内置约束拉杆横肋波纹钢-钢管混凝土组合柱轴压力学性能研究

为探究约束拉杆对横肋波纹钢-钢管混凝土组合柱轴压力学性能的影响,采用有限元软件ABAQUS数值仿真模拟和轴压试验分析了内置横向拉杆的横肋波纹钢-钢管混凝土组合柱的轴压性能,通过对比分析了内置横向拉杆的数量对横肋波纹钢-钢管混凝土组合柱的荷载-轴向应变曲线、延性、屈服荷载以及核心混凝土约束效应的影响规律。研究表明,内置横向拉杆能够增强对核心混凝土的约束效应,提高横肋波纹钢-钢管混凝土组合柱的轴压承载力和延性。

复合材料管-钢管约束混凝土组合柱的轴压性能

通过纤维增强复合材料(FRP)管-钢管约束混凝土组合柱的轴压试验,分析组合柱的受力特点、破坏形态、本构关系和承载力。结果表明:在荷载作用初期,FRP管的约束作用较小;在荷载作用后期,FRP管的环向应力增长较快,故以FRP管的环向断裂作为承载力极限状态指标。将现有理论计算模型与试验所得受约束混凝土的应力-应变关系进行对比,发现空心构件极限应变的理论计算误差较大,而实心构件吻合较好。最后提出了一种可用于确定实心组合柱极限承载力的简化计算方法,理论计算结果与试验值符合较好。

方钢管混凝土约束端柱组合剪力墙性能研究

采用通用有限元软件ANSYS对一种新的组合结构形式"方钢管混凝土约束端柱组合剪力墙"进行了单调加载下的受力性能分析.结果显示,轴压比是影响结构受力性能的一个主要因素.

浅约束效应超体量钢箱混凝土力学行为研究

区别传统小尺寸的钢箱(管)混凝土结构,超体量钢箱混凝土结构尺寸大、截面含钢率低、板件宽厚比大,钢箱与混凝土之间的约束效应减弱,二者可能出现变形不协调的情况,呈现浅约束效应特征。小尺寸矩形钢管混凝土的力学行为已开展部分研究,却鲜有关于超体量钢箱混凝土的研究报道。为此,开展了浅约束效应超体量钢箱混凝土力学行为研究,首先建立了基于Abaqus的精细化模拟策略,作为超体量钢箱混凝土力学行为的底层模拟工具,并结合工程实例验证了其准确性。系统分析了超体量钢箱混凝土在轴压作用下的极限承载能力、结构韧性、截面应力分布发展情况、变形协调规律等力学指标,并与普通钢筋混凝土构件、圆形钢管混凝土构件进行了力学行为对比,详细阐明了超体量钢箱混凝土的浅约束效应。最后,考虑浅约束效应下钢箱对混凝土的强度提升,建立了超体量钢箱混凝土轴压承载力简化计算公式。研究成果可为拓宽超体量组合结构应用场景提供技术支撑。

方钢管混凝土约束端柱组合剪力墙非线性有限元分析

在考虑材料和几何非线性的基础上,通过有限元分析软件ABAQUS对方钢管混凝土约束端柱组合剪力墙进行力学分析,对计算结果和试验结果进行比较,基本吻合。在此基础上进行参数分析,重点分析了混凝土强度等级,分布配筋率,钢管的强度及轴压比对组合剪力墙力学性能的影响。

FRP约束钢管混凝土柱轴力-弯矩相关关系研究

为了建立FRP(Fiber Reinforced Polymer)约束钢管混凝土压弯构件轴力-弯矩相关关系曲线,分析组合结构中各组份对柱体压弯性能的影响,建立了FRP约束钢管混凝土截面分析计算模型,考虑不同FPR-钢复合约束程度和荷载偏心率对混凝土本构的影响。与现有CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)-钢管混凝土压弯试验结果对比,验证了模型的合理性。对模型开展参数分析,结果表明,FRP约束混凝土压弯性能主要受环向FRP影响,环向FRP层数的增加在提高柱体轴压承载力的同时可有效降低其界限偏心率,提高大偏心状态下柱体的轴压比;纵向FRP层数仅会影响柱体承载力,对其界限偏心率及大偏心受压状态下的轴压比影响不显著;随着环向FRP约束程度的提高,柱体对P-Δ效应的敏感性增强。

核心高强钢管混凝土组合柱轴压承载力计算新方法

在分析核心钢管混凝土组合柱受力机理的基础上,针对核心钢管混凝土组合柱管内混凝土与管外混凝土约束效应的不同,同时考虑圆形截面和方形截面对钢管外混凝土的影响,提出了一种核心钢管混凝土组合柱轴压承载力计算的新方法.应用该方法对16根核心钢管混凝土组合柱试件的轴压承载力进行计算,并与现有方法进行比较,结果表明:所提出的方法优于现有方法,其计算结果与试验结果吻合良好,能较为合理地评估核心钢管混凝土组合柱的轴压承载力.

