轴心受压下钢骨-钢管混凝土组合短柱承载力研究

目的提出钢骨-钢管混凝土柱的概念.解决钢骨-钢管混凝土组合柱的破坏机理、受力性能问题,合理确定其承载力.方法对3个含钢率不同的轴心受压钢骨-钢管混凝土短柱进行试验,并利用试验研究和理论分析的方法进行了分析.结果通过试验,明确了钢管-钢骨混凝土柱的破坏特征.试验表明,含钢率越大,构件的承载力及延性相应增加.通过理论研究得到承载力的计算公式,计算得出理论值与试验值吻合较好.结论当含钢率大于0.36%时,钢管混凝土柱与其外测的钢骨混凝土能够共同工作直至破坏,其承载力明显高于钢管混凝土核心柱的承载力,根据试验结果推导的钢骨-钢管混凝土柱承载力计算公式,为组合结构的发展提供了一种新的结构型式.

钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算与分析

目的得到钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算表达式.方法分别考虑钢骨混凝土部分和钢管混凝土部分各自承担的轴力和弯矩,将这两部分的轴力、弯矩叠加.钢管混凝土部分按照现行的钢管混凝土公式计算;钢骨混凝土部分采用简化分析,按照忽略环箍效应和考虑环箍效应两种情况计算,同时和按照叠加方法计算的钢管混凝土组合柱承载力进行比较.结果钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力比钢管混凝土组合柱承载力提高约15%,叠加的计算方法可以适用于钢骨-钢管混凝土柱.结论钢骨-钢管混凝土柱具有更高的承载力能力和更好的延性.

钢骨-钢管混凝土组合柱延性的试验研究

本文通过14根钢骨-钢管混凝土组合柱在较高轴压比和低周反复水平荷载作用下的试验,研究了这种新型组合柱的破坏形态,分析了轴压比(n)、钢骨(As)和套箍指标(Φ)等因素对构件滞回特性、承载力和延性的影响。试验结果表明,钢骨-钢管混凝土组合柱具有很好的延性和很高的承载力。

基于双剪统一强度理论的轴心受压钢骨-钢管混凝土短柱承载力研究

从双剪统一强度理论出发,推导出钢骨-钢管混凝土中核心混凝土抗压强度的计算公式,从而得出钢骨-钢管混凝土轴压短柱承载力理论计算公式,并与文献的试验结果和已有的计算公式进行比较,所得结果吻合较好,说明双剪统一强度理论对于钢骨-钢管混凝土承载力的理论计算具有很好的适用性,为钢骨-钢管混凝土的分析计算提供了又一有效的方法。

低周反复荷载下钢骨-钢管混凝土柱的延性分析

目的为了研究钢骨-钢管混凝土柱的延性性能及影响因素.方法进行了5个试件的低周反复荷载试验,结合实验结果,分析了试件的骨架曲线、滞回曲线,进行了延性系数和极限位移角的计算.结果因组合柱中的混凝土受到了钢骨-钢管的约束,从而提高了柱的水平承载力和延性.由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管和钢骨发生局部屈曲,可以保证其材料性能的充分发挥.研究表明该类柱的延性系数最大达到5.4,最小也达到了3.4,说明延性较好.极限位移角最大为1/22,最小为1/47均满足规范要求.结论钢骨-钢管混凝土柱抗震性能良好,试件承载力随着含骨率增大而增大,随着轴压比的增大而减小;在较高的轴压比下,钢骨-钢管混凝土柱仍表现出良好的延性性能;随着轴压比的增加,钢骨-钢管混凝土柱的延性系数减小;随着含骨率的增加,柱的延性系数增大.

钢骨-钢管混凝土受弯组合柱受力性能的试验研究

本文通过钢骨-钢管混凝土组合柱受弯试验,分析了这种组合柱受弯的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、承载力和延性等受力性能,并讨论了组合柱的弯矩-曲率曲线特性。

钢骨-钢管混凝土柱抗震性能的影响因素

目的研究钢骨-钢管混凝土柱的抗震性能,探索其影响因素.方法以轴压比、含骨率为主要参数,通过5根钢骨-钢管混凝土柱的拟静力法试验研究,对此类构件的抗震性能进行评价.试验过程中,在柱顶施加恒定的竖向荷载,水平推拉往复荷载由固定在反力墙上的水平千斤顶施加.根据试验过程中采集到的荷载和位移等数据,通过整理作出试件的滞回曲线和骨架曲线.结果试验结果的分析表明,随含骨率的增大,钢骨-钢管混凝土柱的强度和刚度衰减减缓,耗能能力增加;随轴压比的增大,试件极限承载力下降,耗能能力降低.结论含骨率和轴压比是影响钢骨-钢管混凝土柱抗震性能的敏感性因素.

