啞鈴形截面鋼管混凝土短柱緊箍力有限元分析

為了解鋼骨-鋼管混凝土柱力學性能,設計制作9根鋼骨-l形截面鋼管混凝土短柱,并進行軸壓承載力試驗,分析套箍指標、配骨指標等因素對鋼骨-l形截面鋼管混凝土柱軸壓性能的影響。試驗研究表明,在軸心壓力作用下,設置了鋼骨的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-鋼管混凝土柱力學性能,設計制作9個鋼骨-t形截面鋼管混凝土短柱,并進行軸心受壓承載力試驗。分析了套箍系數(shù)、配骨指標對鋼骨-t形截面鋼管混凝土柱軸壓性能的影響。試驗研究表明,在軸心受壓作用下,設置了鋼骨的t形截面鋼管混凝土柱的極限承載力有所提高,鋼骨的設置能改善鋼管對核心混凝土的約束作用,可延遲或避免鋼管在應力狀態(tài)達到屈服前發(fā)生局部屈曲而導致構件的過早破壞,從而大幅度提高t形鋼管混凝土柱的延性和極限承載力。

在4種無初應力的啞鈴型鋼管混凝土柱極限承載力計算方法的基礎上,引入考慮初應力影響的折減系數(shù),得到了考慮初應力影響的啞鈴型鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的計算公式;通過合理地考慮中間主應力和材料拉壓比對啞鈴型鋼管混凝土短柱軸壓極限承載力的影響,提出了一種新的基于雙剪統(tǒng)一強度理論的計算方法。將各種計算方法的計算值與試驗值進行比較,驗證了本文計算公式的合理性,并分析了各種方法的基本特點,可供工程應用參考。

在軸壓試驗結果的基礎上,選擇合理的材料本構關系模型,應用有限元軟件abaqus對空心圓鋼管混凝土短柱進行了有限元模擬,著重討論了有限元模型的建立方法,并通過模擬結果與試驗結果的對比驗證了有限元模型的合理性。

為改善薄壁鋼管混凝土柱的力學性能,提出了設冷彎直肋方形薄壁鋼管混凝土柱的新型結構形式。進行了無肋、單向設直肋和雙向設直肋的3種截面形式、200mm×200mm和300mm×300mm兩種截面尺寸的18個薄壁鋼管混凝土軸壓短柱的試驗。結果表明:設肋的薄壁鋼管混凝土短柱以剪切破壞模式為主;肋與混凝土在試件破壞之前,均能保持良好粘結。截面為200mm×200mm設直肋的短柱能達到較高的極限承載力,與無肋的試件相比,單向設直肋短柱的極限承載力提高了15%,雙向設直肋的提高了26%。采用有限元程序abaqus6.4進行了模擬計算,計算結果與試驗結果吻合良好;通過數(shù)值計算,研究了截面尺寸相同的素混凝土短柱及無肋、單向、雙向設直肋薄壁鋼管混凝土軸壓短柱的柱中截面混凝土縱向應力的分布規(guī)律,為深入開展設肋薄壁鋼管混凝土短柱的研究提供了依據(jù)。

為改善薄壁鋼管混凝土柱的力學性能,提出了內部設置橫向對拉片的薄壁鋼管混凝土柱的新型結構形式。通過對無對拉片、單向和雙向設置對拉片3種截面形式、2種對拉片縱向設置間距為100mm和200mm的15個薄壁鋼管混凝土軸壓短柱的試驗研究,比較和分析了構件的試驗現(xiàn)象、破壞形式、荷載-位移曲線等。結果顯示:設對拉片的薄壁鋼管混凝土短柱以剪切破壞模式為主,對拉片與混凝土的粘結在短柱壓潰之前均能保持共同工作;設置間距為100mm時,對拉片能有效改善薄壁鋼管混凝土短柱的工作性能,與無對拉片試件相比,設置單向對拉片短柱的極限承載力提高了22.5%,設置雙向對拉片的提高了27.4%;設置間距為200mm時,對拉片對短柱的極限承載力提高的作用不大。因此對拉片的間距是影響試件承載力的主要因素,間距越密承載力越高。采用有限元程序abaqus6.4對試件進行了分析,計算與試驗結果吻合較好;通過研究各試件柱中截面混凝土的縱向應力分布情況,闡述了設對拉片短柱的受力機理。