改进组合式T形钢管内核心混凝土应力-应变关系

文章基于改进组合式T形钢管混凝土柱轴压试验结果,详细分析了在轴压状态下钢管对核心混凝土的约束特点,通过截面合理划分和假定,并借鉴已有的箍筋约束混凝土应力-应变关系,提出了改进组合式T形钢管内核心混凝土应力-应变关系;在分析主要影响参数的基础上,给出了应力-应变关系参数计算表达式;采用有限元软件ABAQUS对改进组合式T形钢管混凝土柱轴压荷载-应变关系曲线进行了数值计算,并将有限元计算结果与试验结果进行对比。研究结果表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了所提核心混凝土应力-应变关系的合理性。

高速铁路中承式钢箱混凝土系杆梁拱组合桥极限承载能力分析

采用有限元方法,结合高速铁路中某特大中承式钢箱混凝土系杆梁拱组合桥工程实际,建立了该组合体系桥梁的全桥有限元模型,进行了桥梁整体结构极限承载能力分析。分析过程中主要考虑了材料非线性、几何非线性、施工制造误差、荷载效应、钢与混凝土的组合效应等对桥梁极限承载能力的影响。研究结果表明,主拱肋、主纵梁及横梁固结形式的中承式钢箱混凝土系杆拱梁组合体系具有刚度大、承载能力高、美观经济等特点,在铁路尤其是高速铁路建设中具有良好的应用前景。所得结论对今后同类桥梁设计和分析具有指导意义。

SRPE管-混凝土-钢双壁空心短柱轴压性能试验研究

针对西部盐渍土地区钢筋混凝土桥柱的腐蚀问题,提出“SRPE管-混凝土-钢双壁空心柱”。为研究其轴心受压力学性能,设计制作了6根SRPE管-混凝土-钢双壁空心短柱并进行轴压试验,获得了试件的破坏形态和荷载-位移曲线,进而分析了SRPE管压力等级、空心率和钢管径厚比对试件轴心受压力学性能的影响规律。研究结果表明:试件的破坏形态为中下部剪切破坏;试件极限承载力随SRPE管压力等级提高而增大,随空心率和钢管径厚比增大而减小,且空心率影响大于钢管径厚比。最后给出了SRPE管-混凝土-钢双壁空心短柱的轴心受压承载力计算式,计算结果与试验值吻合良好。

钢管约束竹-混凝土组合柱轴压力学性能

将轻质高强的重组竹埋入钢管混凝土柱(CFST)的核心形成钢管约束竹-混凝土组合柱(BCFST),期望利用钢管的约束作用充分发挥重组竹的抗压强度并延缓其劈裂破坏。为研究BCFSTs的轴压性能,在3组BCFSTs轴压试验的基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了相应的模型进行了非线性有限元分析。通过比对试件的破坏形式、荷载-位移曲线等结果,验证了有限元模型的可靠性与适用性;基于验证后的有限元模型,对重组竹尺寸和钢管径厚比两个关键设计变量进行参数化分析。结果表明:在相同钢管壁厚的钢管混凝土柱中,增大重组竹截面尺寸可以抑制荷载-位移曲线峰值点后的下降过程,BCFSTs的峰值承载力相较于CFST的提升范围均在8%以上,最大提升16%;试件的极限荷载呈现明显增长趋势,BCFSTs的极限承载力相较于CFST的最大提升可达到33.2%。钢管壁厚的增加使重组竹和混凝土受到的环向约束增强,核心截面强度得以提高,钢管壁厚由4.5 mm变化为6.0 mm时,试件极限荷载最大提升18.2%。

大跨度钢箱-混凝土组合系杆拱桥设计

泸溪武水大桥为大跨度钢箱-混凝土组合系杆拱桥,主拱采用钢箱-混凝土组合拱,主梁采用钢管混凝土桁腹与混凝土桥面组合梁。钢箱拱肋的拱脚节段部分采用钢箱内灌注混凝土组合结构、拱肋其他节段部分采用内空钢箱结构。桥梁设计根据组合琴拱桥理论,合理调整拱轴线,改变拱肋截面大小,拱圈灌注混凝土,可减小拱脚水平推力、节省水平系杆;充分发挥组合材料的力学性能,增加拱肋刚度,增强主拱横向稳定性;提高截面的结构效率,有效减轻桥梁自重,提高桥梁结构耐久性。该桥方案设计实现了大跨度异型拱桥力学与美学的统一。针对大跨度拱桥水平推力、横向稳定、施工安装3大关键技术难题,提出新的解决思路和技术方法。对于主桥结构采用MIDAS/Civil空间有限元分析程序进行分析,结果表明:结构整体刚度好、结构稳定性好。

