圓形薄壁鋼管混凝土柱軸壓性能的試驗(yàn)

對(duì)加勁薄壁鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。通過(guò)在鋼管內(nèi)表面焊接縱向加勁肋實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)的作用。同時(shí)對(duì)12個(gè)不帶加勁肋的鋼管混凝土柱進(jìn)行試驗(yàn),部分柱的填充混凝土中加有鋼纖維。試驗(yàn)結(jié)果表明,加勁肋可以有效延遲鋼管局部屈曲現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)加勁構(gòu)件達(dá)到最大承載量時(shí)鋼板才出現(xiàn)屈曲,所以相比普通鋼管混凝土,加勁鋼管混凝土具有更高的適用性。

對(duì)薄壁鋼管混凝土柱可能存在的四種受火方式進(jìn)行了溫度場(chǎng)的分析,即:四面受火、三面受火、兩面受火和單面受火,并對(duì)四種情況進(jìn)行了比較分析。文中的研究成果對(duì)薄壁鋼管混凝土柱的耐火性具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

為研究薄壁鋼管混凝土柱的耐火性能,進(jìn)行4個(gè)方形薄壁鋼管混凝土柱在標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下的耐火試驗(yàn)。試驗(yàn)參數(shù)為荷載偏心率、是否設(shè)置加勁肋以及是否設(shè)置防火保護(hù)?；谠囼?yàn)結(jié)果,研究方形薄壁鋼管混凝土柱在高溫下的破壞模態(tài)、溫度場(chǎng)分布和耐火極限,并將其耐火性能和普通鋼管混凝土柱進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果表明,方形薄壁鋼管混凝土柱具有較好的耐火性能。

縱向加勁肋可以有效提高方形或矩形薄壁鋼管混凝土柱的整體性能。主要討論軸壓下加勁方形短柱的非線性分析與設(shè)計(jì)。運(yùn)用有限元程序abaqus進(jìn)行非線性分析。關(guān)于荷載-位移曲線和極限強(qiáng)度的試驗(yàn)與分析結(jié)果具有良好的一致性。運(yùn)用這個(gè)模型同時(shí)也對(duì)柱的性能進(jìn)行了研究,討論板的寬厚比限值和加勁肋剛度需求,以及運(yùn)用現(xiàn)有規(guī)范預(yù)測(cè)加勁復(fù)合柱承載能力的可行性。

方形薄壁鋼管混凝土柱管壁的寬厚比限值

方形薄壁鋼管在內(nèi)部填有混凝土后,其局部屈曲承載力有所提高.通過(guò)對(duì)方鋼管與混凝土相互作用的分析,得出薄壁鋼板在雙向應(yīng)力下的臨界屈曲系數(shù).計(jì)算結(jié)果表明,該臨界屈曲系數(shù)隨著薄壁鋼板寬厚比的減小而略有增大,并保持在100左右.從而可以確定方形薄壁鋼管混凝土柱管壁的寬厚比限值b/t.

對(duì)8根方形和八邊形薄壁鋼管混凝土長(zhǎng)柱的軸壓性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,柱的長(zhǎng)寬比為14～40,管壁板件的寬厚比為67～125。試驗(yàn)結(jié)果表明,方形薄壁鋼管混凝土長(zhǎng)柱的軸壓破壞為彎曲屈曲破壞,八邊形薄壁鋼管混凝土長(zhǎng)柱的破壞主要表現(xiàn)為強(qiáng)度破壞,破壞之前鋼管均發(fā)生了局部屈曲現(xiàn)象。柱子的承載力隨著長(zhǎng)細(xì)比的增加而顯著下降。在薄壁鋼管混凝土短柱試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,線性回歸了方形軸壓長(zhǎng)柱極限承載力折減系數(shù),在上述長(zhǎng)寬比的范圍內(nèi),公式計(jì)算值與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好

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.

