CFRP環(huán)向約束圓鋼管混凝土扭轉(zhuǎn)性能試驗

表1試驗構(gòu)件尺寸 直徑d/mm 201.3 200.9 200.3 199.8 198.9 類型 空鋼管 鋼管混凝土 構(gòu)件 hc-200-2.0a hc-200-2.0b c-200-2.0a c-200-2.0b c-200-3.0 長度l/mm 400.0 397.5 401.0 400.0 398.0 厚度t/mm 1.98 2.00 1.99 2.00 2.98 混凝土 concrete 金偉良，張翔，陳駒 （浙江大學建筑工程學院，浙江杭州310058） abstract:aseriesofstubcolumntestswereperformedonthin-walledcircleconcrete-filledtubes.thetestspecimensincludeshollowsteel tubesandc

薄壁圓鋼管混凝土軸壓試驗研究——對于薄壁圓鋼管混凝土短柱進行了軸壓試驗研究，試驗構(gòu)件為空鋼管以及相同尺寸的鋼管混凝土，記錄分析了構(gòu)件的試驗現(xiàn)象、破壞形式、荷載一位移曲線。對所用自密實混凝土和耐候鋼做材性試驗。結(jié)果顯示：未經(jīng)振搗的自密實混凝土能...

對于薄壁圓鋼管混凝土短柱進行了軸壓試驗研究,試驗構(gòu)件為空鋼管以及相同尺寸的鋼管混凝土,記錄分析了構(gòu)件的試驗現(xiàn)象、破壞形式、荷載-位移曲線。對所用自密實混凝土和耐候鋼做材性試驗。結(jié)果顯示:未經(jīng)振搗的自密實混凝土能很好的填充鋼管并具有足夠的強度,薄壁鋼管混凝土破壞時鋼管有明顯的局部屈曲。并將試驗結(jié)果與計算的承載力進行了比較。

進行了3個剪跨比為1.5的圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱和1個鋼筋混凝土對比試件的擬靜力試驗研究,試驗中的主要參數(shù)為軸壓比(0.35,0.45和0.55)。試驗結(jié)果表明:鋼筋混凝土短柱的破壞模式為剪切破壞,延性和變形能力很差;圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的破壞模式為彎曲破壞,延性和變形能力優(yōu)越。外包鋼管對核心混凝土的約束作用限制了核心混凝土的受剪開裂,改變了鋼筋混凝土短柱的破壞模式,顯著提高了鋼筋混凝土短柱的受剪承載力、延性、變形能力和耗能性能。隨軸壓比的提高,圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的水平承載力提高,延性系數(shù)降低,但軸壓比對圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的極限變形能力無明顯影響。對鋼管的彈塑性應力分析結(jié)果表明:水平荷載施加過程中,鋼管并未受剪屈服。根據(jù)試驗結(jié)果建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的荷載-位移恢復力模型,提出了設計建議,可為工程實踐提供參考。

通過12根frp-圓鋼管混凝土試件和1根圓鋼管混凝土對比試件的抗剪試驗,研究環(huán)向包裹frp布時圓鋼管混凝土柱的受剪性能,分析了剪跨比、軸壓比、含鋼率、混凝土強度、frp布層數(shù)等對frp-圓鋼管混凝土柱受剪性能的影響。研究結(jié)果表明,從開始加載至frp布斷裂,frp布和鋼管保持協(xié)同工作,frp-圓鋼管混凝土柱具有良好的變形能力。剪跨比和含鋼率顯著影響frp-圓鋼管混凝土柱的受剪承載力,frp-圓鋼管混凝土柱受剪承載力隨剪跨比的增大而減小,隨含鋼率的增大而增大。增加frp布層數(shù)、提高混凝土強度和增大軸壓比均可小幅度提高frp-圓鋼管混凝土柱的受剪承載力。在試驗研究的基礎上,提出了frp-圓鋼管混凝土柱受剪承載力計算式,得出的計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。

圓鋼管混凝土短柱受壓力學性能的試驗研究——通過對9根圓鋼管混凝土短柱試件的試驗，首先對其破壞現(xiàn)象及機理進行分析；然后分別探討混凝土強度、長細比、偏心率三個因素對該類構(gòu)件力學性能的影響規(guī)律，指出偏心率是影響該類構(gòu)件力學性能的主要因素，短柱范疇內(nèi)...