碳纤维钢骨-钢管混凝土柱抗震性能试验与有限元分析

目的研究碳纤维钢骨-钢管混凝土柱在低周往复荷载作用下的力学性能,为实际工程应用提供参考.方法制作了3个试件并对其进行拟静力试验,分析不同轴压比下构件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性系数等力学性能.同时采用ABAQUS对碳纤维钢骨-钢管混凝土柱的滞回性能进行了数值分析及试验验证.结果无论轴压比如何变化,滞回曲线均具有较好的稳定性,曲线都呈饱满的梭形或弓形,没有明显的捏缩现象出现,表明构件的塑性变形能力较强;随着轴压比增大,骨架曲线出现较明显的下降段且构件的极限承载力降低,极值点对应的位移变小;极限荷载、极限位移及延性系数皆随轴压比的增大而减小.模拟结果与试验结果吻合较好.结论碳纤维钢骨-钢管混凝土柱延性好,具有良好的抗震性能,可应用于实际工程中.

钢骨-钢管混凝土轴压短柱承载力研究

把钢骨-钢管混凝土组合柱视为一个新型组合材料的统一体,结合试验成果,分析轴压短柱承载力的影响因素,提出影响组合柱承载力和延性的因素,即约束指标,提出钢骨-钢管混凝土轴压短柱的承载力公式。

钢骨-钢管混凝土框架结构抗震性能比较

运用SAP2000有限元分析软件对钢骨-钢管混凝土框架结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析,并结合8层钢管混凝土框架结构和钢骨-钢管混凝土框架结构工程进行比较。结果表明:不同地震波作用下,钢骨-钢管混凝土框架结构层间位移最大值、顶层的最大层间位移角、水平向加速度峰值及基底剪力最大值均小于钢管混凝土框架结构,其抵抗水平地震作用的能力优于钢管混凝土框架结构,对地震的响应弱于钢管混凝土框架结构,对地震的迟滞作用好于钢管混凝土框架结构。

钢骨-钢管混凝土柱轴心受压承载力数值分析

利用材料破裂过程分析RFPA系统,对钢骨-钢管混凝土组合柱的承载能力进行了数值模拟.通过与素混凝土柱和钢管混凝土柱的承载能力的对比,发现由于钢骨、钢管和混凝土的协同工作,该种组合柱不但具有很高的承载能力,而且延缓或抑制了混凝土中剪切裂缝的开展,提高了柱子的延性,对于提高建筑物的防倒塌能力具有重要意义.

碳纤维钢骨-钢管混凝土柱双向偏压有限元分析

目的研究碳纤维钢骨—钢管混凝土柱在双向偏心荷载作用下的力学性能,为实体试验提供理论依据.方法利用有限元软件ABAQUS,通过选取单元类别、设定相互作用等一系列建模过程,建立了5种不同参数下的13个试件模型,通过软件分析得到双向偏心压弯试件的荷载-挠度曲线.结果随着偏心距的增加,试件的承载力与抗弯刚度均逐渐下降;随着碳纤维层数的增加,试件的承载力显著上升,但延性迅速下降;随着长细比的增加,试件的破坏形式由内部材料破坏逐渐变成整体失稳破坏,抗弯刚度与极限承载力均有所下降,但延性有所增加;随着缀板间距的减小,受约束混凝土的强度增大,试件的承载力也越高;随着加载角度的变化,试件的力学性能几乎保持不变.结论碳纤维钢骨-钢管混凝土柱在双向偏心荷载作用下具有良好的承载力与刚度,延性系数也符合抗震要求.

关于钢骨-钢管混凝土组合柱轴压比限值问题的讨论

本文在钢骨-钢管混凝土组合柱压弯试验的基础上,讨论了轴压比对组合柱延性影响的原因、试验轴压比与设计轴压比的换算关系以及组合柱轴压比限值问题.根据试验结果和分析可知,对钢骨-钢管混凝土组合柱,设计时可不必限制轴压比,这可以满足组合柱延性的要求.

