不銹鋼管混凝土短柱及細(xì)長(zhǎng)柱性能

在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)代建筑中,拱橋結(jié)構(gòu)以及高層建筑等等工程越來(lái)越廣泛的運(yùn)用到了鋼管混凝土,所以為了預(yù)防受到外部災(zāi)害的影響,例如地震、火災(zāi)等,我們必須將對(duì)鋼管混凝土的加固和修復(fù)放到重要的研究計(jì)劃和課題中。

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在給定的混凝土、鋼材和鋼筋三軸本構(gòu)關(guān)系模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法,對(duì)配筋鋼管混凝土柱常溫下的力學(xué)性能進(jìn)行了分析,導(dǎo)出配筋鋼管混凝土柱承載力的理論計(jì)算公式,并用文獻(xiàn)中的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)公式進(jìn)行校核,符合良好。

在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下,對(duì)5個(gè)足尺圓形和方形不銹鋼管混凝土柱(cfsst)進(jìn)行軸向壓縮試驗(yàn),以研究其性能。外管采用s30408級(jí)(en1.4301或aisi304)奧氏體不銹鋼,核心混凝土采用自密實(shí)混凝土。試驗(yàn)參數(shù)包括荷載水平、截面類型和尺寸。對(duì)試件的截面溫度分布、軸向變形和抗火性進(jìn)行了測(cè)試和總結(jié),建立有限元模型進(jìn)一步研究高溫下cfsst柱的破壞機(jī)理。最后,將cfsst柱的變形發(fā)展和失效模式與鋼管混凝土柱進(jìn)行比較,研究?jī)煞N組合柱抗火性能的差異。

綜　述 不銹鋼管混凝土的發(fā)展綜述 廖飛宇 1,2 　陶　忠 3 (11清華大學(xué)土木工程系,北京　100084;21福建農(nóng)林大學(xué)交通學(xué)院,福州　350002; 31福州大學(xué)土木工程學(xué)院,福州　350108) 　　摘　要:新型不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)兼有不銹鋼和普通鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn),具有良好的力學(xué)性能和優(yōu)越的 耐久性能,在海洋環(huán)境的建筑和橋梁以及一些對(duì)耐久性和美觀要求較高的重要建筑結(jié)構(gòu)中具有較好的應(yīng)用 前景。在闡述不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析其與普通鋼管混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能存 在的差異,并對(duì)需要進(jìn)一步開(kāi)展的研究工作進(jìn)行探討。 　　關(guān)鍵詞:不銹鋼;鋼管混凝土;力學(xué)性能;耐火性能 thestate2of2the2artofconcrete2filledstainlesssteeltubularstructures lia

新型不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)兼有不銹鋼和普通鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn),具有良好的力學(xué)性能和優(yōu)越的耐久性能,在海洋環(huán)境的建筑和橋梁以及一些對(duì)耐久性和美觀要求較高的重要建筑結(jié)構(gòu)中具有較好的應(yīng)用前景。在闡述不銹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析其與普通鋼管混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能存在的差異,并對(duì)需要進(jìn)一步開(kāi)展的研究工作進(jìn)行探討。

不銹鋼管混凝土是一種新型組合結(jié)構(gòu),在土木工程領(lǐng)域有很大的應(yīng)用空間。采用abaqus軟件,建立3維非線性有限元模型,考慮了材料非線性、鋼材的應(yīng)力強(qiáng)化及初始幾何缺陷。根據(jù)荷載-位移曲線和極限承載力結(jié)果可知,試驗(yàn)與有限元結(jié)果吻合較好。通過(guò)數(shù)值計(jì)算結(jié)果,對(duì)不銹鋼組合柱與碳素鋼組合柱進(jìn)行比較。最后提出簡(jiǎn)化模型,用以計(jì)算不銹鋼管混凝土方形柱的極限承載力。

變剛度鋼管混凝土短柱隔震裝置的試驗(yàn)研究——本文提出了變剛度鋼管混凝土短柱隔震裝置的設(shè)想，進(jìn)行了足尺隔震裝置滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦兩種方案的偽靜力試驗(yàn)，結(jié)果表明本文裝置具有較好的耗能能力、延性及變剛度特性，能夠在中小震時(shí)起到較好的隔震效果，在大震...