鋼管混凝土啞鈴形軸壓短柱試驗——進行了10根鋼管混凝土啞鈴形短柱軸壓的試驗，本文介紹了試驗設計、試驗裝置和試驗情況，并對試驗結果進行了分析。

高強鋼管混凝土短柱軸壓承載力試驗和有限元分析

介紹了脫空鋼管混凝土偏心受壓有限元建模方法,提出了偏心受壓脫空鋼管混凝土考慮脫空率影響的核心混凝土應力-應變關系,并利用ansys程序對不同脫空率和偏心率的脫空鋼管混凝土短柱進行非線性有限元計算。計算結果表明,脫空率和偏心率的增大明顯地削弱了鋼管對核心混凝土的套箍作用。最后,將計算結果與現(xiàn)有試驗研究成果進行對比分析,兩者的結果總體上吻合較好。

采用ansys軟件,對薄壁方鋼管混凝土短柱的承載性能進行非線性有限元分析?？紤]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性能,并得出其破壞模態(tài),計算結果與試驗結果吻合較好。針對該類構件,探討加勁肋和鋼管強度對其承載力的影響。結果表明,設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%。

基于混凝土的塑性損傷模型及鋼材的塑性流動模型,建立了雙鋼管混凝土軸壓柱有限元模型.在此基礎上,對雙鋼管混凝土軸壓短柱的載荷-位移曲線進行了研究,重點分析了內外鋼管之間的相互作用機理,影響該組合柱力學性能的主要因素.結果表明,內徑大小及厚度的變化,對外徑的約束力有明顯的影響;同時,外徑尺寸的變化對內徑的約束力也有影響;試件的承載力隨著核心混凝土強度、內外鋼管的直徑及壁厚的增大而增加.計算結果和試驗結果總體上吻合良好.

以核心膨脹混凝土的膨脹效應等效為普通混凝土與溫度場耦合產(chǎn)生的膨脹效應,借助有限元分析軟件abaqus,考慮材料本構關系的非線性以及受力過程中材料poisson比的變化等因素,建立了方鋼管膨脹混凝土短柱在軸心壓力作用下的非線性有限元計算等效模型,討論了鋼管與核心膨脹混凝土之間的接觸壓力、荷載對核心膨脹混凝土縱向應力分布的影響以及鋼管對核心膨脹混凝土的約束效應等問題。研究結果表明,當軸壓荷載接近極限荷載時,鋼管對核心混凝土開始產(chǎn)生約束效應,約束壓力迅速增大,且約束效應主要集中在兩對角區(qū)域。

http://www.***.*** -1- 鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點有限元分析 林明森 武漢理工大學土木工程與建筑學院，湖北武漢(430070) e-mail：lms1683@163.com 摘要：對規(guī)范推薦的鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點進行力學性能研究，在試驗的背景下，利用 有限元分析軟件ansys9.0建模，在同時考慮幾何非線性和材料非線性下進行有限元分析， 對比試驗與有限元分析結果，比較模型分析截面尺寸、梁柱線剛度比、軸壓比等因素對節(jié)點 剛度的影響。對模型的適用性進行評價，并對此節(jié)點的適用性及構造提出改進意見。 關鍵詞：鋼管混凝土，梁柱節(jié)點，有限元分析，節(jié)點力學性能 中圖分類號：tu398+.9 0.引言 近年來，隨著高層建筑的迅速發(fā)展，鋼管混凝土結構在高層建筑中應用越來越廣泛，鋼 管混凝土結構組合形式即彌補鋼材和混凝土各自的缺點，又

通過有限元軟件ansys對設有雙t加勁板連接件的方鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點進行了空間非線性分析,研究節(jié)點區(qū)在單調荷載和低周反復荷載作用下的受力機理,指出方鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點具有優(yōu)良的延性及耗能能力,且加勁板的設置有效地降低了節(jié)點區(qū)的應力集中。

矩形中空夾層鋼管混凝土軸壓性能有限元分析——利用ansys軟件對矩形中空夾層鋼管混凝土柱這一新型構件的軸壓性能，從加載到破壞全過程的力學行為進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關系，得到軸壓短柱加載全過程的荷載一應變...

