不同加固方式下普通磚柱軸心受壓試驗對比

鋼筋砼圍套加固軸心受壓磚柱若干問題

基于碳纖維布加固實心黏土磚柱的試驗研究與有限元分析,研究了碳纖維環(huán)箍加固的軸心受壓實心粘土磚柱極限承載力及其受力性能,并分析了碳纖維布加固軸心受壓粘土磚柱的受力特點及影響承載力、延性的因素。研究表明:碳纖維布提供的緊箍力使實心黏土磚柱的承載力和延性都得到較大提高。通過考察cfrp布加固的實心黏土磚柱的荷載-變形關系,cfrp的應力-應變發(fā)展,進一步證實了cfrp不對實心黏土磚柱加固的有效性。

通過研究分析,得出蒸壓粉煤灰普通磚砌體柱極限承載力試驗值都高于理論極限承載力,這說明按照砌體結構設計規(guī)范公式計算蒸壓粉煤灰普通磚柱的承載力是可靠的。

通過對7組粘貼玻璃纖維布(gfrp)的實心黏土磚軸心受壓短柱及1組對比柱在單調荷載作用下的試驗研究,比較分析了不同長細比和不同frp加固量等參數(shù)對加固磚柱的承載力、延性和破壞形態(tài)的影響。試驗表明:橫向粘貼gfrp布能有效地提高軸心受壓短柱的承載力,柱的延性得到顯著改善。

采用碳纖維布分別對未加載及加載至破壞的實心粘土磚柱進行環(huán)包加固,通過試驗研究了碳纖維環(huán)箍加固的軸心受壓實心粘土磚柱極限承載力的提高幅度及其受力性能,并對其受力特點及影響其承載力、延性的因素進行分析。試驗結果表明,碳纖維布提供的緊箍力使實心粘土磚柱的強度和延性都得到較大提高。碳纖維布的輕質高強、耐腐蝕等特性使其可以應用在歷史性磚砌體建筑的加固工程中。

鋼管混凝土軸心受壓柱徐變試驗研究——就加膨脹荊能夠提高鋼管混凝土的徐變性能進行分析，并根據(jù)理論公式和實測徐變系數(shù)進行了徐變系數(shù)公式擬合，對比研究了膨脹混凝土和普通混凝土在鋼管約束狀態(tài)下的徐變性能，實驗結果表明：加膨脹劑鋼管混凝土使受荷初期鋼管...

焊接h型pec組合短柱軸心受壓試驗研究——為了研究這種新型組合柱的受力性能，對9個焊接普通h型鋼部分包裹混凝土組合短柱進行了軸壓試驗，試驗主要考慮禽鋼率、翼緣寬厚比、橫向系桿間距等對柱子的極限承載力的影響。通過分析得出，在不同含鋼率下，影響pec短柱...

為了研究這種新型組合柱的受力性能,對9個焊接普通h型鋼部分包裹混凝土組合短柱進行了軸壓試驗,試驗主要考慮含鋼率、翼緣寬厚比、橫向系桿間距等對柱子的極限承載力的影響。通過分析得出,在不同含鋼率下,影響pec短柱承載力的因素。同時含鋼率大小直接影響柱極限承載能力。

為考察核心高強混凝土柱的受力性能,進行了16根軸心受壓核心高強混凝土短柱的試驗研究,.單軸受壓時核心高強混凝土的峰值壓應變高于外圍普通混凝土的峰值壓應變,由加載到破壞的過程中,外圍普通混凝土先達到峰值壓應變,核心高強混凝土后達到峰值壓應變.所考察柱的軸心受壓正截面承載力由核心高強混凝土和外圍普通混凝土共同提供,但核心高強混凝土和外圍普通混凝土所提供的抗力需分別乘以考慮兩部分混凝土峰值壓應變不同的抗力調整系數(shù)n1和n2.基于16個試件的試驗結果和189根核心高強混凝土柱的數(shù)值計算結果,擬合得到了核心高強混凝土抗力調整系數(shù)n1和外圍普通混凝土抗力調整系數(shù)n2的表達式.按照建議公式所得軸心受壓承載力計算值與試件的抗力試驗值吻合良好.

