方钢管-钢骨混凝土双向偏压试件试验与理论

通过6根钢骨-方钢管混凝土组合短柱的偏心受压试验,研究该组合柱的受力性能.试验结果表明:钢骨-方钢管混凝土偏心受压组合短柱试件的破坏是由于方钢管局部出现凸曲而导致承载力的下降而引起的;混凝土的强度、方钢管的宽厚比和钢骨的用量都对组合柱的受力性能有着显著影响;通过截面应变分析,可以近似地认为偏心受压组合柱符合平截面假定.

进行了9根方钢管钢骨混凝土双向偏压柱试验,研究其破坏形态,分析荷载与纵向应变关系及长细比、加载方向等参数变化对双偏压柱受力性能的影响。结果表明:当荷载达到极限荷载的50%～70%,钢管的受压区开始屈服;当荷载达到极限荷载的80%～90%,钢骨的受压区开始屈服。在试验参数范围内,加载角度的变化对偏压柱的受力性能影响不大。通过有限元法建立计算模型,模型计算结果与试验结果吻合很好。在此基础上,通过变化计算参数,分析了不同长细比、偏心距条件下,加载角度对偏压柱受力性能的影响。结果表明,随着长细比及偏心距的增大,加载角度的变化对双偏压柱受力性能的影响也越来越大。

高温后方钢管混凝土双向偏压构件试验——为了更好地对高温作用后钢管混凝土的残余力学性能进行评估(特别是双向偏心构件的力学性能)，为制订火灾作用后钢管混凝土的残余力学性能鉴定标准积累素材．笔者对恒高温作用后方钢管混凝土双向偏压构件的力学性能进行了1...

为了进一步研究方钢管-钢骨混凝土偏心受压柱的力学性能,采用叠加法推导了其在钢管、钢骨受拉、受压区屈服条件下的承载力计算公式;分析了长细比、偏心率、套箍率、配骨率等参数对偏压构件承载力的影响;通过算例对偏压柱正截面承载力的计算过程进行了演示。结果表明:偏心率的增大使承载力迅速降低;随着长细比的增加,构件的承载力呈直线下降;套箍率、配骨率的增加可以显著提高构件的承载力;得出的偏压承载力的计算公式可用于承载力复核,为方钢管-钢骨混凝土偏压柱设计提供参考。

运用统一强度理论,考虑中间主应力及钢管对混凝土的约束作用,在研究轴心受压承载能力的基础上,引入偏心率和长细比对柱承载力的影响,同时用厚边比影响的等效约束折减系数和混凝土强度折减系数对承载力进行折减,在厚壁圆筒统一强度理论解的基础上得出了方钢管-钢骨混凝土柱偏压极限承载力的计算公式。与有关文献试验结果进行了比较,吻合较好,验证了公式的正确性及可行性。结果表明:该公式有较强的适用性,为方钢管-钢骨混凝土柱偏压承载力分析提供了一定的理论依据,对理论研究和工程设计有一定的参考。

针对混凝土中的钢骨锈蚀后,钢骨的周围产生锈胀力,随着锈蚀程度的增加,钢骨锈胀力将导致混凝土保护层开裂,影响钢骨混凝土结构耐久性的问题,应用弹性力学的方法建立了混凝土锈胀开裂时方钢管锈蚀量的计算模型,得到了钢骨锈蚀量的计算公式,并对影响钢骨锈蚀量的因素进行了分析.分析结果表明,钢骨锈蚀量随着混凝土保护层厚度、钢管内径的增加和混凝土强度等级的提高而加大,随着钢管外径和铁锈膨胀率的增加而减小.

