復合鋼管高強混凝土短柱軸心受壓性能試驗與分析

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...

本文在對12根柱試件在彈性階段的軸壓復合剛度的試驗研究的基礎上,參考大量文獻、規(guī)程,分別計算核心鋼管混凝土和外圍鋼筋混凝土復合剛度,進行疊加得到鋼管高強混凝土核心柱復合剛度,所得結果與試驗結果較為一致.

鋼管高強混凝土軸壓短柱承載力性能的試驗研究——本文報導了21個鋼管混凝土軸壓短柱的試驗研究，其中l(wèi)8個鋼管高強混凝土試件，3個普通鋼管混凝土試件。試驗的主要參數(shù)是套箍系數(shù)。研究結果表明，當套箍系數(shù)較小時鋼管徑向變形對鋼管高強混凝土極限承載力有影響...

為避免柱角凸出室內,方便房間布置,提出一種適用于中高層建筑的重載組合柱———鋼骨-t形鋼管混凝土柱?？紤]配骨指標、套箍指標等參數(shù)的影響,應用正交試驗方法設計試驗構件,通過軸心受壓試驗,考察試件的破壞形態(tài),實測試件的荷載-縱向應變曲線和強度承載力,分析各參數(shù)對試件軸心受壓力學性能的影響。通過試驗值的回歸和理論計算值的比較,提出鋼骨-t形鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力計算公式。試驗表明,鋼管、混凝土和鋼骨三者能很好地協(xié)同工作,柱承載力較高。所提出的計算公式可供工程設計參考。

鋼管高強膨脹混凝土軸壓短柱試驗研究——由于鋼管高強膨脹混凝土與普通鋼筋混凝土相比，混凝土的材料性質有改變，必然會引起試件的力學性能的改變，在研究鋼管高強膨脹混凝土的力學性能時，不可能完全沿用現(xiàn)有的普通鋼管混凝土的研究成果，因此，有必要對鋼管高...

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...

基于隨機有限元的可靠度研究方法對鋼管混凝土軸心受壓短構件進行了可靠度分析,分析結果表明:在各隨機變量中,材料彈性模量對鋼管混凝土軸心受壓短柱可靠度指標影響最大,幾何尺寸隨機變量次之。

對鋼骨-方鋼管自密實高強混凝土短柱的軸壓力學性能進行了試驗研究和理論分析。通過13根短柱試件的軸壓試驗,研究了混凝土的強度、方鋼管的寬厚比和型鋼的用量等因素對該組合柱受力性能的影響。試驗結果表明,方鋼管、混凝土和鋼骨的協(xié)同工作使該組合柱具有很高的承載力和很好的延性,其中方鋼管的寬厚比是影響核心混凝土強度提高的主要因素,而混凝土的強度、方鋼管的寬厚比和型鋼的用量等因素對構件延性的提高均具有顯著影響。在試驗研究的基礎上提出了核心約束混凝土的應力-應變模型,并利用該模型對鋼骨-方鋼管自密實高強混凝土軸心受壓短柱的荷載-軸向變形關系曲線進行了計算,計算得到的極限承載力和峰值荷載后的變形規(guī)律均與試驗結果吻合良好。該模型還可用于抗震結構中組合柱彎矩-曲率關系曲線的分析。

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。

HRB600級鋼筋高強混凝土柱的軸心受壓性能

本文對3根冷彎型方鋼管高強混凝土短柱進行了軸心受壓試驗,并分析了冷彎型方鋼管高強混凝土軸心受壓短柱的受力性能及變形特點。提出了典型荷載-應變全過程曲線,并分析了各階段的受力性能。得到如下結論:冷彎型方鋼管高強混凝土短柱充分利用了高強混凝土抗壓與鋼材抗拉的材性特點,其極限承載力較普通方鋼管混凝土更高;短柱試件承載力的下降取決于方鋼管的局部屈曲與核心混凝土失去三向受力狀態(tài)并被壓碎的程度;冷彎型方鋼管高強混凝土的極限承載力本質上主要由冷彎型方鋼管局部屈曲控制;冷彎型方鋼管高強混凝土軸壓短柱后期延性較差,但含鋼率越大,其后期殘余承載力越大。