《鋼結構設計規(guī)范》gb50017-2003認為:單軸對稱的t型鋼軸心壓桿繞對稱軸的穩(wěn)定性是彎扭失穩(wěn)問題。本次試驗發(fā)現(xiàn),剖分t型鋼軸壓桿有必要做彎扭屈曲驗算,計算方法采用換算長細比法。結果表明:換算長細比法能夠確保安全,被廣泛采用。

通過對6根粘貼鋼套管加固的方形截面混凝土試件和3根未加固的對比試件的試驗,研究了鋼加固混凝土短柱的軸心受壓性能和約束機理。6個被加固試件中,其中3個試件在加固前施加了預壓荷載。試驗研究發(fā)現(xiàn)預先受力試件的承載力和極限變形能力略小于一次受力試件,但不論是在一次受力還是預先受力狀態(tài)下,鋼加固都能有效的提高混凝土短柱的抗壓承載力。

為了研究纖維增強材料加固磚柱的軸壓性能,進行了17個(6組)玻璃纖維增強材料條帶加固磚砌體柱的軸心受壓試驗。試驗結果表明:這種加固方式能不同程度提高磚柱的承載力,還能有效地提高磚柱的峰值應變與極限應變,同時,對改善磚柱的抗壓剛度以及延性發(fā)揮了很好的作用。

為研究frp-混凝土-鋼雙壁空心管長柱的軸心受壓性能,完成了3根長細比分別為16.8、16.9和33.7的試件試驗。試件為失穩(wěn)破壞。試驗結果表明,長細比增大,承載能力和變形能力下降。通過分析本文和有關文獻的試驗結果,提出了考慮長細比影響的雙壁空心管長柱軸心受壓承載力計算公式,計算結果與試驗結果符合較好。

在輸電線路桿塔體系中,采用frp等邊角材構件將具有良好的經(jīng)濟效益。本文通過軸壓試驗對frp等邊角材構件進行研究,并將試驗所得的穩(wěn)定系數(shù)與國內外的鋼結構規(guī)范計算的穩(wěn)定系數(shù)進行比較,發(fā)現(xiàn)基于鋼結構材質的穩(wěn)定系數(shù)計算值與本試驗值有較大差異,不能很好地適用于frp材質。于是,本文在參考他人研究成果的基礎上,擬合了一個簡明的穩(wěn)定系數(shù)表達式,此擬合公式的計算值與試驗值吻合較好,可供用于設計參考。

進行了18組軸心受壓鋼管混凝土曲桿的試驗,研究了管截面形狀(圓形、方形)、初始位移(0～30mm)及長細比(20和60)對曲桿性能的影響。分析鋼管混凝土曲桿的性能和破壞模型,并與無初始應變的偏心受壓普通鋼管混凝土比較。采用有限元模型,分析了軸心受壓下鋼管混凝土曲桿的全范圍荷載-位移曲線。最后,將試驗結果與aij-2008、aisc-2005、bs5400-2005、dbj/t13-51-2010、ec4-2005等現(xiàn)行規(guī)范進行對比分析。

通過對混凝土普通磚砌體受壓試驗結果的對比和分析,討論混凝土普通磚砌體在豎向壓力作用下裂縫的發(fā)展特點和變形規(guī)律;建立了混凝土普通磚砌體抗壓強度的計算公式并提出抗壓強度設計值的建議取值。試驗研究結果表明,混凝土普通磚砌體具有較高的受壓承載力,在正常的使用狀態(tài)下不會出現(xiàn)裂縫,可成為替代黏土磚的一種新型承重墻體材料。

