混凝土和钢材是现代建筑中使用最为广泛的建筑材料,将钢材和混凝土有效结合起来,有利于提高材料的性能,有利于充分将两种材料的优势发挥出来。而且因为钢筋混凝土结构的力学性能比较优异,可以适用现代建筑结构中的大跨度、重载方向以及高层等的要求,所以其在现代建筑工程中应用前景比较好。要重视钢管自应力自密实混凝土柱力学的性能研究。

十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙轴压性能研究

为研究十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压受力性能,通过模型试验研究和ABAQUS数值模拟相结合的方法,对不同腔体数十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压性能进行分析。首先,根据轴压试验结果对剪力墙的破坏形态和轴向荷载-应变曲线等轴压受力性能进行分析,提出轴压承载力计算公式。其次,建立剪力墙轴压有限元计算模型,将试验结果和模型计算结果进行对比以验证有限元模型的准确性。最后,根据有限元参数化分析结果验证并修正剪力墙轴压承载力计算公式。研究发现,剪力墙的轴向荷载-应变曲线在不同腔体数下具有相似的特征,表明其变形能力良好。在破坏过程中,钢管束对核心混凝土的约束作用显著,提高了试件的延性和承载能力,其中钢管束的破坏主要表现为多波鼓曲和焊缝开裂,尤其是在钢管束中部的1/4区域。此外,随着腔体数增加,剪力墙极限承载力提升,但其延性系数有所下降。本研究提出的简化公式与有限元分析结果的误差控制在10%以内,该公式可为工程设计应用提供理论借鉴。

高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土配制技术

根据重庆某钢管拱桥结构特征与“泵送顶升压注法”施工工艺特点,提出了高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土性能需求。针对高强与超高工作性的矛盾问题,通过配合比参数优化、骨料优化、矿物掺合料复掺优化、外加剂复配优化和配合比综合优化等技术,配制出初始坍落度≥260 mm、扩展度≥600 mm、倒坍落度筒流出时间≤8 s、4 h工作性基本无损失、强度等级达C60以上的钢管拱机制砂自密实混凝土,形成了高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土的配制技术,为工程实际施工提供了良好的技术支撑。

低周反复荷载作用下圆钢管约束钢筋自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率全过程分析

开展10根圆钢管约束钢筋自应力钢渣混凝土柱和4根圆钢管约束钢筋钢渣混凝土柱低周反复加载试验,分析轴压比、剪跨比、径厚比和钢渣混凝土膨胀率对试件弯矩-曲率骨架曲线的影响规律,结果表明:试件发生弯曲破坏,且随着轴压比和径厚比增大或剪跨比减小,试件抗弯承载力增大但截面曲率减小,试件弯矩-曲率骨架曲线上升段斜率增大;随着钢渣混凝土膨胀率增加,试件抗弯承载力截面曲率均增大,试件弯矩-曲率骨架曲线上升段斜率增大。在试验研究的基础上,选择核心自应力混凝土和钢材本构关系,利用MATLAB软件,编制非线性有限元程序。通过参数分析,进一步探讨了核心混凝土强度、轴压比、剪跨比、径厚比、核心混凝土初始自应力和预留缝宽度等参数,对试件弯矩-曲率骨架曲线的影响规律,结果表明:圆钢管约束钢筋自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率骨架曲线计算值与试验值吻合较好,轴压比、剪跨比和径厚比对试件弯矩-曲率骨架曲线影响规律与试验结果基本一致,且随着核心混凝土强度和初始自应力逐渐增大,试件抗弯承载力逐渐增大,随着核心混凝土强度增大,试件截面曲率均逐渐减小。

方钢管螺旋筋约束自密实高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究方钢管螺旋筋约束自密实高强混凝土柱的抗震性能,以轴压比、剪跨比、有无配制螺旋筋以及螺旋筋间距作为设计参数,进行了7个试件的低周反复加载试验,获取了各试件的滞回曲线以及应变分布。试验结果表明:试件破坏特征主要为方钢管柱脚区域出现明显鼓曲形成塑性铰区域;随轴压比的提高,试件抗剪承载力、环线刚度和耗能能力均有提升,剪跨比对试件抗震性能的影响规律不明显。配制螺旋筋对峰值承载力和刚度的影响较小,而对试件延性及耗能的提升明显,与无配筋试件相比试件延性平均提升了15.4%,耗能平均提升了114.9%。螺旋筋间距越密对试件抗震性能提升效果更优;适当增大轴压比,控制剪跨比在5以内以及增设螺旋筋对提升其承载能力和变形能力有积极作用。