通過9個部分包裹混凝土組合短柱軸心受壓性能的試驗,對這種組合短柱的破壞模式和影響其極限承載力的因素進行了研究.試驗設計分別考慮了含鋼率、鋼系桿間距對構件性能的影響.試件截面尺寸為200mm×200mm,長度均為800mm,鋼系桿直徑取為10mm.研究結果表明,這種組合短柱的破壞模式是翼緣局部屈曲,混凝土被壓碎.橫向系桿的設置加強了對混凝土的約束,系桿間距越小越能提高柱子的延性,但是在達到極限荷載之前,系桿應力并未達到屈服.基于試驗研究結果,建立了軸壓短柱承載力計算公式,可以用來預估組合柱的極限承載力.

采用統(tǒng)一強度理論對內圓外方復合鋼管高強混凝土短柱的受壓承載力進行了理論分析,考慮了內、外兩層鋼管對內層混凝土的雙重約束作用以及中間主應力和偏心距的影響,分別推導得出了內圓外方復合鋼管高強混凝土短柱軸心受壓、偏心受壓極限承載力計算公式。通過與相關文獻資料試驗實測數(shù)據進行對比,驗證了公式的可行性和正確性,分析結果表明,內、外鋼管對于其軸壓極限承載力的主要貢獻是對混凝土提供了約束作用,而不是自身的軸向承載貢獻,研究成果可為工程實踐提供參考。

通過14個鋼管超高強石渣混凝土短柱試件的軸壓試驗,考察其破壞形態(tài),分析混凝土強度、試件的直徑、徑厚比等參數(shù)對其力學特性的影響。試驗結果表明:以較低的水泥消耗量配制的超高強石渣混凝土填充至鋼管內,鋼管與核心混凝土界面密實,沒有脫空的現(xiàn)象;在試驗參數(shù)范圍內,試件的套箍指標和混凝土強度是影響其靜力特性的主要因素,試件的峰值荷載、低谷荷載及二次峰值荷載與核心混凝土的名義承載力(fcac)之比基本與套箍指標成線性關系,但變化規(guī)律有別;試件的荷載-軸向平均應變曲線可以分為四個階段,即彈性階段、彈塑性階段、荷載下降階段和荷載回升階段;套箍指標較小時,彈塑性段較短,下降段陡峭,峰值荷載后荷載下降幅值較大;套箍指標較大時,彈塑性上升段和荷載下降變形曲線較平緩,峰值荷載后荷載下降幅值較小;所有試件都呈剪切型的破壞特征,有較高的殘余承載力和良好的延性;最后,給出了經回歸分析得到與試驗結果比較吻合的鋼管超高強石渣混凝土短柱軸心受壓承載力的計算公式。

為了研究高強箍筋約束高強混凝土短柱在地震作用下的抗震性能,采用建研式加載裝置,通過14根高強混凝土短柱試件的低周反復加載試驗,研究了高強箍筋約束高強混凝土短柱的破壞形態(tài)、滯回性能、骨架曲線、變形和延性、耗能能力以及高強箍筋的應力發(fā)揮水平和受剪承載力計算等,分析了軸壓比、剪跨比、箍筋強度、箍筋間距、箍筋形式和混凝土強度等因素對短柱破壞形態(tài)、滯回性能和承載力的影響。結果表明:短柱破壞形態(tài)受設計參數(shù)的影響有剪切破壞和剪切黏結破壞兩類;與普通強度箍筋混凝土短柱相比,高強箍筋高強混凝土短柱在節(jié)約材料的同時具有優(yōu)越的抗震性能和抗倒塌能力;達到極限荷載后,箍筋的應變發(fā)展較快,高強箍筋的強度發(fā)揮充分,短柱的抗震性能明顯改善;通過對高強箍筋應力取值進行適當修正,采用gb50010—2010規(guī)范公式計算高強箍筋高強混凝土短柱的受剪承載力是可行的。

