方形設(shè)肋薄壁鋼管輕質(zhì)混凝土短柱軸壓承載性能的有限元分析

介紹了以套箍系數(shù)ξ為控制因素的6組、共16根薄壁方鋼管輕骨料混凝土短柱的軸壓試驗(yàn)結(jié)果,闡述了其破壞現(xiàn)象及特征,討論了其極限承載力、延性、荷載—位移曲線,回歸了核心混凝土抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)關(guān)于ξ的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

方形薄壁鋼管輕骨料混凝土短柱軸壓性能的試驗(yàn)研究——介紹了以套箍系數(shù)為控制因素的6組、共16根薄壁方鋼管輕骨料混凝土短柱的軸壓試驗(yàn)結(jié)果，闡述了其破壞現(xiàn)象及特征，討論了其極限承載力、延性、荷載一位移曲線，回歸了核心混凝土抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)關(guān)于的數(shù)學(xué)表...

采用ansys軟件,對(duì)薄壁方鋼管混凝土短柱的承載性能進(jìn)行非線性有限元分析。考慮軸壓作用下帶肋與不帶肋兩種截面形式的薄壁方鋼管混凝土短柱力學(xué)性能,并得出其破壞模態(tài),計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。針對(duì)該類構(gòu)件,探討加勁肋和鋼管強(qiáng)度對(duì)其承載力的影響。結(jié)果表明,設(shè)置加勁肋能有效提高薄壁方鋼管混凝土短柱的軸壓承載力,與不帶肋短柱相比,帶肋薄壁方鋼管混凝土短柱的軸壓承載力提高了10.0%～13.9%。

為改善方形薄壁鋼管混凝土矩柱的力學(xué)性能。本文提出了設(shè)置縱向勁肋的截面形式,進(jìn)行了3種截面形式共有9個(gè)短柱試件的軸壓試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)各種截面形式短柱的試驗(yàn)現(xiàn)象、荷載-位移曲線及極限承載力等的研究,證明縱向加勁肋可有效提高薄壁鋼管混凝土短柱的靜力性能。

采用雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,綜合考慮方形薄壁鋼管的局部屈曲效應(yīng)以及輕骨料混凝土與普通混凝土多軸強(qiáng)度準(zhǔn)則差異的影響,推導(dǎo)出了方形薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的極限承載力計(jì)算公式,同時(shí)分析了拉壓比、材料強(qiáng)度參數(shù)、寬厚比和混凝土強(qiáng)度對(duì)極限承載力的影響。結(jié)果表明:該計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了公式的合理性;該結(jié)果為方形薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的承載力分析計(jì)算提供了理論依據(jù),具有工程參考價(jià)值。

以方形薄壁鋼管混凝土柱截面的設(shè)肋形式和軸壓比為主要參數(shù),進(jìn)行了9根柱子的滯回性能試驗(yàn)研究。分析了在往復(fù)荷載作用下方形薄壁鋼管混凝土柱荷載-位移關(guān)系曲線的特點(diǎn)以及承載能力、骨架曲線、能量耗散等的變化規(guī)律。結(jié)果表明,雙向設(shè)肋柱抗震性能更好。

運(yùn)用統(tǒng)一強(qiáng)度理論,考慮中間主應(yīng)力的影響,引入?yún)?shù)αu,βu確定薄壁鋼管在極限荷載時(shí)的環(huán)向拉應(yīng)力σθ、縱向壓應(yīng)力σz和徑向壓應(yīng)力σr,并考慮輕骨料混凝土與普通混凝土多軸強(qiáng)度準(zhǔn)則差異的影響,推導(dǎo)出薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的極限承載力公式,并對(duì)影響因素進(jìn)行了分析。將本文計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果吻合良好,表明將統(tǒng)一強(qiáng)度理論運(yùn)用于薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算是可行的。該結(jié)果為薄壁鋼管輕骨料混凝土的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。

從厚壁圓筒和薄壁圓筒的界限出發(fā),應(yīng)用雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,在厚壁圓筒統(tǒng)一強(qiáng)度理論解的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出適合厚、薄壁鋼管混凝土軸心受壓短柱的極限承載力統(tǒng)一計(jì)算公式。并用該公式對(duì)文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算對(duì)比,結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了公式的合理性。同時(shí)分析了拉壓比、材料強(qiáng)度參數(shù)和套箍指標(biāo)對(duì)極限承載力的影響,以及側(cè)向約束應(yīng)力與徑厚比d/t的關(guān)系。該結(jié)果為鋼管混凝土柱的承載力計(jì)算提供了一定的理論依據(jù)。