鋼管混凝土短柱裝置的隔震性能分析——介紹了鋼管混凝土短柱裝置及其隔震原理．對一座六層非隔震小型空心砌塊砌體房屋和隔震小型空心砌塊砌體房屋進行了非線性地震反應分析，考察了短柱裝置的特性及其隔震效果．計算結果表明，鋼管混凝土短柱裝置具有良好的隔震...

http://www.***.*** -1- 軸壓圓鋼管混凝土柱有限元分析 楊成臣 武漢理工大學土木工程與建筑學院，武漢（430070） e-mail：syncimaster@hotmail.com 摘要：通過優(yōu)選合理的本構關系和單元屬性，對鋼管混凝土柱進行了非線性有限元分析。 其中鋼管采用理想彈塑性本構關系模型，核心混凝土采用約束混凝土本構關系模型。數(shù)值分 析中分析了6個圓鋼管混凝土柱在軸向壓力作用下的靜力性能，分析結果與試驗結果吻合較 好，證實了該模型的合理性，可為今后的分析提供一定的參考。 關鍵詞：圓鋼管混凝土柱，有限元分析，極限承載力 1.前言 鋼管混凝土結構已在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛的應用，其基本力學性能的研究在國內外均 取得了豐富的成果。在非線性數(shù)值分析方面，由于鋼管混凝土是一種組合材料，鋼管與混凝 土的組合作用，以及混凝土本身的本構關

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5根已有中空鋼管混凝土短柱軸壓試驗進行數(shù)值模擬分析。通過選擇合理的材料本構模型,建立該類短柱的有限元模型,獲得軸壓短柱的荷載-位移全過程曲線,與已有的試驗結果進行對比,二者吻合良好。驗證了本文有限元建模方法的合理性和可實施性,為中空鋼管混凝土短柱在實際工程中的推廣應用提供技術支撐。

以再生粗骨料取代率和鋼管壁厚為主要變化參數(shù),研究t形鋼管再生混凝土短柱的軸壓性能,應用有限元軟件abaqus對軸壓短柱試件進行了模擬,分析了再生骨料取代率和鋼管壁厚對鋼管再生混凝土軸壓短柱力學性能的影響,得出構件核心區(qū)混凝土的荷載-變形曲線和應力-應變曲線的變化規(guī)律。結果表明:同t形鋼管普通混凝土短柱相比,t形鋼管再生混凝土短柱表現(xiàn)出較好的力學性能;鋼管混凝土軸壓短柱中鋼管和混凝土相互作用的機理同樣適用于t形鋼管再生混凝土軸壓短柱;當核心區(qū)為再生混凝土時,需要鋼管的約束力更大。

軸壓鋼管混凝土柱的有限元分析——以非線性有限元程序abaqus為平臺，選擇合適的本構模型和參數(shù)，對4根軸心受壓下的鋼管混凝土柱進行有限元分析，得到了各柱的荷載一應變曲線，通過與試驗數(shù)據(jù)進行對比，驗證了有限元模型的正確性。

鋼管混凝土柱勁性環(huán)梁節(jié)點的有限元分析——本文利用有限元對鋼管混凝土柱勁性環(huán)梁節(jié)點進行了三維有限元分析，明確了該種節(jié)點的傳力機理和內力分配，驗證了節(jié)點受力性能的可靠性，得出對實際工程有一定價值的結論，對以后的設計具有一定的參考價值。

軸壓T形鋼管混凝土芯柱試驗與有限元分析