配钢管高强混凝土芯柱的异强组合短柱轴压性能

以套箍指标、钢管内外混凝土强度等级、钢管外围混凝土配箍率、组合柱纵筋总配筋率和组合柱截面含钢管混凝土率为主要参数,设计36根配钢管高强混凝土芯柱的异强组合短柱(SGCC)构件;借助ABAQUS有限元软件,选取合理的材料非线性本构模型及网格尺寸,建立18根试验试件的有限元模型并分析轴压性能,比较有限元数值解与试验数据;提取36根组合短柱应力—变形云图和轴力—应变全过程曲线,考察轴压承载力、弹性阶段刚度和延性等参数的变化规律;根据有限元数值解,引入轴压承载力折减因数,基于叠合原理建立SGCC轴压承载力简化计算公式。结果表明:SGCC钢管高强混凝土套箍指标、钢管外围混凝土配箍率和组合柱截面含钢管混凝土率对组合柱轴压承载力和延性影响显著。该结果为SGCC框架体系的工程应用提供指导。

内置钢管高强混凝土芯柱的十字形异形柱高温后轴压性能试验研究

为提高钢筋混凝土异形柱的受力性能,在钢筋混凝土异形柱中设置钢管高强混凝土芯柱,形成内置钢管高强混凝土芯柱的组合异形柱。为研究该类型组合异形柱在历经高温后的受压性能,开展了3个足尺十字形组合异形柱试件在历经ISO 834标准明火试验后的轴压试验和1个未受火组合异形柱试件的轴压试验,分析了不同受火时间对内置钢管高强混凝土芯柱的组合异形柱的破坏形态、轴向变形和轴向承载能力的影响。结果表明:处于试件内部的芯柱承载力高且升温较慢,由芯柱所提供的轴向承载能力和竖向刚度受高温影响较小,受火时间为90 min和120 min异形柱试件的剩余承载力系数分别为0.839和0.761,具有较高的剩余轴压承载力。

多芯高强钢筋混凝土柱结构抗震性能试验研究

我国是地震频发的国家,提升结构的抗震性能是保障房屋建筑、交通基建等设施安全的重要途径。为研究地震影响下多芯高强钢筋混凝土柱的动力响应特性,室内制备了4种不同箍筋率和轴压比的多芯高强钢筋混凝土柱进行低周反复荷载抗震试验,系统分析了多芯高强钢筋混凝土柱的刚度退化及结构耗能能力特征。研究结果表明:(1)钢筋混凝土柱的承载能力随轴压比升高而增强,抗压强度相对提高37.73%;塑性变形能力随轴压比升高而变弱,极限位移相对降低34.90%;(2)多芯高强钢筋混凝土柱的刚度随配筋率增大而增大,但增长幅度较小;高轴压比钢筋混凝土柱的刚度大幅高于低轴压比试件。(3)随着配筋率的增大,多芯高强钢筋混凝土柱在地震作用前期的耗能能力增强,而其在破坏时的耗能能力基本不变。

钢管高强混凝土叠合构件受剪承载能力试验研究

结合3个普通钢筋混凝土构件和11个钢管高强混凝土叠合构件的单调加载静力试验,对钢管高强混凝土叠合构件的破坏形态、破坏机理和受剪承载能力开展研究。通过分析破坏特征与荷载-跨中挠度曲线,重点对钢管尺寸、剪跨比和是否焊接栓钉对叠合构件受剪承载力的影响进行分析。试验研究结果表明:试件发生剪切斜压和剪压两种破坏模式;试件的受剪承载力随钢管尺寸的增加而提高;随剪跨比的增大而降低;焊接栓钉可提高试件的承载能力,但作用有限。依据现有规范并结合试验结果,基于桁架-斜压场模型提出了钢管高强混凝土叠合构件的受剪承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。

高强混凝土加芯柱恢复力特性研究

基于6根试验柱在既定轴力下的低周往复加载试验数据、滞回曲线及各阶段的柱顶水平荷载和位移,以峰值荷载点为基准,将试件的骨架曲线拟合为三线段,确定了试件屈服点、极限点与峰值点的关系,根据荷载达峰值时的柱顶水平位移及截面平衡条件推导出了峰值荷载的计算公式;对试验结果进行分析,得到了极限位移、峰值荷载对应位移与核心区纵筋配筋率、核心区面积比及配箍特征值的线性公式;结合试件的滞回规律构建了高强混凝土加芯柱的恢复力模型,并将计算滞回曲线与试验值进行了对比。结果表明:拟合的骨架曲线特征点的计算方法具有较高的精度,构建的恢复力模型与高强混凝土加芯柱的试验滞回曲线吻合较好。