厚、薄壁鋼管混凝土軸壓短柱承載力的統(tǒng)一解——從厚壁圓筒和薄壁圓筒的界限出發(fā)，應(yīng)用雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論，在厚壁圓筒統(tǒng)一強(qiáng)度理論解的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出適合厚、薄壁鋼管混凝土軸心受壓短柱的極限承載力統(tǒng)一計(jì)算公式。并用該公式對(duì)文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算對(duì)比，結(jié)果...

方形設(shè)肋薄壁鋼管混凝土柱的恢復(fù)力模型——為了研究薄壁鋼管混凝土柱的抗震性能，對(duì)6根方形設(shè)肋薄壁鋼管混凝土柱在反復(fù)荷載作用下的滯回性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)主要參數(shù)為軸壓比(n=0．3～0．6)．結(jié)果表明：當(dāng)軸壓比≯0．5時(shí)，滯回曲線較為飽滿，延性系數(shù)均>3...

為了研究薄壁鋼管混凝土柱的抗震性能,對(duì)6根方形設(shè)肋薄壁鋼管混凝土柱在反復(fù)荷載作用下的滯回性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,試驗(yàn)主要參數(shù)為軸壓比(n=0.3~0.6).結(jié)果表明:當(dāng)軸壓比≯0.5時(shí),滯回曲線較為飽滿,延性系數(shù)均>3以上.隨著軸壓比的增大,構(gòu)件的承載力略有提高,延性明顯降低.采用有限元程序abaqus6.5計(jì)算每個(gè)試件的荷載-位移滯回曲線,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好.在此基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)分析,研究混凝土強(qiáng)度、鋼板強(qiáng)度、軸壓比、長(zhǎng)細(xì)比、鋼板厚度對(duì)構(gòu)件滯回性能的影響.并通過(guò)回歸分析建立了薄壁鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的荷載-位移恢復(fù)力模型,模型的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好.

基于混凝土的塑性損傷模型及鋼材的塑性流動(dòng)模型,建立了雙鋼管混凝土軸壓柱有限元模型.在此基礎(chǔ)上,對(duì)雙鋼管混凝土軸壓短柱的載荷-位移曲線進(jìn)行了研究,重點(diǎn)分析了內(nèi)外鋼管之間的相互作用機(jī)理,影響該組合柱力學(xué)性能的主要因素.結(jié)果表明,內(nèi)徑大小及厚度的變化,對(duì)外徑的約束力有明顯的影響;同時(shí),外徑尺寸的變化對(duì)內(nèi)徑的約束力也有影響;試件的承載力隨著核心混凝土強(qiáng)度、內(nèi)外鋼管的直徑及壁厚的增大而增加.計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果總體上吻合良好.

分別建立方形空鋼管柱和方形鋼管混凝土柱的有限元分析模型,并對(duì)兩者進(jìn)行屈曲分析。通過(guò)與相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及理論計(jì)算結(jié)果比較,發(fā)現(xiàn)有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好,表明所采用的有限元分析模型是合理的,可用于評(píng)估方形鋼管混凝土柱鋼管壁的屈曲強(qiáng)度。

文章以已有文獻(xiàn)中frp管-鋼管雙壁約束混凝土組合柱的軸壓試驗(yàn)為基礎(chǔ),利用有限元分析軟件ansys建立了組合柱的軸心受壓數(shù)值模型,對(duì)比分析顯示,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合得較好,為今后該組合柱的研究提供了參考。

為解決鋼管混凝土的脫空現(xiàn)象,提高鋼管混凝土短柱的承載能力,設(shè)計(jì)了兩種不同截面形式(單肋、雙肋)的帶肋鋼管混凝土短柱.借助于有限元程序模擬了鋼板厚度為4mm、6mm、8mm的3組試件的軸壓過(guò)程,通過(guò)比對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):帶肋鋼管混凝土的承載能力比無(wú)肋鋼管混凝土短柱在承載能力方面有明顯提高;同種壁厚條件下單肋截面在極限承載力提高程度最佳;壁厚在6mm時(shí)單肋截面承載力提高最大.