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。

為研究鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力與鋼管的作用,通過理論分析,建立了鋼管約束承載力提高系數(shù)λ與套箍指標、鋼管縱向應力和環(huán)向應力的關系。通過對124根軸心受壓鋼管混凝土短柱試驗結果的分析,建立了λ與套箍指標和鋼管屈服強度的關系式,提出了引入λ的鋼管混凝土短柱軸心受壓承載力計算公式。公式反映了鋼管的直接承載作用和約束作用的大小,計算結果與試驗結果符合良好。

wrc-t鋼管混凝土短柱軸心受壓力學性能——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，考察約束效應系數(shù)、長細比、肢長腹比等參數(shù)的影響，探討極限承載力計算方法．方法設計制作20個wrc～t鋼管混凝土短柱試件，通過軸心受壓試驗，實測試件的荷載一...

為了進一步研究方鋼管-鋼骨高強混凝土軸心受壓短柱的特性,綜合考慮鋼骨存在對混凝土的影響,修正了方鋼管混凝土核心約束混凝土應力-應變模型;采用纖維模型法編制了非線性分析程序,計算了荷載-縱向應變關系曲線,并與有關文獻的試驗曲線進行了對比,計算結果與試驗結果吻合得很好.最后,通過對大量計算結果的回歸分析,得出了實用的軸壓短柱承載力計算公式.

提出了一種重載柱設計的模式,即型鋼-方鋼管自密實高強混凝土柱。該組合柱是在方鋼管中填充自密實高強混凝土和型鋼而形成。通過13根型鋼-方鋼管自密實高強混凝土短柱的軸心受壓試驗,研究了該組合柱的受力性能。試驗結果表明自密實試件與經過振搗的試件的受力性能幾乎沒有差別;型鋼的存在有效地延緩或抑制了高強混凝土中剪切裂縫的產生從而提高了構件的延性;混凝土強度、方鋼管的寬厚比和型鋼的用量對構件的強度和延性有著顯著影響。最后給出了型鋼-方鋼管自密實高強混凝土軸心受壓短柱強度承載力的計算公式,計算結果與試驗結果吻合良好。

圓鋼管高強混凝土軸壓短柱剝離分析——以36根圓鋼管混凝土短柱軸壓試驗為基礎，采用混凝土處于三向應力狀態(tài)，鋼材處于平面應力狀態(tài)的假定，根據測定的逐級荷載下試件中截面處鋼管外表面的縱向應變和橫向應變，利用數(shù)值分析的方法，剝離出鋼管和混凝土各自受力情...

為研究frp-混凝土-鋼雙壁空心管短柱的軸壓性能,完成了3個圓鋼管短柱和10個雙壁空心管短柱試件的軸心抗壓試驗。結果表明:雙壁空心管短柱內層鋼管受到管內混凝土的徑向壓力,屈曲被延遲;管內混凝土受到外層frp管和內層鋼管的共同約束;試件具有良好的延性。在軸壓力作用下,圓鋼管短柱的破壞形態(tài)與其徑厚比有關。雙壁空心管短柱在軸壓作用下有3種破壞形態(tài):frp管的纖維拉斷,frp管的纖維拉斷和鋼管壓屈,整體壓屈。破壞形態(tài)主要與鋼管徑厚比、空心率、frp管的約束程度有關。通過分析本文和國內外相關試驗結果,提出了雙壁空心管內混凝土受壓應力-應變關系模型的3種類型及模型參數(shù)的計算公式。模型考慮空心率、內層鋼管徑厚比、外層frp管約束程度、frp層合結構和加載方式的影響,與試驗結果符合較好。