通过14根组合柱试件在高轴向压力和低周反复水平荷载作用下的试验,研究了钢骨-方钢管高强混凝土柱的抗震性能。试验结果表明,该组合柱滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力;轴压比、混凝土强度、宽厚比、含骨率等参数对组合柱的极限承载力和刚度具有显著影响,但是延性和耗能主要受轴压比和含骨率影响,其中轴压比是最主要的因素;钢骨的加入使方钢管高强混凝土柱的位移延性系数有了显著提高,但是当内填混凝土强度很高时,为了满足抗震设计的要求,保证组合柱具有良好的延性,仍有必要对其轴压比的限值作出规定。研究成果可为钢骨-方钢管高强混凝土柱在高烈度地震区的应用提供参考。

目的研究十字形钢骨混凝土异形柱的破坏机理、受力性能及变形能力.方法通过对6个十字形钢骨混凝土异形柱进行双向偏心受压承载力的试验研究,观察了不同含钢率、不同偏心距异形柱的受力过程和破坏形态;分析了钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下破坏特点,荷载-位移曲线及骨架曲线、承载力、位移延性等力学性能.结果明确了钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下的破坏特征,钢骨混凝土异形柱钢骨翼缘的存在对其内部混凝土起到了约束作用.随着含钢率的增加,构件的承载力及延性相应得到提高.结论钢骨混凝土异形柱具有很高的承载能力和很好的延性,十字形钢骨混凝土异形柱可以在工程中推广使用.

本文对影响新老混凝土粘结面断裂性能的主要因素进行了简要分析，提出了新老混凝土表面处理方法及粘结材料的特性和作用。

内置cfrp圆管的方钢管混凝土中长柱偏压试验——通过对1o根内置碳纤维复合材料(cfrp)圆管的方钢管高强混凝土柱和4根方钢管高强混凝土柱的承载力进行对比试验，分析了cfrp含量、偏心距和长细比等参数对试件性能的影响。结果表明：在长细比相同的条件下，随着偏心...

通过对10根内置碳纤维复合材料(cfrp)圆管的方钢管高强混凝土柱和4根方钢管高强混凝土柱的承载力进行对比试验,分析了cfrp含量、偏心距和长细比等参数对试件性能的影响。结果表明:在长细比相同的条件下,随着偏心距的增大,相同cfrp含量的方钢管高强混凝土柱承载力降低;在长细比和偏心距相同的情况下,随着cfrp含量的增加,方钢管高强混凝土柱承载力有显著提高,对核心混凝土约束效应增加,增强了构件的延性;随着长细比的增大,相同cfrp含量和相同偏心距的方钢管高强混凝土柱承载力降低。试验结果为进一步分析和推导承载力公式打下了基础。

方钢管混凝土偏压柱受力性能的试验研究——以偏心率、长细比和混凝土强度为参数，通过15根方钢管混凝土柱的偏心受压试验，研究了该种构件的受力性能．结果表明，偏心率和长细比是影响方钢管混凝土柱承载力的主要因素，随偏心率增大，紧箍力对提高核心混凝土强度...

通过对2榀比例为1∶4的结构模型室内静力试验,研究重庆国际大厦工程中预应力钢骨混凝土(prestressedsteelreinforcedconcrete,psrc)巨型三角形支托刚架的受力性能及破坏形态等设计问题.结果表明,参照普通预应力构件的计算方法,psrc构件的高含钢率对短期预应力建立无不利影响;平截面假定对普通钢骨混凝土构件和psrc构件都成立;建议对支托刚架的承载力极限状态考虑两道安全防线;拉杆设计应偏于安全以开裂作为首要控制目标;上部节点区所配斜向箍筋在出现裂缝后发挥明显作用,应同时作为受拉钢筋和箍筋来对待,其他节点区的水平箍筋可按构造要求配置.

钢骨混凝土l形柱抗震性能试验研究——对4个钢骨混凝土(src)l形柱试件进行低周反复加载试验，观察了两种不同配钢形式的钢骨混凝土l形柱在沿工程轴方向加载和斜向加载的受力全过程和破坏形态．分析了钢骨混凝土l形柱的破坏特点，给出了荷载一位移滞回曲线、承载力...

