哑铃形截面钢管混凝土短柱紧箍力有限元分析

为了解钢骨-钢管混凝土柱力学性能,设计制作9根钢骨-l形截面钢管混凝土短柱,并进行轴压承载力试验,分析套箍指标、配骨指标等因素对钢骨-l形截面钢管混凝土柱轴压性能的影响。试验研究表明,在轴心压力作用下,设置了钢骨的l形截面钢管混凝土柱的极限承载力有所提高,能够延缓钢管过早发生局部屈曲,从而提高了短柱的延性。

为了解钢骨-钢管混凝土柱力学性能,设计制作9个钢骨-t形截面钢管混凝土短柱,并进行轴心受压承载力试验。分析了套箍系数、配骨指标对钢骨-t形截面钢管混凝土柱轴压性能的影响。试验研究表明,在轴心受压作用下,设置了钢骨的t形截面钢管混凝土柱的极限承载力有所提高,钢骨的设置能改善钢管对核心混凝土的约束作用,可延迟或避免钢管在应力状态达到屈服前发生局部屈曲而导致构件的过早破坏,从而大幅度提高t形钢管混凝土柱的延性和极限承载力。

在4种无初应力的哑铃型钢管混凝土柱极限承载力计算方法的基础上,引入考虑初应力影响的折减系数,得到了考虑初应力影响的哑铃型钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算公式;通过合理地考虑中间主应力和材料拉压比对哑铃型钢管混凝土短柱轴压极限承载力的影响,提出了一种新的基于双剪统一强度理论的计算方法。将各种计算方法的计算值与试验值进行比较,验证了本文计算公式的合理性,并分析了各种方法的基本特点,可供工程应用参考。

在轴压试验结果的基础上,选择合理的材料本构关系模型,应用有限元软件abaqus对空心圆钢管混凝土短柱进行了有限元模拟,着重讨论了有限元模型的建立方法,并通过模拟结果与试验结果的对比验证了有限元模型的合理性。

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。

钢管混凝土哑铃形轴压短柱试验——进行了10根钢管混凝土哑铃形短柱轴压的试验，本文介绍了试验设计、试验装置和试验情况，并对试验结果进行了分析。

高强钢管混凝土短柱轴压承载力试验和有限元分析

介绍了脱空钢管混凝土偏心受压有限元建模方法,提出了偏心受压脱空钢管混凝土考虑脱空率影响的核心混凝土应力-应变关系,并利用ansys程序对不同脱空率和偏心率的脱空钢管混凝土短柱进行非线性有限元计算。计算结果表明,脱空率和偏心率的增大明显地削弱了钢管对核心混凝土的套箍作用。最后,将计算结果与现有试验研究成果进行对比分析,两者的结果总体上吻合较好。

采用ansys软件,对薄壁方钢管混凝土短柱的承载性能进行非线性有限元分析。考虑轴压作用下带肋与不带肋两种截面形式的薄壁方钢管混凝土短柱力学性能,并得出其破坏模态,计算结果与试验结果吻合较好。针对该类构件,探讨加劲肋和钢管强度对其承载力的影响。结果表明,设置加劲肋能有效提高薄壁方钢管混凝土短柱的轴压承载力,与不带肋短柱相比,带肋薄壁方钢管混凝土短柱的轴压承载力提高了10.0%～13.9%。

基于混凝土的塑性损伤模型及钢材的塑性流动模型,建立了双钢管混凝土轴压柱有限元模型.在此基础上,对双钢管混凝土轴压短柱的载荷-位移曲线进行了研究,重点分析了内外钢管之间的相互作用机理,影响该组合柱力学性能的主要因素.结果表明,内径大小及厚度的变化,对外径的约束力有明显的影响;同时,外径尺寸的变化对内径的约束力也有影响;试件的承载力随着核心混凝土强度、内外钢管的直径及壁厚的增大而增加.计算结果和试验结果总体上吻合良好.

以核心膨胀混凝土的膨胀效应等效为普通混凝土与温度场耦合产生的膨胀效应,借助有限元分析软件abaqus,考虑材料本构关系的非线性以及受力过程中材料poisson比的变化等因素,建立了方钢管膨胀混凝土短柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算等效模型,讨论了钢管与核心膨胀混凝土之间的接触压力、荷载对核心膨胀混凝土纵向应力分布的影响以及钢管对核心膨胀混凝土的约束效应等问题。研究结果表明,当轴压荷载接近极限荷载时,钢管对核心混凝土开始产生约束效应,约束压力迅速增大,且约束效应主要集中在两对角区域。

http://www.***.*** -1- 钢管混凝土柱-钢梁节点有限元分析 林明森 武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉(430070) e-mail：lms1683@163.com 摘要：对规范推荐的钢管混凝土柱-钢梁节点进行力学性能研究，在试验的背景下，利用 有限元分析软件ansys9.0建模，在同时考虑几何非线性和材料非线性下进行有限元分析， 对比试验与有限元分析结果，比较模型分析截面尺寸、梁柱线刚度比、轴压比等因素对节点 刚度的影响。对模型的适用性进行评价，并对此节点的适用性及构造提出改进意见。 关键词：钢管混凝土，梁柱节点，有限元分析，节点力学性能 中图分类号：tu398+.9 0.引言 近年来，随着高层建筑的迅速发展，钢管混凝土结构在高层建筑中应用越来越广泛，钢 管混凝土结构组合形式即弥补钢材和混凝土各自的缺点，又