几何初始缺陷与初应力对钢管混凝土拱桥的影响研究

为探讨拱圈拱轴线的几何初始缺陷和钢管初应力对拱桥结构内力与应力的影响,基于实际工程案例,建立了4个有限元模型,分为2组,一组包括2个模型,考虑了拱轴线的几何初始缺陷影响;另一组也包括2个模型,首先考虑拱轴线几何初始缺陷,然后在此基础上考虑初应力影响,进行拱桥内力和应力分析对比。结果表明:几何初始缺陷对拱圈轴力影响较小,增幅<1%,但对拱圈的弯矩和应力分布影响较明显,特别是在拱顶部分,在拱顶处弯矩减小高达91.31%,而拱脚处增加17.03%,拱脚和拱顶上缘的混凝土应力增加23.19%,下缘的混凝土应力减小51.95%;考虑初应力影响后,拱桥内力分布发生显著变化。拱脚处轴力增加65.5%,拱圈弯矩最大减小68.21%,拱圈截面上缘应力增加幅度高达113.7%。因此,实际施工阶段,必须充分考虑拱圈拱轴线几何初始缺陷影响,并根据实际施工顺序准确模拟初应力。

钢管混凝土拱桥斜拉扣挂施工的无应力状态控制法

【目的】避免钢管混凝土拱桥施工过程温度、临时荷载等因素变化对索力的影响,实现大跨拱桥拱肋斜拉扣挂节段拼装施工的精准高效调控。【方法】提出以扣索无应力长度代替索力调整拱桥过程状态的控制方法,推导考虑垂度效应和扣塔偏位的扣索无应力长度计算公式,研究索力增量与扣索无应力长度变化的关系。【结果】工程算例结果表明,基于无应力状态法的索力最大误差为5%左右,高程最大偏差3.7cm,计算精度满足要求,实现了精准高效的施工调控。【结论】该方法可消除温度和临时荷载变化对索力的影响,减小施工中间状态的计算工作量,可为大跨度钢管混凝土拱肋节段拼装提供技术支持。

C55石灰石岩机制砂自密实预应力混凝土在预应力箱涵工程中的应用

本文针对使用石灰石岩机制砂配置C55预应力自密实的配合比设计及在预应力箱涵工程中应用进行了系列研究。区别于普通钢筋和非钢筋类石灰石机制砂自密实混凝土,将自密实预应力混凝土应用到预应力现浇箱涵工程中;通过一系列技术手段,增强了混凝土的三个特性:1.具备一定富裕的弹性模量;2.具备良好抗剪强度;3.具备微膨胀、抗收缩性。

预应力混凝土钢管桁架叠合板生产工艺及质量管控

预应力混凝土钢管桁架叠合板作为一种预制板,近年来广泛应用于实际工程项目,但因其为预应力板,且板较薄,对生产工艺的质量要求极为严格,通过介绍该板的生产流程、各个生产环节质量管控措施,对预应力混凝土钢管桁架叠合板的生产及质量管控有一定的借鉴和参考意义。

高层建筑钢管柱内高强自密实混凝土施工关键技术研究

为了提升现代高层建筑建设质量,以某高层建筑工程为例,介绍一种钢管柱内高强自密实混凝土施工技术。首先,对某高层建筑工程基本情况进行了简单介绍,并以此为基础,确定出最终的施工方案。之后详细探讨了施工流程与关键技术要点,最后,通过实例验证该施工技术的应用效果。通过实例验证可以发现,该技术施工更加简单,施工质量更高,所需成本更低,有利于高层建筑工程的建设。

预应力混凝土桥梁孔道压浆密实度检测研究现状及分析

预应力在混凝土结构工程中已得到广泛应用,但施工过程中压浆密实度的质量控制一直是工程领域研究的热点。目前,预应力结构存在检测方法不完善、检测结果不明确等问题。文章详细介绍了国内外预应力孔道注浆质量检测方法的研究现状,总结了现阶段的研究成果,分析了各种检测方法的特点并指出目前存在的问题。