鋼管混凝土短柱計(jì)算方法比較研究——在總結(jié)國(guó)內(nèi)外鋼管混凝土短柱計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，結(jié)合試驗(yàn)中的矩形鋼管混凝土短柱，應(yīng)用相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，指出采用疊加理論的aij計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

針對(duì)frp等距環(huán)肋加強(qiáng)的鋼管混凝土柱,將frp環(huán)肋與鋼管間的集中線荷載展為沿軸向變化的富氏級(jí)數(shù),將應(yīng)力和位移看作一組"初等解"和一組"修正解"的疊加;"初等解"即為一般的二維理論所得的解答,而"修正解"應(yīng)用勒夫(love)位移函數(shù)法求得。并用frp環(huán)肋與鋼管表面位移連續(xù)條件,確定frp環(huán)肋與鋼管相互作用的未知線荷載,由此求得該問(wèn)題的彈性理論解。通過(guò)計(jì)算實(shí)例表明,解的收斂性良好。

為了解鋼骨-鋼管混凝土柱力學(xué)性能,設(shè)計(jì)制作9根鋼骨-l形截面鋼管混凝土短柱,并進(jìn)行軸壓承載力試驗(yàn),分析套箍指標(biāo)、配骨指標(biāo)等因素對(duì)鋼骨-l形截面鋼管混凝土柱軸壓性能的影響。試驗(yàn)研究表明,在軸心壓力作用下,設(shè)置了鋼骨的l形截面鋼管混凝土柱的極限承載力有所提高,能夠延緩鋼管過(guò)早發(fā)生局部屈曲,從而提高了短柱的延性。

為了解鋼骨-鋼管混凝土柱力學(xué)性能,設(shè)計(jì)制作9個(gè)鋼骨-t形截面鋼管混凝土短柱,并進(jìn)行軸心受壓承載力試驗(yàn)。分析了套箍系數(shù)、配骨指標(biāo)對(duì)鋼骨-t形截面鋼管混凝土柱軸壓性能的影響。試驗(yàn)研究表明,在軸心受壓作用下,設(shè)置了鋼骨的t形截面鋼管混凝土柱的極限承載力有所提高,鋼骨的設(shè)置能改善鋼管對(duì)核心混凝土的約束作用,可延遲或避免鋼管在應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到屈服前發(fā)生局部屈曲而導(dǎo)致構(gòu)件的過(guò)早破壞,從而大幅度提高t形鋼管混凝土柱的延性和極限承載力。

鋼管混凝土軸壓中長(zhǎng)柱的極限狀態(tài)分析——為了深入地研究鋼管混凝土中長(zhǎng)柱極限狀態(tài)時(shí)的受力性能和影響因素，得到較為簡(jiǎn)捷的承載力計(jì)算公式，經(jīng)過(guò)對(duì)l4根鋼管混凝土中長(zhǎng)柱承載力的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)長(zhǎng)細(xì)比范圍內(nèi)鋼管混凝土柱的承載能力對(duì)長(zhǎng)細(xì)比并不敏感，經(jīng)分析...

cfrp鋼管混凝土長(zhǎng)柱承載力的研究——通過(guò)對(duì)cfrp鋼管混凝土和鋼管混凝土兩種構(gòu)件軸壓短柱的研究與比較，分析了cfrp鋼管混凝土新型構(gòu)件與鋼管混凝土構(gòu)件的差別與聯(lián)系，為cfrp鋼管混凝土長(zhǎng)柱承載力計(jì)算打下基礎(chǔ)；并對(duì)cfrp鋼管混凝土長(zhǎng)柱進(jìn)行了試驗(yàn)研究，探討cfrp鋼...

已有研究表明,鋼管混凝土柱和frp約束混凝土柱承載力的計(jì)算方法不適用于frp約束鋼管混凝土柱承載力的計(jì)算。為研究frp約束鋼管混凝土長(zhǎng)柱的承載力,本文以鋼管約束效應(yīng)系數(shù)ξs和frp約束效應(yīng)系數(shù)ξf為主要參數(shù),考慮混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)frp約束鋼管混凝土柱承載力提高效果的調(diào)整系數(shù),建立了frp約束鋼管混凝土短柱承載力的計(jì)算模型。在此基礎(chǔ)上,分別引入鋼管混凝土穩(wěn)定系數(shù)φs和frp約束混凝土柱穩(wěn)定系數(shù)φf(shuō),建立frp約束鋼管混凝土長(zhǎng)柱的承載力計(jì)算模型。并將模型的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

wrc-t鋼管混凝土短柱軸心受壓力學(xué)性能——目的了解wrc—t鋼管混凝土柱的破壞形態(tài)、受力和變形性能，考察約束效應(yīng)系數(shù)、長(zhǎng)細(xì)比、肢長(zhǎng)腹比等參數(shù)的影響，探討極限承載力計(jì)算方法．方法設(shè)計(jì)制作20個(gè)wrc～t鋼管混凝土短柱試件，通過(guò)軸心受壓試驗(yàn)，實(shí)測(cè)試件的荷載一...

