方形薄壁钢管轻骨料混凝土短柱轴压性能的试验研究

运用统一强度理论,考虑中间主应力的影响,引入参数αu,βu确定薄壁钢管在极限荷载时的环向拉应力σθ、纵向压应力σz和径向压应力σr,并考虑轻骨料混凝土与普通混凝土多轴强度准则差异的影响,推导出薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱的极限承载力公式,并对影响因素进行了分析。将本文计算结果与文献试验数据进行比较,结果吻合良好,表明将统一强度理论运用于薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱承载力计算是可行的。该结果为薄壁钢管轻骨料混凝土的优化设计提供了一定的理论依据。

为改善方形薄壁钢管混凝土矩柱的力学性能。本文提出了设置纵向劲肋的截面形式,进行了3种截面形式共有9个短柱试件的轴压试验。通过对各种截面形式短柱的试验现象、荷载-位移曲线及极限承载力等的研究,证明纵向加劲肋可有效提高薄壁钢管混凝土短柱的静力性能。

通过20个薄壁钢管再生混合短柱的轴压试验,分析了废弃混凝土类型、废弃混凝土混合比、新旧混凝土强度差等因素对试件荷载-变形曲线的影响。对比分析了国内外相关公式预测试件轴压承载力的有效性;在横截面积和用钢量相同的情况下,对比了钢筋混凝土短柱与试件的轴压承载力。研究表明:混合比相近时,节段型钢管再生混合短柱的轴压承载力大于块体型钢管再生混合短柱;块体型钢管再生混合短柱的混合比在25%~35%之间变化时,其轴压承载力变化不大;节段型钢管再生混合短柱的混合比在35%~50%之间变化时,其轴压承载力变化不大;强度差小于15mpa时,块体型和节段型钢管再生混合短柱在上述各自混合比范围内,具有与全现浇钢管混凝土短柱相近的轴压承载力。

圆形薄壁钢管混凝土柱轴压性能的试验研究——制作了8根薄壁圆形钢管混凝土柱试件，进行了薄壁圆形钢管混凝土柱的轴心受压试验，考察径厚比、长径比和环箍等因素对其受压性能的影响。对试验现象、破坏形态进行了描述，量测并分析了试件的极限承载力、钢管壁的纵...

制作了8根薄壁圆形钢管混凝土柱试件,进行了薄壁圆形钢管混凝土柱的轴心受压试验,考察径厚比、长径比和环箍等因素对其受压性能的影响。对试验现象、破坏形态进行了描述,量测并分析了试件的极限承载力、钢管壁的纵向与横向应变。研究结果表明,圆形薄壁钢管对核心混凝土有着较好的约束作用,但径厚比对约束程度的影响并不明显,圆形薄壁钢管柱的承载力较名义承载力有显著提高;长径比越大,圆形薄壁钢管越容易发生屈曲;环箍能对薄壁钢管提供较好约束,延缓钢管的局部屈曲,提高柱的承载力。

以方形薄壁钢管混凝土柱截面的设肋形式和轴压比为主要参数,进行了9根柱子的滞回性能试验研究。分析了在往复荷载作用下方形薄壁钢管混凝土柱荷载-位移关系曲线的特点以及承载能力、骨架曲线、能量耗散等的变化规律。结果表明,双向设肋柱抗震性能更好。

薄壁钢管混凝土短柱轴压力学性能试验研究

通过26根圆形、方形和八边形薄壁钢管混凝土短柱的轴压试验,研究了不同截面形状、宽(径)厚比、混凝土强度等级、含钢率等参数对薄壁钢管混凝土短柱轴压力学性能的影响。试验表明,由于有内填混凝土的支撑作用,钢管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高,与常规壁厚的钢管混凝土短柱的轴压破坏模式相比也有较大的变化。通过试验数据的回归分析,提出了薄壁钢管混凝土短柱极限轴心抗压承载力的实用计算公式,探讨了短柱的截面形状、宽厚比、混凝土强度等级、含钢率等因素对其受力性能的影响