配筋空心圆钢管高强混凝土轴压短柱工作机理分析

目的 提出一种配筋空心圆钢管高强混凝土新型组合柱,分析其在轴向荷载作用下的工作机理,以解决空心钢管混凝土柱空心率较大和延性差等问题。方法 对配筋空心圆钢管高强混凝土短柱进行轴压试验,利用ABAQUS有限元分析软件建立组合柱的有限元模型,以试验结果验证有限元模型的准确性。对组合柱的受力工作机理进行分析,重点研究其在轴向荷载作用下的受力过程、各组分分担内力比例和应力状态。结果 与空心圆钢管高强混凝土柱相比,未配置普通钢筋的试件峰值承载力提升了6.37%、DI提高了6.64%、SI提高了3.59%,配置普通钢筋的试件峰值承载力提升了13.31%、DI提高了8.12%、SI提高了5.68%。整个受力过程中,管柱混凝土和夹层混凝土承载的内力比例分别为36.2%~39.7%和29.0%~30.6%。结论 配置普通钢筋的试件具有更高的承载能力和延性能力;夹层混凝土和管柱混凝土在加载过程中为主要受力组分;钢筋在加载前期基本不承担内力,进入塑性强化阶段才开始发挥作用。

预应力混凝土钢管桁架叠合板施工阶段性能分析研究

通过对3m跨、6m跨1.2m板宽预应力混凝土(平板)叠合板、预应力带肋混凝土叠合板、钢筋桁架叠合板、预应力混凝土钢管桁架叠合板的对比,发现无论大小跨度,预应力混凝土钢管桁架叠合板的应用均占据显著优势。底板中施加预应力和钢管桁架的设置使预应力混凝土钢管桁架叠合板在施工阶段具有较大抗弯刚度。将底板厚度、桁架高度作为参数计算对比各种叠合板施工阶段抗弯刚度。对预应力混凝土钢管桁架叠合板,探讨钢管直径、壁厚对底板抗弯刚度、钢管长细比的影响。得出结论:预应力混凝土钢管桁架叠合板无论钢管是否灌浆在施工阶段都有较大优势,是否灌浆可根据抗弯刚度需求及施工水平确定。

钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响研究

为提高钢管混凝土柱轴压承载力,在自密实混凝土中掺入钢纤维,研究不同钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能的影响。通过设计正交试验,研究3组钢纤维掺量对自密实混凝土强度的影响,并为钢管混凝土钢纤维用量提供依据;对钢纤维组、普通组自密实钢管混凝土柱进行轴压试验,研究钢纤维对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响;基于ABAQUS建立26组不同钢纤维掺量钢管混凝土柱模型,根据现场试验结果验证模型的正确性,分析其中6组钢纤维掺量对其轴压性能的影响,并建立不同钢纤维掺量下钢管混凝土柱轴压承载力计算公式。结果表明,2%掺量钢纤维对自密实混凝土强度增长的贡献较为显著,并能提高约4%自密实钢管混凝土柱轴压承载力,为最适宜掺量。提出考虑钢纤维掺量对钢管混凝土强度提高的计算式,与试验结果吻合良好。

高强自密实微膨胀钢管混凝土制备及工程应用

根据简阳沱江特大桥结构特点与主管、缀板管内混凝土灌注工艺及其性能要求,提出了高强自密实微膨胀钢管混凝土配合比设计技术路线。采用商混站原材料,系统研究了胶凝用量、水灰比、砂率、粗骨料级配、膨胀剂掺量等各因素对高强自密实微膨胀钢管混凝土力学性能、工作性能及体积稳定性的影响规律,成功制备出既可泵送又能人工灌注的大流态、补偿收缩和高保坍C50高强自密实微膨胀钢管混凝土。研究结果表明:适宜的胶材体系与水胶比能提升混凝土强度;合理砂率与粗细骨料级配组成可以有效降低混凝土的孔隙率,改善混凝土性能;膨胀剂掺量和砂率都会影响混凝土体积稳定性,微膨胀混凝土宏观体积先膨胀后收缩,最后可稳定于微膨胀状态。采用胶凝材料用量551 kg/m^(3)、0.31水胶比、合理砂率(43%)和粗细骨料级配(组成比例8∶2),试验成功制备出U型箱高度355 mm、V型漏斗时间23 s,3 h坍落/扩展度损失<50 mm,28 d抗压强度为105.1 MPa,28 d膨胀率稳定于112×10-6的高强自密实微膨胀钢管混凝土。研究成果应用于四川简阳沱江特大桥钢管混凝土主拱肋主管与缀板管内混凝土灌注施工,密实度高,工程效果良好。