薄壁鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)研究

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

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。

為進(jìn)一步研究和探討長(zhǎng)徑比、套箍系數(shù)、偏心率等因素對(duì)圓形薄壁鋼管混凝土彎曲性能的影響,選取一定規(guī)模和數(shù)量的構(gòu)件,通過(guò)力學(xué)性能的試驗(yàn),并采用有限元軟件abaqus系統(tǒng)地分析了各個(gè)參數(shù)對(duì)構(gòu)件破壞模式、剛度、極限承載力等靜力性能的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:偏心率、長(zhǎng)徑比、套箍系數(shù)等參數(shù)對(duì)構(gòu)件作用程度不同。偏心率大的構(gòu)件極限荷載會(huì)急劇下降,偏心率小的構(gòu)件極限荷載略微平緩,而到了后期兩者趨向于接近；長(zhǎng)徑比大的鋼管混凝土構(gòu)件,剛度、屈服荷載和極限承載力都明顯降低,而長(zhǎng)徑比較小的鋼管混凝土構(gòu)件,剛度、屈服荷載和極限承載力都明顯增加；套箍系數(shù)大的構(gòu)件極限承載能力強(qiáng),而套箍系數(shù)小的構(gòu)件極限承載能力弱。其中偏心率對(duì)構(gòu)件的剛度和承載能力影響最顯著,套箍系數(shù)的影響是最小的。

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。

進(jìn)行了8根圓形薄壁鋼管混凝土柱軸心受壓承載力的試驗(yàn)研究,對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞形態(tài)作了描述,探討了徑厚比、長(zhǎng)徑比和環(huán)箍等因素對(duì)圓形薄壁鋼管混凝土柱軸心受壓承載力的影響。

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...

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...

表1試驗(yàn)構(gòu)件尺寸 直徑d/mm 201.3 200.9 200.3 199.8 198.9 類型 空鋼管 鋼管混凝土 構(gòu)件 hc-200-2.0a hc-200-2.0b c-200-2.0a c-200-2.0b c-200-3.0 長(zhǎng)度l/mm 400.0 397.5 401.0 400.0 398.0 厚度t/mm 1.98 2.00 1.99 2.00 2.98 混凝土 concrete 金偉良，張翔，陳駒 （浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院，浙江杭州310058） abstract:aseriesofstubcolumntestswereperformedonthin-walledcircleconcrete-filledtubes.thetestspecimensincludeshollowsteel tubesandc

矩形鋼管柱屬于非勁性鋼結(jié)構(gòu),在超高矩形薄壁鋼管內(nèi)澆筑混凝土極易引起變形。通過(guò)理論力學(xué)和有限元方法計(jì)算澆筑過(guò)程產(chǎn)生的變形值,論述在超高矩形鋼管柱中澆筑混凝土采用螺栓外加固的變形控制措施和監(jiān)測(cè)方法。竣工后的工程不僅節(jié)約了鋼材,而且外觀美觀、牢固可靠。并通過(guò)施工分析現(xiàn)階段設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題。

綜合火災(zāi)科學(xué)、結(jié)構(gòu)工程、計(jì)算機(jī)模擬等多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和研究成果，采用ansys數(shù)值分析方法，并與相關(guān)文獻(xiàn)相互印證，分析得到了薄壁鋼管混凝土柱截面溫度場(chǎng)分布規(guī)律，為薄壁鋼管混凝士柱的結(jié)構(gòu)抗火及性能化抗火設(shè)計(jì)研究提供了一定的分析依據(jù)與方法。

薄壁鋼管混凝土軸壓構(gòu)件的應(yīng)用和研究在國(guó)內(nèi)外處于起步階段,其承載力確定方法和構(gòu)造措施尚需進(jìn)一步完善。介紹了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的現(xiàn)狀,分析了目前薄壁鋼管混凝土軸壓構(gòu)件應(yīng)用研究中存在的不足,提出了薄壁鋼管混凝土和厚壁鋼管混凝土界限值b/t的確定方法,探討了考慮局部壓曲的承載力設(shè)計(jì)方法,改進(jìn)了消除局部壓曲的構(gòu)造措施,可為有關(guān)設(shè)計(jì)提供參考,也可為進(jìn)一步的試驗(yàn)研究提供思路。

軸壓圓鋼管混凝土柱的極限分析——本文利用側(cè)限混凝土的本枸關(guān)系．舛鋼管混凝土圓柱在單調(diào)軸壓荷載作用下進(jìn)行極限狀態(tài)分析，并提出了極限承載力和極限變形的計(jì)方法。