帶肋方鋼管混凝土軸壓短柱承載力有限元分析研究 作者：徐兵，劉永健，李中青，霍曉蘇，荀勇，xubing，liuyong-jian，lizhong-qing，huoxiao- su，xunyong 作者單位：徐兵,劉永健,霍曉蘇,xubing,liuyong-jian,huoxiao-su(長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院,陜西西安710064;鹽城工學(xué) 院土木工程學(xué)院,江蘇鹽城224055)，李中青,lizhong-qing(鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院,江蘇鹽城 224055;西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院,四川成都614202)，荀勇,xunyong(鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院,江蘇 鹽城,224055) 刊名：湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào) 英文刊名：naturalsciencejournalofxiangtanuniversity 年

在軸壓試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,選擇合理的材料本構(gòu)關(guān)系模型,應(yīng)用有限元軟件abaqus對(duì)空心圓鋼管混凝土短柱進(jìn)行了有限元模擬,著重討論了有限元模型的建立方法,并通過(guò)模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了有限元模型的合理性。

為了研究中空鋼管混凝土(hcfst)短柱的軸壓性能,本文采用有限元軟件abaqus對(duì)5根已有中空鋼管混凝土短柱軸壓試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過(guò)選擇合理的材料本構(gòu)模型,建立該類短柱的有限元模型,獲得軸壓短柱的荷載-位移全過(guò)程曲線,與已有的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,二者吻合良好。驗(yàn)證了本文有限元建模方法的合理性和可實(shí)施性,為中空鋼管混凝土短柱在實(shí)際工程中的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

薄壁鋼管混凝土軸壓短柱力學(xué)性能研究——對(duì)7種不同截面形式的12根鋼管混凝土短柱進(jìn)行了軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)，觀察了12根短柱的試驗(yàn)過(guò)程和破壞形態(tài)，獲得軸壓短柱的荷載一位移曲線，分析了套箍系數(shù)對(duì)軸壓短柱力學(xué)性能的影響；基于試驗(yàn)荷載一位移曲線，給出短柱的極...

對(duì)7種不同截面形式的12根鋼管混凝土短柱進(jìn)行了軸壓力學(xué)性能試驗(yàn),觀察了12根短柱的試驗(yàn)過(guò)程和破壞形態(tài),獲得軸壓短柱的荷載-位移曲線,分析了套箍系數(shù)ξ對(duì)軸壓短柱力學(xué)性能的影響;基于試驗(yàn)荷載-位移曲線,給出短柱的極限承載力,為不同截面形式的鋼管混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算公式的建立提供依據(jù)。

建立了考慮材料、幾何和接觸非線性的有限元模型,利用ansys有限元程序分析了長(zhǎng)細(xì)比、螺釘連接間距、截面板件最大寬厚比對(duì)冷彎薄壁型鋼開(kāi)口三肢拼合立柱軸壓性能的影響。結(jié)果表明:立柱長(zhǎng)細(xì)比對(duì)a、b兩類截面拼合立柱軸壓承載力和軸壓性能有很大影響,隨著立柱長(zhǎng)細(xì)比的增大,立柱軸壓極限承載力逐漸降低;當(dāng)螺釘連接間距為450、300、150mm時(shí),a、b兩類截面拼合立柱軸壓極限承載力和剛度變化均不大;由于基本構(gòu)件板材厚度不同引起截面板件最大寬厚比的不同,對(duì)a、b兩類截面3種長(zhǎng)度的拼合立柱的承載力和剛度影響很大;對(duì)于a、b兩類截面立柱,當(dāng)立柱長(zhǎng)度和截面厚度相同時(shí),基本構(gòu)件腹板高度由89mm增加到140mm,拼合截面軸壓立柱軸壓極限承載力變化不大。

矩形中空夾層鋼管混凝土軸壓性能有限元分析——利用ansys軟件對(duì)矩形中空夾層鋼管混凝土柱這一新型構(gòu)件的軸壓性能，從加載到破壞全過(guò)程的力學(xué)行為進(jìn)行了非線性有限元分析。分析模型考慮了鋼材和混凝土材料非線性的本構(gòu)關(guān)系，得到軸壓短柱加載全過(guò)程的荷載一應(yīng)變...