钢骨-钢管混凝土柱与钢梁节点力学性能分析

文章利用大型通用有限元分析软件ABAQUS对钢骨-钢管混凝土柱与钢梁连接节点的承载力进行非线性有限元分析;通过建模、选取本构关系、确定单元类型、边界条件设置、荷载步以及网格划分的设置,得出了节点梁端的荷载-位移曲线;并选取了十种轴压比进行对比,得出轴压比对节点的承载力的影响关系。其承载力的有限元计算和理论分析结果吻合较好,说明了本模拟是正确的。

钢骨-钢管混凝土组合短柱的力学性能分析

通过6根组合短柱的轴心受压试验,研究钢骨-钢管混凝土组合短柱的承载能力和延性,分析影响钢骨-钢管混凝土组合短柱性能的主要因素:包括混凝土强度、套箍指标和配骨指标。研究结果表明:钢骨-钢管混凝土组合短柱具有很高的承载力和延性,可大大提高建筑物的防倒塌能力,适合在高烈度地震区的结构中应用。

钢骨-钢管混凝土轴压短柱的组合轴压刚度研究

把钢骨-钢管混凝土轴压短柱的承载力公式混凝土组合柱视为1个新型组合材料的统一体,分析组合柱轴压刚度的影响因素,给出了组合柱的组合轴压刚度计算公式。

碳纤维钢骨-钢管混凝土柱抗震性能研究

针对目前钢管混凝土特性,研究了碳纤维钢骨-钢管混凝土柱在循环荷载作用下的力学性能,制作3个试件进行拟静力试验,并利用有限元软件,分析不同混凝土强度、碳纤维层数、轴压比以及钢管直径因素对柱的受力影响情况进行模拟。结果表明:随混凝土强度在一定范围内的提高,结构承载力提高;碳纤维层数的增多,对构件初期刚度影响不大,极限荷载值有所提高;构件的轴压比在一定范围内越大,试件的极限承载力降低,试件后期越容易出现快速破坏;构件内部钢管直径变大,构件的极限承载力有所提高。综合看出碳纤维钢骨-钢管混凝土柱有较好的延性,具有良好的抗震性能。

钢骨-钢管混凝土偏压柱承载能力分析

目前国内对钢骨-钢管混凝土柱的承载力已做过-些研究,但对偏压柱承载能力的研究较少,鉴于此,该文提出考虑截面应力梯度对紧箍作用影响的核心混凝土应力-应变关系,并据此建立考虑几何非线性和材料非线性的钢骨-钢管混凝土偏压柱承载能力数值分析方法,该方法是假定梁柱的横向挠度曲线的线形,然后在分析关键截面时,考虑轴向力在横向变形上产生的附加弯矩作用。经与试验结果比较,该数值方法具有较高的精度,可为类似试验研究和工程应用提供参考。

轴压比爆炸荷载钢骨-钢管混凝土柱动力响应分析

钢骨-钢管混凝土柱为建筑结构的主要承重构件,在爆炸冲击荷载作用时,其破坏是导致建筑结构坍塌的主要因素。在此前提下,文章利用有限元软件ABAQUS对不同轴压比时钢骨-钢管混凝土柱在爆炸荷载作用下进行了CAE模拟分析。建立钢骨-钢管混凝土柱实体有限元模型,假设柱的两端均为固定端,将爆炸荷载施加于柱的侧表面,主要研究轴压比对钢骨-钢管混凝土柱抗爆性能的影响。研究可知:钢骨-钢管混凝土柱随轴压比的增大,最大位移值和最大应力值均有所增大,可知钢骨-钢管混凝土柱随着轴压比的增大,其抗爆能力有所降低。

钢骨-圆钢管混凝土轴压短柱力学性能分析

为研究钢骨-圆管混凝土轴压短柱的相互作用关系,建立钢骨-圆管混凝土轴压短柱极限承载力计算公式,采用三维有限元法和弹塑性法对钢骨-钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形曲线进行分析。采用有限元法分析钢骨-钢管混凝土轴压短柱和钢管混凝土轴压短柱的钢管纵向应力与横向应力、核心混凝土的纵向应力以及钢骨纵向应力的变化。基于极限平衡理论建立钢骨-圆管混凝土轴压短柱承载力计算公式。研究结果表明:由于钢骨对核心混凝土的约束,钢骨屈服后纵向应力略低于其屈服强度;与钢管混凝土相比,由于同时受钢管和型钢的约束,钢骨-钢管混凝土中核心混凝土纵向应力有所增大,钢管屈服后纵向应力降低速率、环向应力增加速率减小,钢管减少了对核心混凝土的约束作用;短柱承载力公式计算结果与有限元计算结果相近,且与试验结果相比,这2种计算结果都偏于安全。