圆不锈钢管混凝土短柱偏压性能试验研究

为研究圆形不锈钢管混凝土(Concrete-Filled Stainless Steel Tube,CFSST)短柱的偏压力学性能,本文对12根圆形CFSST短柱开展偏压试验,分析构件破坏过程、破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、侧向挠度分布曲线,以及极限承载力等偏压力学性能指标。结果表明:圆形CFSST短柱的极限承载力随含钢率的增大而逐渐增大,随偏心率的增大而逐渐减小。通过国内外规范计算得到承载力,并将计算值与试验值进行对比,发现部分规范对圆形CFSST短柱偏压承载力预测结果偏差较大,而JCJ 01—1989《钢管混凝土结构设计与施工规程》计算结果最接近试验结果,推荐采用该规范预测圆形CFSST短柱偏压承载力。

基于有限元模拟的外方内圆管拉拔成形工艺开发

为开发外方边长64 mm、内圆直径44.4 mm的外方内圆316L不锈钢异形管新品种,运用大型非线性有限元软件ABAQUS对空拔法和固定短芯棒法进行了模拟计算,得出拉拔模具最优的模角、变形区长度和拉拔力。通过分析得出,两道次固定短芯棒拉拔法可实现本新工艺。结合现场实验,测得成品方外边尺寸与模拟结果误差为0.26%,内圆径尺寸误差为0.01%,模拟结果较吻合。

再生粗骨料取代率对圆不锈钢管再生混凝土黏结性能的影响

为研究圆不锈钢管再生混凝土黏结性能,考虑再生粗骨料取代率不同设计了5个圆不锈钢管再生混凝土试件进行往复推出试验。根据试件破坏现象、黏结强度-滑移量曲线及荷载-钢管应变曲线等,分析试件黏结界面处的传力机制、黏结破坏类型、极限黏结强度及对应的滑移量。研究表明:黏结强度-滑移量曲线呈三段式分布,反复加载对黏结强度影响较大,黏结强度随再生粗骨料取代率的提高而逐渐降低。通过回归分析提出考虑再生粗骨料取代率、混凝土强度两个参数的黏结强度实用计算公式。

光滑不锈钢圆型材紊流摩擦系数研究

在雷诺数（Ｒｅ）为（１～１２）×１０４范围内，对饮料厂的卫生配管系统所用的光滑不锈钢圆型材进行了紊流摩擦系数的测试。在此基础上，分析了常用的６个经验公式计算值与实测值的误差，并提出了该种管子紊流摩擦系数经验公式。结果表明，舍维列夫式、全苏热工研究所式，布拉修斯式计算值与实测值基本一致，本文的经验式、上述３式的计算值与实测值的剩余方差分别为２．６１１×１Ｏ－７，２．８４１×１Ｏ－７，４．６５１×１０－７及５．０６９×１０－７。

内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土短柱轴压性能研究

为研究内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土短柱的轴压性能,进行了10根内置型钢的圆形截面不锈钢管混凝土短柱和2根圆形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验,并建立其有限元模型,开展了受力机理分析和参数分析。试验和受力机理分析结果表明:设置型钢后圆形截面不锈钢管混凝土短柱的承载力和延性系数分别平均提高了24%和80.3%;峰值荷载作用时,型钢的最大约束应力超过不锈钢管。参数分析结果表明:该类组合柱的承载力随材料强度、钢管含钢率和型钢含钢率的增大而增大,最大提高幅度为36.1%~81.94%;峰值应变随钢材强度或钢管含钢率的增大而增大,最大提高幅度为28.33%~136.09%;轴压刚度随混凝土强度、钢管含钢率和型钢含钢率的增大而增大,最大提高幅度为27.89%~49.1%。提出该类组合柱的轴压承载力、峰值应变和组合刚度的简化模型,简化模型计算值与有限元计算结果及实测结果吻合较好。

内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土柱滞回性能研究

为研究内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土柱的滞回性能,进行了6根内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土柱和3根圆形截面不锈钢管混凝土柱的滞回试验,主要参数为轴压比。试验结果表明:内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土柱的破坏模态均为压弯破坏,表现为钢管局部屈曲、型钢局部屈曲和混凝土压碎等,轴压比较小时,其不锈钢管还被拉裂;与圆形不锈钢管混凝土柱相比,其峰值荷载、位移延性系数、等效黏滞阻尼系数、累积耗能和抗弯刚度分别平均提高了34.2%、10.3%、20.4%、144.8%和3.0%。建立了该类组合柱的有限元模型,基于验证的有限元模型开展了参数分析,结果表明,构件的峰值荷载随着内置型钢含钢率、不锈钢管截面含钢率、型钢屈服强度、不锈钢屈服强度、混凝土强度以及型钢截面回转半径的增大而增大,但随着长细比及轴压比的增大而减小。建议了该类组合柱的P-Δ恢复力模型,其计算结果与试验结果吻合较好。

掺纳米二氧化硅不锈钢圆管混凝土短柱高温后轴压力学性能试验研究

通过对在混凝土中掺加不同掺量纳米SiO2的不锈钢圆管混凝土短柱在不同高温后的轴压试验,分析纳米SiO2掺量和高温对试件轴压承载力和破坏模式的影响,得到了荷载-位移曲线及荷载-应变曲线。研究结果表明:温度和纳米SiO2掺量对不锈钢圆管混凝土短柱的破坏模式影响较小。纳米SiO2不锈钢圆管混凝土短柱的轴压承载力、初始刚度及延性系数随温度的升高而降低,纳米SiO2掺量对不锈钢圆管混凝土短柱的轴压承载力影响呈现出离散性。当纳米SiO2掺量为1%时,不锈钢圆管混凝土短柱的轴压承载力最高,且随着纳米SiO2掺量的增加,试件的轴压承载力降低。温度对不锈钢圆管混凝土短柱的轴压承载力的影响随着纳米掺量的增加而增大。