对8根方形和八边形薄壁钢管混凝土长柱的轴压性能进行了试验研究,柱的长宽比为14～40,管壁板件的宽厚比为67～125。试验结果表明,方形薄壁钢管混凝土长柱的轴压破坏为弯曲屈曲破坏,八边形薄壁钢管混凝土长柱的破坏主要表现为强度破坏,破坏之前钢管均发生了局部屈曲现象。柱子的承载力随着长细比的增加而显著下降。在薄壁钢管混凝土短柱试验结果的基础上,线性回归了方形轴压长柱极限承载力折减系数,在上述长宽比的范围内,公式计算值与试验结果吻合良好

薄壁钢管混凝土轴压短柱力学性能研究——对7种不同截面形式的12根钢管混凝土短柱进行了轴压力学性能试验，观察了12根短柱的试验过程和破坏形态，获得轴压短柱的荷载一位移曲线，分析了套箍系数对轴压短柱力学性能的影响；基于试验荷载一位移曲线，给出短柱的极...

对7种不同截面形式的12根钢管混凝土短柱进行了轴压力学性能试验,观察了12根短柱的试验过程和破坏形态,获得轴压短柱的荷载-位移曲线,分析了套箍系数ξ对轴压短柱力学性能的影响;基于试验荷载-位移曲线,给出短柱的极限承载力,为不同截面形式的钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式的建立提供依据。

为研究薄壁钢管混凝土柱的耐火性能,进行4个方形薄壁钢管混凝土柱在标准升温曲线下的耐火试验。试验参数为荷载偏心率、是否设置加劲肋以及是否设置防火保护。基于试验结果,研究方形薄壁钢管混凝土柱在高温下的破坏模态、温度场分布和耐火极限,并将其耐火性能和普通钢管混凝土柱进行比较。试验结果表明,方形薄壁钢管混凝土柱具有较好的耐火性能。

进行了6组共12根薄壁方钢管轻骨料混凝土短柱的轴压试验研究,考虑冷弯效应、管壁的有效宽度,计算推导了核心混凝土的提高系数表达式kc。提出了核心轻骨料混凝土的本构关系,通过数值计算对薄壁方钢管轻骨料混凝土短柱的轴力-应变全过程进行分析的构件的全过程曲线,与试验结果比较吻合较好。在上述基础上提出了轴压承载力的简化计算方法,取得令人满意的计算结果。

本文采用abaqus有限元程序,对冷弯薄壁方钢管轻质混凝土短柱进行非线性有限元分析,计算和分析了冷弯薄壁方形钢管轻质混凝土短柱轴压时的荷载-位移全过程关系曲线。研究表明,设加劲肋能有效改善冷弯薄壁方钢管轻质混凝土短柱的承载能力。同时,研究了设肋方式、钢材强度、混凝土强度和钢管厚度对冷弯薄壁方钢管轻质混凝土短柱承载性能的影响。

为改善薄壁钢管混凝土柱的力学性能,提出了设冷弯直肋方形薄壁钢管混凝土柱的新型结构形式。进行了无肋、单向设直肋和双向设直肋的3种截面形式、200mm×200mm和300mm×300mm两种截面尺寸的18个薄壁钢管混凝土轴压短柱的试验。结果表明:设肋的薄壁钢管混凝土短柱以剪切破坏模式为主;肋与混凝土在试件破坏之前,均能保持良好粘结。截面为200mm×200mm设直肋的短柱能达到较高的极限承载力,与无肋的试件相比,单向设直肋短柱的极限承载力提高了15%,双向设直肋的提高了26%。采用有限元程序abaqus6.4进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好;通过数值计算,研究了截面尺寸相同的素混凝土短柱及无肋、单向、双向设直肋薄壁钢管混凝土轴压短柱的柱中截面混凝土纵向应力的分布规律,为深入开展设肋薄壁钢管混凝土短柱的研究提供了依据。