介紹分析了在鋼管混凝土短柱中配置縱向鋼筋的試驗及結果,研究表明,與普通的鋼管混凝土柱相比,配筋鋼管混凝土柱的承載力和變形性能都有較大的提高,因此可以采用在鋼管內配置縱向鋼筋的方法來減小鋼管的壁厚,使得受火鋼管退出工作后,仍能成為鋼筋混凝土柱而具有一定的承載能力。

鋼骨高強混凝土軸心受壓短柱的試驗研究——鋼骨混凝土結構是高層建筑經(jīng)常采用的結構形式，但涉及高強混凝土與型鋼結合形成的鋼骨高強混凝土結構性能國內外研究則很少。對鋼骨高強混凝土軸壓短柱的含鋼率、配箍率等問題進行了試驗研究，研究成果可為今后鋼骨高強...

為研究外方內圓復合鋼管高強混凝土短柱軸心受壓性能,完成了三組共23個試件的軸壓試驗和典型試件的非線性有限元分析。試驗結果表明:各試件的破壞形態(tài)基本相同,為方鋼管向外鼓曲,方鋼管與圓鋼管之間的混凝土酥松、局部壓碎;試驗結束時,試件縱向應變達到0.09～0.11,尚能承擔約70%的峰值豎向力;按文獻[8]有關公式計算得到的試件壓縮剛度平均值為實測值的83.6%;采用圓鋼管對其管內混凝土提供約束,方鋼管對混凝土不提供約束、但提供軸壓承載力的計算假定,試件軸心受壓承載力計算值與試驗值吻合良好;非線性有限元計算得到的豎向力-縱向應變曲線及破壞過程與試驗結果符合較好。

通過對6根型鋼異形截面柱和兩根普通鋼筋混凝土異形截面柱的軸心承載力的試驗研究,對型鋼異形截面柱的受壓性能進行分析,提出了型鋼異形截面柱軸心受壓承載力的計算公式,計算值與試驗結果吻合較好。試驗結果表明,型鋼異形截面柱的塑性要優(yōu)于普通型鋼異形截面柱的塑性。

本文對4根h型截面鋼柱進行了火災行為的試驗研究。全部火災試驗采用自行研制的火災試驗爐,試驗結果表明爐子性能穩(wěn)定,使用方便。試驗采用足尺試驗形式,柱長3300mm。鋼柱軸心受壓,其中兩個限制軸向變形,另兩個不限制軸向變形。柱兩端采用單向刀口支座,允許鋼柱繞強軸轉動。鋼柱試驗中考慮荷載大小和是否限制軸向變形兩個因素。通過試驗,得出了鋼柱在火災下的側向變形和軸向變形隨溫度變化情況。試驗證明:鋼柱受火時,軸向變形明顯的分為膨脹階段和壓縮階段。壓縮階段很短,一旦進入壓縮階段,鋼柱很快破壞。鋼柱受到的外加荷載越大,其極限溫度越低。限制軸向變形的鋼柱極限溫度降低。試驗研究為今后鋼結構火災行為研究提供了依據(jù)。

為了研究高強鋼中厚板焊接箱形柱的極限承載力,以11mm厚國產(chǎn)q460高強鋼中厚板制作了7個焊接箱形柱進行軸心受壓試驗。試件共包含寬厚比8、12、18三種截面,長細比分別為35、50、70。根據(jù)試件的實測尺寸、鋼材的力學性能建立有限元模型,以初始缺陷的形式考慮了試件的初始撓度、初始偏心及焊接殘余應力,分析預測了試件的極限承載力。試驗結果表明,高強鋼焊接箱形柱穩(wěn)定系數(shù)采用gb50017—2003《鋼結構設計規(guī)范》中的c類截面柱子曲線偏保守,試驗結果平均曲線更接近b類截面曲線,但仍需進一步驗證。分析結果表明,考慮了初始缺陷的有限元模型可準確預測柱的極限承載力,可以作為試驗數(shù)據(jù)的補充。