进行了20个方钢管约束钢筋混凝土短柱的轴压力学性能试验研究,试验的主要参数为钢管宽厚比(50,70和100)和混凝土强度(c50,c80)。试验结果表明:方钢管约束钢筋混凝土柱中被分隔钢管的高度对其轴压承载力和延性无明显影响。随钢管宽厚比增大和混凝土强度的提高,轴压短柱的延性降低。采用弹塑性应力分析方法对钢管进行了全过程应力分析,分析结果表明,方钢管约束钢筋混凝土轴压短柱的峰值荷载点并不对应钢管的屈服点,钢管在轴压短柱达到峰值荷载后屈服。根据试验结果和钢管的应力分析结果,建立了方钢管约束钢筋混凝土短柱的轴压承载力计算式,试验结果与计算结果吻合良好。并提出了设计建议。

钢骨-方钢管自密实高强混凝土柱是一种重载柱设计的新模式.为了研究该组合柱的轴压稳定性能,以长细比(λ)为主要参数,进行了8根组合长柱的轴心受压试验.试验结果表明:由于内填混凝土和钢骨的存在,组合柱试件具有良好的稳定性能;在研究的长细比范围内(λ=11~43),所有试件都具有较高的承载力和一定的延性,但是其承载能力和延性随长细比的增大明显降低.最后给出了钢骨-方钢管自密实高强混凝土柱的轴压承载力计算公式,公式计算值与试验值吻合良好.

从提高钢管与混凝土自然粘结强度的角度,采用内置花纹的钢管进行9个方钢管混凝土的推出试验。考虑混凝土强度、花纹凸起高度2个因素的影响,得出钢管的荷载-滑移曲线、钢管应变沿纵向分布及特征粘结强度的大小。综合考虑这2个影响因素,统计回归出特征粘结强度的计算公式。试验结果表明,将花纹钢管引入钢管混凝土中,可显著提高钢管与混凝土界面上的极限粘结强度,同时极限粘结强度随花纹凸起高度的增大而增大;特征粘结强度的回归公式能够很好地拟合试验结果。

对9根方钢管珊瑚混凝土短柱进行了轴压试验研究,以试件高度、方钢管壁厚及截面边长为变量,探究了含钢率、长细比对极限承载力的影响。通过引入核心珊瑚混凝土强度提高系数,分析了套箍增强作用。将核心珊瑚混凝土分为有效约束区和非有效约束区,并分别进行了受力分析,提出了承载力计算公式,并比较了计算结果与试验结果,以验证其合理性。

当前,方钢管混凝土柱-钢梁半刚性节点的应用越来越广泛,但国内对这种半刚性节点受力性能的认识还很不完善。通过4组方钢管混凝土柱-钢梁长螺栓式半刚性节点在低周往复荷载下受力性能的试验,探究此类节点的受力机理和破坏形态。通过对4组试验滞回曲线、刚度退化、延性与耗能指标的分析得出此种节点有良好的耗能性能,可为钢结构节点设计提供一些参考和借鉴。

钢骨-方钢管高强混凝土柱的轴压比限值——以轴压比为主要参数，对l4根反复荷载作用下的钢骨一方钢管高强混凝土柱进行研究．结果表明，钢骨的加入使方钢管高强混凝土柱的位移延性系数显著提高，但轴压比仍是影响其组合柱延性的主要因素；组合柱的位移延性系数uδ...

为了分析方钢管钢骨混凝土轴压柱的工作机理,采用ansys有限元软件对其轴压柱受力进行了全过程数值模拟.结果表明,采用修正的方钢管内核心约束混凝土本构关系模型可以很好地模拟极限承载力及峰值应变;有限单元在发生highdistortion以前的下降段与试验曲线变化基本一致,但其后的变形不能代表真实的受力状态.因此,利用ansys进行钢管钢骨高强混凝土的弹性与弹塑性分析结构是可行的.

为了进一步研究方钢管-钢骨高强混凝土轴心受压短柱的特性,综合考虑钢骨存在对混凝土的影响,修正了方钢管混凝土核心约束混凝土应力-应变模型;采用纤维模型法编制了非线性分析程序,计算了荷载-纵向应变关系曲线,并与有关文献的试验曲线进行了对比,计算结果与试验结果吻合得很好.最后,通过对大量计算结果的回归分析,得出了实用的轴压短柱承载力计算公式.