为改善薄壁钢管混凝土柱的力学性能,提出了内部设置横向对拉片的薄壁钢管混凝土柱的新型结构形式。通过对无对拉片、单向和双向设置对拉片3种截面形式、2种对拉片纵向设置间距为100mm和200mm的15个薄壁钢管混凝土轴压短柱的试验研究,比较和分析了构件的试验现象、破坏形式、荷载-位移曲线等。结果显示:设对拉片的薄壁钢管混凝土短柱以剪切破坏模式为主,对拉片与混凝土的粘结在短柱压溃之前均能保持共同工作;设置间距为100mm时,对拉片能有效改善薄壁钢管混凝土短柱的工作性能,与无对拉片试件相比,设置单向对拉片短柱的极限承载力提高了22.5%,设置双向对拉片的提高了27.4%;设置间距为200mm时,对拉片对短柱的极限承载力提高的作用不大。因此对拉片的间距是影响试件承载力的主要因素,间距越密承载力越高。采用有限元程序abaqus6.4对试件进行了分析,计算与试验结果吻合较好;通过研究各试件柱中截面混凝土的纵向应力分布情况,阐述了设对拉片短柱的受力机理。

对轴向局部压力作用下的薄壁钢管混凝土(stcc)短柱进行受力性能的试验分析,共测试了46个试验构件,其中有36个stcc构件和10个素混凝土构件。主要参数有:1)截面类型:圆形和方形;2)局部受压面积比(混凝土横截面面积与局部受压面积之比):1~25;3)钢管宽度(或直径)与壁厚的比率,b(或d)/t:52.1~104.7。结果发现,复合截面的弯曲极限强度会随局部受压面积比的增加而减小;对钢管核心区混凝土的约束作用和局部加载stcc构件的极限强度会随着钢管宽度(或直径)与厚度之比值的增加而减小。分析同时发现,在局部轴压作用下,一般圆形钢管比方形管能更好地约束核心混凝土。

方形薄壁钢管混凝土柱管壁的宽厚比限值

方形薄壁钢管在内部填有混凝土后,其局部屈曲承载力有所提高.通过对方钢管与混凝土相互作用的分析,得出薄壁钢板在双向应力下的临界屈曲系数.计算结果表明,该临界屈曲系数随着薄壁钢板宽厚比的减小而略有增大,并保持在100左右.从而可以确定方形薄壁钢管混凝土柱管壁的宽厚比限值b/t.

从厚壁圆筒和薄壁圆筒的界限出发,应用双剪统一强度理论,在厚壁圆筒统一强度理论解的基础上,推导出适合厚、薄壁钢管混凝土轴心受压短柱的极限承载力统一计算公式。并用该公式对文献资料数据进行了计算对比,结果吻合良好,验证了公式的合理性。同时分析了拉压比、材料强度参数和套箍指标对极限承载力的影响,以及侧向约束应力与径厚比d/t的关系。该结果为钢管混凝土柱的承载力计算提供了一定的理论依据。

对冷弯薄壁c型钢轴压短柱的受力性能和破坏模式进行了试验研究.设计的截面形式为用节点板和螺栓连接的双肢背对背c型钢,试件共7个,并对其进行了轴压承载力试验.研究了该短柱在轴向压力作用下c型钢型号(翼缘宽厚比)、节点板厚度和节点板间距对短柱受力性能的影响.

厚、薄壁钢管混凝土轴压短柱承载力的统一解——从厚壁圆筒和薄壁圆筒的界限出发，应用双剪统一强度理论，在厚壁圆筒统一强度理论解的基础上，推导出适合厚、薄壁钢管混凝土轴心受压短柱的极限承载力统一计算公式。并用该公式对文献资料数据进行了计算对比，结果...