在給定的混凝土、鋼材和鋼筋三軸本構(gòu)關(guān)系模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法,對(duì)配筋鋼管混凝土柱常溫下的力學(xué)性能進(jìn)行了分析,導(dǎo)出配筋鋼管混凝土柱承載力的理論計(jì)算公式,并用文獻(xiàn)中的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)公式進(jìn)行校核,符合良好。

通過(guò)26根圓形、方形和八邊形薄壁鋼管混凝土短柱的軸壓試驗(yàn),研究了不同截面形狀、寬(徑)厚比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、含鋼率等參數(shù)對(duì)薄壁鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)表明,由于有內(nèi)填混凝土的支撐作用,鋼管壁的局部屈曲和屈曲后的性能有很大提高,與常規(guī)壁厚的鋼管混凝土短柱的軸壓破壞模式相比也有較大的變化。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸分析,提出了薄壁鋼管混凝土短柱極限軸心抗壓承載力的實(shí)用計(jì)算公式,探討了短柱的截面形狀、寬厚比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、含鋼率等因素對(duì)其受力性能的影響

在復(fù)式鋼管混凝土短柱和塑管混凝土短柱的研究基礎(chǔ)上,提出一種新型的組合柱:實(shí)心塑—鋼管混凝土短柱,即以塑管來(lái)取代復(fù)式鋼管混凝土短柱的外鋼管而形成的承壓構(gòu)件。通過(guò)改變內(nèi)鋼管的徑厚比、外塑管的厚度以及混凝土的強(qiáng)度等級(jí)來(lái)研究該新型組合柱的基本力學(xué)性能,同時(shí)還研究了frp的加固方式對(duì)組合柱承載能力的影響,包括組合柱在軸向荷載作用下的宏觀變形特征、破壞模式以及荷載和縱向應(yīng)變的關(guān)系。

cfrp鋼管混凝土軸壓長(zhǎng)柱試驗(yàn)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(xué)校,遼寧沈陽(yáng),110122)，趙穎華,zhaoyinghua(大連海 事大學(xué),遼寧大連,116026) 刊名： 土木工程學(xué)報(bào) 英文刊名：chinacivilengineeringjournal 年，卷(期)：2007，40(11) 被引用次數(shù)：1次 參考文獻(xiàn)(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(xué)2006(01) 2.顧威.關(guān)崇偉.趙穎華圓cfrp鋼復(fù)合管混凝土軸壓短柱試驗(yàn)研究[期刊論文]-沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2004(02) 3.zhaoyinghua.guwei.wangqingliexperim

基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論,借助鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力計(jì)算公式的推導(dǎo),得出了極限狀態(tài)時(shí)鋼管和混凝土之間的側(cè)壓力,提出了界限套箍系數(shù)的概念,并給出界限套箍系數(shù)的計(jì)算公式,同時(shí)分析了不同套箍系數(shù)時(shí)鋼管的三向應(yīng)力和鋼管混凝土短柱的軸壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線出現(xiàn)不同發(fā)展趨勢(shì)的原因,且理論分析得出的結(jié)論與相關(guān)文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果一致,說(shuō)明分析過(guò)程的合理性;最后對(duì)影響因素進(jìn)行了分析,根據(jù)分析結(jié)果提出了實(shí)用建議,并發(fā)現(xiàn)相關(guān)參考文獻(xiàn)的界限套箍系數(shù)為該研究結(jié)果的特例。

目前,雖然錐形中空鋼管混凝土(cfdst)柱被用于中國(guó)的輸電塔中,但是關(guān)于這類輸電塔中構(gòu)件性能的信息仍很缺乏。因此,本文對(duì)錐形cfdst短柱的軸壓性能進(jìn)行研究。研究的參數(shù)包括錐角和截面尺寸。通過(guò)建立有限元模型分析錐形構(gòu)件的性能。結(jié)果表明,鋼管和夾層混凝土不受錐角影響,能夠很好地協(xié)同工作。錐形cfdst短柱的失效模式與直線型的類似,失效出現(xiàn)在最小截面附近。通過(guò)應(yīng)力分析討論錐形構(gòu)件的約束效應(yīng)。最后,給出用于計(jì)算錐形cfdst短柱極限強(qiáng)度的建議公式。