通过有限元软件ansys对设有双t加劲板连接件的方钢管混凝土柱—钢梁节点进行了空间非线性分析,研究节点区在单调荷载和低周反复荷载作用下的受力机理,指出方钢管混凝土柱—钢梁节点具有优良的延性及耗能能力,且加劲板的设置有效地降低了节点区的应力集中。

矩形中空夹层钢管混凝土轴压性能有限元分析——利用ansys软件对矩形中空夹层钢管混凝土柱这一新型构件的轴压性能，从加载到破坏全过程的力学行为进行了非线性有限元分析。分析模型考虑了钢材和混凝土材料非线性的本构关系，得到轴压短柱加载全过程的荷载一应变...

钢管混凝土短柱装置的隔震性能分析——介绍了钢管混凝土短柱装置及其隔震原理．对一座六层非隔震小型空心砌块砌体房屋和隔震小型空心砌块砌体房屋进行了非线性地震反应分析，考察了短柱装置的特性及其隔震效果．计算结果表明，钢管混凝土短柱装置具有良好的隔震...

http://www.***.*** -1- 轴压圆钢管混凝土柱有限元分析 杨成臣 武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉（430070） e-mail：syncimaster@hotmail.com 摘要：通过优选合理的本构关系和单元属性，对钢管混凝土柱进行了非线性有限元分析。 其中钢管采用理想弹塑性本构关系模型，核心混凝土采用约束混凝土本构关系模型。数值分 析中分析了6个圆钢管混凝土柱在轴向压力作用下的静力性能，分析结果与试验结果吻合较 好，证实了该模型的合理性，可为今后的分析提供一定的参考。 关键词：圆钢管混凝土柱，有限元分析，极限承载力 1.前言 钢管混凝土结构已在现代建筑中得到了广泛的应用，其基本力学性能的研究在国内外均 取得了丰富的成果。在非线性数值分析方面，由于钢管混凝土是一种组合材料，钢管与混凝 土的组合作用，以及混凝土本身的本构关

为了研究中空钢管混凝土(hcfst)短柱的轴压性能,本文采用有限元软件abaqus对5根已有中空钢管混凝土短柱轴压试验进行数值模拟分析。通过选择合理的材料本构模型,建立该类短柱的有限元模型,获得轴压短柱的荷载-位移全过程曲线,与已有的试验结果进行对比,二者吻合良好。验证了本文有限元建模方法的合理性和可实施性,为中空钢管混凝土短柱在实际工程中的推广应用提供技术支撑。

以再生粗骨料取代率和钢管壁厚为主要变化参数,研究t形钢管再生混凝土短柱的轴压性能,应用有限元软件abaqus对轴压短柱试件进行了模拟,分析了再生骨料取代率和钢管壁厚对钢管再生混凝土轴压短柱力学性能的影响,得出构件核心区混凝土的荷载-变形曲线和应力-应变曲线的变化规律。结果表明:同t形钢管普通混凝土短柱相比,t形钢管再生混凝土短柱表现出较好的力学性能;钢管混凝土轴压短柱中钢管和混凝土相互作用的机理同样适用于t形钢管再生混凝土轴压短柱;当核心区为再生混凝土时,需要钢管的约束力更大。

钢管混凝土轴压中长柱非线性有限元分析——文中应用ansys软件对钢管混凝土轴心受压中长柱的试验进行了全过程模拟，计算结果与试验结果符合较好，证明了应用ansys有限元程序对钢管混凝土受压中长柱进行分析具备可行性，其结论可供确定稳定承载力参考。

轴压钢管混凝土柱非线性有限元分析——本文介绍了方钢管混凝土柱的三维非线形有限元分析方法,并用该方法分析了两组6个方钢管混凝土轴压短柱的力学性能,有限元计算的极限荷载和荷载应变曲线与试验结果吻合较好。本文方法对于钢管混凝土柱的非线性分析具有借鉴意...

介绍了带环筋的穿心暗牛腿钢管混凝土柱节点的有限元分析结果,并与试验结果进行了比较,数据表明有限元能较好模拟节点受力情况,可以作为试验的有效补充进一步分析节点的受力机理。从试验及有限元两方面均表明此带环筋的穿心暗牛腿钢管混凝土柱节点是一种传力直接、延性好、施工方便、有良好工程应用前景的节点。