對8個圓鋼管橡膠混凝土軸心受壓短柱進行試驗研究,探討橡膠粉取代率和橡膠粉粒徑對圓鋼管橡膠混凝土承載力的影響。采用有關設計規(guī)程包括:美國aci(2005)和aisc(2005)、日本aij(2008)、英國bs5400(2005)、歐洲ec4(2004)及中國dl/t5085—1999(1999)、db21/t1746—2009(2009)等對圓鋼管橡膠混凝土的承載力進行計算。結(jié)果表明:隨著橡膠粉取代率的增加和橡膠粉粒徑的增大,圓鋼管橡膠混凝土的承載力、剛度均有下降的趨勢;上述各設計規(guī)程均能較好地計算圓鋼管橡膠混凝土短柱的承載力,且計算結(jié)果偏于安全,其中,dl/t5085—1999與圓鋼管橡膠混凝土短柱試驗結(jié)果最為吻合。

圓鋼管混凝土偏壓柱的力學性能

利用有限元軟件ansys建模,對圓鋼管混凝土在循環(huán)荷載作用下全過程進行了非線性有限元計算,以模擬地震作用對圓鋼管混凝土實際受力性能。試驗表明:圓鋼管混凝土充分利用了鋼管與混凝土兩種材料的力學優(yōu)勢,是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)體系。

文章對3個圓鋼管和3個方鋼管再生混凝土柱在定常軸力作用下進行了水平低周反復荷載試驗，試驗主要考慮再生骨料替代率、軸壓比和鋼管壁厚3個參數(shù)變化對柱抗震性能的影響。試驗結(jié)果分析表明，隨著再生骨料取代率的增大，鋼管再生混凝土柱的水平承載力有所降低，延性和耗能能力略有下降；鋼管壁越厚，水平承載力越大，延性和耗能能力也越高；隨著軸壓比的增大，水平承載力有所提高，延性和耗能能力降低。試驗表明方、圓鋼管再生混凝土柱都具有良好的抗震性能，對比分析發(fā)現(xiàn)，在截面面積和用鋼量相近情況下，方鋼管柱的水平承載力和剛度比圓鋼管柱有較大提高，延性降低。

圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展和特點——本交介紹了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，并根據(jù)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，結(jié)合圓鋼管混凝土的典型工程應用實例，對鋼管混凝土的特點進行了分析。

cfrp環(huán)向約束方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件滯回性能——目的研究cfrp增強方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件在往復荷載作用下的力學性能．方法以4個cfrp環(huán)向約束方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的滯回性能試驗為基礎，對其跨中荷載一撓度(p一△)曲線、跨中彎矩一曲率(m一(b)曲線、跨中撓度一軸...

軸壓圓鋼管混凝土柱的極限分析——本文利用側(cè)限混凝土的本枸關系．舛鋼管混凝土圓柱在單調(diào)軸壓荷載作用下進行極限狀態(tài)分析，并提出了極限承載力和極限變形的計方法。

介紹了圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點,并系統(tǒng)闡述了我國近幾十年對圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀。指出了圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究方向和應用前景。

節(jié)點的耗能機制影響其耗能能力,對結(jié)構(gòu)整體的抗震性能影響顯著。通過對5個圓鋼管混凝土t形相貫節(jié)點和1個對比用圓鋼管t形相貫節(jié)點的軸向往復荷載試驗,觀察其破壞模式,分析節(jié)點軸向荷載-支管加載端軸向位移曲線。結(jié)果表明:圓鋼管混凝土t形相貫節(jié)點的破壞模式有主管受彎破壞、支管屈服破壞、支管屈曲破壞和焊縫破壞;軸向荷載作用下圓鋼管混凝土t形相貫節(jié)點的合理耗能機制是支管屈曲或屈服耗能。在抗震設防區(qū)應通過合理的設計使節(jié)點的破壞模式為支管屈服或屈曲破壞。

進行了20個圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的軸壓力學性能試驗研究,試驗中的主要參數(shù)為鋼管徑厚比(50、70和100),混凝土強度(c50和c80)和鋼管屈服強度(q235和q345)。試驗結(jié)果表明:圓鋼管約束鋼筋混凝土柱中被分隔鋼管的高度對構(gòu)件的軸壓承載力和延性無明顯影響;隨鋼管徑厚比增大和混凝土強度的提高,構(gòu)件的延性降低;隨鋼管屈服強度的提高,構(gòu)件的軸壓承載力提高,但鋼管屈服強度對構(gòu)件的延性無明顯影響。對鋼管的應力分析結(jié)果表明,圓鋼管約束鋼筋混凝土軸壓短柱的峰值荷載點對應于鋼管的屈服點。根據(jù)試驗結(jié)果和鋼管的應力分析結(jié)果建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的軸壓承載力公式,提出了設計建議。