新型FRP‐混凝土‐钢管组合柱抗震性能的分析与研究

本文以新型FRP-混凝土-钢管组合柱为切入点,就FRP技术的发展历史、组合柱的具体作用原理和优势做阐述分析,并就组合柱抗震性能做实验研究,期望为有效分析FRP-混凝土-钢管组合柱抗震性能,与其在建筑结构中的应用推广,提供有益的参考。

钢管混凝土受压构件中钢管约束效能计算分析

对于钢管混凝土结构中常见类型与规格的受压构件,其内填普通混凝土因成型与降温收缩而可能脱离钢管,即钢管与混凝土之间界面出现脱粘裂隙。此大概率现象使钢管约束混凝土的实际效能有所降低,使此类构件的组合截面始终协调变形的设计验算假定不一定或不完全符合实际情况,由此增大了钢管混凝土结构的空间动力特性计算的失真程度。基于解析钢管混凝土受压构件组合截面的各项变形,说明了钢管被动约束内填混凝土的基本条件,推导了关联钢管约束效能的轴压比限值与相关函数,并提出了可供相关规范修订及钢管混凝土结构设计与施工参考的实用技术建议。

空间钢构架—钢管混凝土短柱轴压承载力计算方法

为了研究新型空间钢构架—钢管混凝土短柱的轴压极限承载力的计算方法,分析了空间钢构架—钢管混凝土轴压短柱的约束作用机理,在已有试验研究和有限元非线性分析的基础上,采用叠加法并考虑空间钢构架对钢管外混凝土的约束作用和钢管对核心混凝土的约束作用,建立了空间钢构架—钢管混凝土轴压短柱的极限承载力计算公式,其计算值与试验值符合较好,可以较好地计算空间钢构架—钢管混凝土短柱的轴压极限承载力。

钢管再生混凝土构件力学性能和设计方法若干问题的探讨

再生混凝土技术通过对废弃混凝土的再加工,使其恢复原有的性能,通过合理的配合比设计,形成新的建材产品,从而既能使废弃的资源得以再利用,又在一定程度上解决了环保问题,这是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的有效措施之一。在介绍再生混凝土的发展及钢管再生混凝土轴压短柱、纯弯构件和压弯构件初步研究成果的基础上,对钢管再生混凝土力学性能和设计方法的若干问题进行探讨。

常泰长江大桥主航道桥索塔锚固构造研究

常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1176+490+142)m公铁合建双塔斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔,索塔锚固区采用钢箱-核芯混凝土组合结构,S4~S39号斜拉索锚固于核芯混凝土上。为实现索塔锚固区斜拉索竖向分力的有效传递,提出方案A(钢齿块+剪力钉)、方案B[钢齿块(加肋)+剪力钉]、方案C(混凝土齿块)、方案D(钢锚箱+PBL剪力键)以及方案E(钢锚箱+承压板+剪力钉)共5种索塔锚固构造方案,从结构受力及施工工艺对5种方案进行比选,并采用模型试验及有限元分析对所选锚固构造方案进行验证。结果表明:方案E剪力钉受力分布均匀,剪力大小适中,且施工便捷,对于S7~S39号斜拉索,推荐采用方案E;对于斜拉索竖向角度较大的S4~S6号斜拉索,钢锚箱在构造和张拉空间上存在冲突,推荐采用方案C。方案E模型试验和有限元分析表明:结构应力、剪力钉受力及钢锚箱构造各板件应力均有安全储备,锚固构造处于线弹性状态,能满足规范及使用要求。

钢-混凝土组合构件在华润中心(一期)工程结构设计中的应用

钢-混凝土组合构件是一种组合受力构件,具有较高的强度和刚度,越来越广泛地运用于工程实际中。华润中心(一期)工程由于功能需要,采用了多种形式的钢-混凝土组合构件,实现了结构构件的经济性与实用性良好结合,满足了建筑大空间的使用功能要求。

FRP-混凝土-钢新型组合柱的研究进展

FRP作为一种轻质高强、抗腐蚀和耐疲劳的新型结构材料,在混凝土结构修复加固中得到广泛应用。近年来,国内外学者为了更好地发挥传统材料的优点,将FRP与混凝土和钢材进行组合,提出了FRP约束钢管混凝土柱、FRP约束钢骨混凝土柱和FRP-混凝土-钢混合双管柱等多种新型组合柱。在此,围绕这三类新型组合柱的研究现状进行介绍,为FRP-混凝土-钢组合柱在工程领域的进一步研究和应用提供参考。

浅谈钢管混凝土结构在建筑工程中的应用与前景

钢管混凝土是一种新型的组合结构型式,即在钢管内填充混凝土,将两种不同性质的材料组合而形成的组合结构,在国内外的高层建筑和桥梁建筑等结构中得到广泛的应用。本文主要介绍了钢管混凝土的发展概况、特点、施工与计算等方面的一些内容,供有关人员参考。