不均匀温度场下钢管混凝土拱桥管内混凝土脱空分析

为了解不均匀温度场作用下钢管混凝土拱桥管内混凝土脱空原因,依托高原山区某跨径430 m的钢管混凝土拱桥,进行强辐射、大温差联合作用下拱肋拱顶节段足尺模型试验,分析模型温度场分布,并对该不均匀温度场作用下管内混凝土脱空机理进行研究。结果表明:钢管混凝土拱桥水化阶段和运营阶段径向温度场可简化为多段式折线变化规律。14:00时刻,水化阶段温度沿竖直径向(从向阳侧至背阳侧)先减小后升高再减小,在距向阳侧界面D/8~3D/8处(D为钢管内径)存在一个大温差面,运营阶段温度沿竖直径向(从向阳侧至背阳侧)呈先减小后不变再增加的非对称分布规律,从钢管混凝土界面至距其D/8处温度变化大。混凝土水化阶段和运营阶段管内混凝土脱空机理为:在温度场作用下钢管混凝土界面最大纵向应力差分别高达82.6 MPa和61.95 MPa,最大界面径向拉应力分别为0.8 MPa和2.06 MPa,均超过钢管和混凝土间的粘结强度。

钢管自应力自密实高强混凝土中长柱受压性能试验研究

为提高钢管内混凝土的密实度,减小混凝土的收缩,以保证钢管与混凝土更好地工作,满足实际工程需要,文中提出采用钢管自应力自密实高强混凝土柱,考虑初始自应力、长细比和混凝土强度等因素的影响,设计制作16个钢管自应力自密实高强混凝土中长柱试件,通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-纵向变形曲线、荷载-挠度曲线和极限承载力,分析了各参数对试件轴心受压力学性能的影响。研究表明:大部分中长柱的破坏形态均为弯曲失稳破坏;初始自应力提高5MPa,钢管自应力自密实高强混凝土中长柱极限承载力提高19%,并改善了延性;长细比由5增大至12,试件的极限承载力降低16.9%;混凝土强度提高36.3%,钢管自应力自密实高强混凝土中长柱极限承载力提高16.3%。基于试验结果,参考国内相关规范,建立钢管自应力自密实高强混凝土中长柱轴心受压稳定承载力计算公式,可供工程设计参考。

钢管自密实自应力混凝土短柱轴压力学性能试验研究

结合自密实混凝土和自应力混凝土的特点，配制出有自密实性的自应力混凝土．将其应用于钢管混凝土内，不仅可以解决钢管混凝土浇注不密实，混凝土干缩、徐变等问题，而且还可以解决自应力混凝土约束不足的问题,试验通过6个钢管自应力自密实混凝土短柱试件研究了钢管约束下自应力混凝土的膨胀性能．分析结果表明，徐变变形和弹性变形占有效自由膨胀变形的2／3左右，这部分变形在计算中不容忽视．膨胀稳定后，初始自应力值能达到3～6MPa,通过18个试件研究了短柱轴压力学性能，试验结果表明：在初始应力的影响下，钢管自应力混凝土的弹性工作阶段比普通钢管混凝土大10％左右，承载力也有5％～20％的提高．

自密实自应力钢管混凝土计算分析

研究了1种新型的自密实自应力钢管混凝土;提出了通过测试混凝土自由膨胀率来计算钢管核心混凝土的限制膨胀率、自应力和钢管环向应力的方法,并利用复合掺加聚丙烯腈纤维和膨胀剂来控制钢管核心混凝土的早期膨胀和后期收缩;上述措施取得了良好的效果.