在鋼管混凝土構(gòu)件內(nèi)部配置型鋼可顯著提高其受力特性。在合理選取材料本構(gòu)模型的基礎上,基于abaqus軟件建立了內(nèi)配型鋼圓形鋼管混凝土短柱荷載-變形全過程分析的數(shù)值模型,并與其他研究者完成的相關試驗構(gòu)件結(jié)果進行了對比,總體上數(shù)值計算結(jié)果和試驗結(jié)果吻合良好。基于此模型,對其在軸壓荷載受力全過程、典型破壞形態(tài)以及各部件的荷載分配進行了較全面分析。結(jié)果表明:內(nèi)部型鋼的存在可顯著提高構(gòu)件承載力,并有效增強核心混凝土的被動約束效應;型鋼截面形式不同,對內(nèi)部混凝土的約束效果不同,從而引起核心混凝土的應力分布有所不同。本文分析結(jié)果可進一步完善內(nèi)配型鋼的圓鋼管混凝土構(gòu)件力學性能的理論研究,也可為相關工程應用提供參考。

為研究鋼梁-圓鋼管混凝土柱穿心連接的抗震性能,進行了3個大尺寸鋼梁根部翼緣不處理的標準型、翼緣削弱型及翼緣擴大型節(jié)點試件的擬靜力試驗。試驗結(jié)果表明:試件的破壞形態(tài)為鋼梁根部坡口焊縫與鋼管之間開裂,鋼梁端部翼緣局部屈曲;鋼梁懸臂端的極限位移角達0.04左右;鋼梁固端彎矩-懸臂端轉(zhuǎn)角滯回曲線飽滿;翼緣削弱型試件的極限承載力為標準型試件的78%。建議在抗震設計的建筑工程中,鋼梁-圓鋼管混凝土柱可采用梁端部翼緣不處理的標準型穿心連接。

為研究加強墊板對承受支管軸力和主管軸力的n形圓鋼管相貫節(jié)點靜力性能的影響,對未加強節(jié)點和墊板加強節(jié)點試件進行了試驗研究,并運用有限元方法對試驗節(jié)點進行了非線性分析。比較試驗與有限元分析得到的極限承載力結(jié)果和破壞模式,發(fā)現(xiàn)二者吻合較好。改變墊板各幾何參數(shù),對加強節(jié)點進行有限元分析。結(jié)果表明,加強墊板可以降低節(jié)點應力集中系數(shù)、減小局部變形、提高節(jié)點極限承載力;增大墊板長度和弧度對節(jié)點極限承載力的影響很小,而增大墊板厚度可有效提高節(jié)點極限承載力,但當墊板厚度增大到一定值時,再增加墊板厚度對節(jié)點極限承載力提高無益而對結(jié)構(gòu)整體受力不利。

參照普通混凝土配合比設計方法,按照再生粗骨料摻入量0、25%、50%、75%和100%制作了長徑比為4.0、徑厚比為20.75的共五組15個試件,進行軸心受壓試驗,研究不同再生粗骨料取代率對圓鋼管再生混凝土短柱承載能力的影響。結(jié)果表明:鋼管再生混凝土柱的軸壓破壞形態(tài)與鋼管普通混凝土柱相似,鋼管再生混凝土柱的實測彈性極限荷載比鋼管普通混凝土柱低,且隨再生粗骨料取代率的增加而降低,和再生粗骨料取代率成反比關系。在摻入量合適的情況下,圓鋼管再生混凝土柱應用實際是可行的。

為了進一步在實際工程中推廣應用橡膠混凝土,進行了六根圓鋼管橡膠混凝土柱和三根圓鋼管普通混凝土柱的軸壓性能試驗。分析了混凝土強度、橡膠顆粒摻量對鋼管混凝土柱軸壓性能的影響,并與普通鋼管混凝土柱進行了對比。試驗結(jié)果表明:隨著混凝土強度的增加,鋼管橡膠混凝土短柱的承載力不斷提高,延性逐漸減小;隨著橡膠顆粒摻量的增加,鋼管橡膠混凝土短柱的承載力不斷提高,延性逐漸提高。

cfrp鋼管混凝土軸壓長柱試驗研究 作者：顧威，趙穎華，guwei，zhaoyinghua 作者單位：顧威,guwei(遼寧省交通高等專科學校,遼寧沈陽,110122)，趙穎華,zhaoyinghua(大連海 事大學,遼寧大連,116026) 刊名： 土木工程學報 英文刊名：chinacivilengineeringjournal 年，卷(期)：2007，40(11) 被引用次數(shù)：1次 參考文獻(10條) 1.顧威.趙穎華.尚東偉cfrp鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析[期刊論文]-工程力學2006(01) 2.顧威.關崇偉.趙穎華圓cfrp鋼復合管混凝土軸壓短柱試驗研究[期刊論文]-沈陽建筑工程學院學報(自然科學版) 2004(02) 3.zhaoyinghua.guwei.wangqingliexperim