圆形截面钢筋混凝土墩柱的轴压比限值探讨

结合现行规范简化公式,探讨圆形截面墩柱的轴压比限值。首先,根据构件平截面假定,以及纵向受拉钢筋和受压区混凝土同时达到各自强度设计值的界限状态,以受压区混凝土截面面积的圆心角(rad)与2π的比值α作为判别条件,推导出混凝土受压区相对界限角度比值αb的计算公式;然后,与偏心受压构件M～N曲线拐点位置进行对比,并采用实体单元有限元混凝土裂缝模型进行校核。结果表明,混凝土受压区相对界限角度比值αb与规范简化公式匹配较好,可作为区分圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件大、小偏心状态的判别条件。在此基础上,推荐了对应于不同钢筋种类和混凝土强度等级的轴压比限值。     

尖点突变模型在FRP加固SRHC柱轴压比限值中的应用

为了研究FRP(纤维增强复合材料)约束钢骨高强混凝土(SRHC)柱的轴压比限值以及对其有影响的参数,文章利用突变理论的特性和优点,对FRP约束SRHC柱的含钢率和轴压比限值的关系进行分析论证,建立了一个考虑含钢率、轴压比限值和构件性质的尖点突变模型,通过已有试验数据确定参数α、β、γ的值以及含钢率系数k值。根据已有试验数据计算出的F值与理论值比较接近。计算结果表明,以尖点突变模型拟合ρ-n-R之间的关系与实际吻合良好,可对FRP包裹SRHC柱的轴压比限值进行初步预测。     

单调荷载作用下预留压应变钢筋混凝土底层框架柱抗震性能研究

钢筋混凝土框架柱的抗震性能的提高，尤其是大型桥梁柱根部的延性性能直接影响桥梁及其它结构的安全度和可靠度，针对这一情况用预留压应变进行设想与研究。     

基于纤维模型的截面全过程分析

本文采用基于纤维模型的xtract软件,以三水河特大刚构桥11#墩的标准截面和加密箍筋截面为例,对主墩截面进行非线性全过程分析,得出主墩的受力规律,从而时主墩的受力性能做出全方位的分析和判断。     

UHPC圆形空心管柱轴压性能试验

为促进绿色桥梁建造与快速施工,充分发挥UHPC力学性能优势,将传统墩柱实心截面改变为UHPC圆形空心截面并加以研究。考虑到轴压是墩柱最基本的受力方式,设计并制作了6个UHPC和3个NC空心管柱试件,研究了不同材料、约束条件以及径厚比等因素对破坏形态与极限承载力的影响。在轴压试验前,通过多组材性试验测得所用UHPC的力学性能,并根据试验结果提出本构关系,用于后续的有限元分析。后续轴压试验表明：UHPC管柱试件中段无竖向裂缝,而NC管柱试件则出现了竖向贯穿裂缝;不同箍筋约束条件对试件初期刚度的影响较小,对极限承载力的影响较大,约束效应越强,极限承载力越高;对于面积相等的2组空心管柱试件,径厚比越小,极限承载力越高,当径厚比由9.5变为7时,试件的极限承载力平均提高了8.8%;其他条件相同时,提升材料强度并不能带来等比例极限承载力的提升。最后,根据实测本构关系建立有限元分析模型并与实测结果进行比对,荷载-位移曲线总体上吻合较好。研究成果可为后续预制拼装UHPC圆形空心管柱墩的设计与应用提供参考。     

长期荷载作用下矩形钢管混凝土轴压短柱力学性能

基于ACI209(1992)的徐变和收缩计算模型,在合理考虑长期荷载作用下钢管和核心混凝土应力-应变关系模型的基础上,利用ABAQUS软件建立了长期荷载作用下的矩形钢管混凝土轴压构件的数值分析模型.基于此理论模型,对长期荷载作用下矩形钢管混凝土短柱的受力特性进行了分析,对比了考虑长期荷载效应与否时钢管对混凝土的约束力、...     

钢筋混凝土桥墩的延性

国内外对钢筋混凝土柱的延性已作了相当多的试验研究和理论研究，我国同济大学学者们对延性也作了相应的研究，截面弯矩——曲率分析是确定构件截面曲率延性能力的基本分析工具，本文从理论上分析箍筋约束混凝土桥墩曲率延性，通过参数改变来分析影响曲率延性的因素。     

钢管混凝土核心短柱轴压承载力计算方法研究

钢管混凝土核心短柱承载力目前仍无统一计算方法,针对此问题,文章基于钢管混凝土核心柱轴压承载力计算方法与外围普通钢筋混凝土体积配箍率有着密切关系的认识,分体积配箍率小于和等于大于临界配筋率两种情况建立了该柱轴压承载力计算公式;当外围混凝土的配箍率小于临界配箍率时,组合柱的破坏是由外围混凝土控制,根据协同工作原理,通过对钢管混凝土核心柱各组成部分荷载-变形曲线分析,建立了该柱轴压承载力计算公式;当外围混凝土的配箍率等于或大于临界配箍率时,核心柱破坏时钢管内外混凝土都能达到极限状态,采用极限平衡法推导该柱轴压承载力计算公式。理论分析与实验结果相吻合,表明了本文方法的正确性。     

关于非对称截面纵梁压形偏差的分析研究

非对称截面纵梁压形时板料向有料的一侧偏移,导致成形后纵梁腹面孔距下翼面的尺寸超差。为解决该问题,尝试改变现有先切料后压形的流程,参考纵梁辊压工艺,采用先压形后切料的流程。通过工艺优化,完全可以将纵梁压形尺寸偏差控制在0.5 mm以内,解决了非对称截面纵梁压形偏差的问题。     

钢管活性粉末混凝土轴压短柱受力性能试验研究

进行22根钢管活性粉末混凝土(钢管RPC)轴压短柱试验,分析其荷载-变形曲线、破坏特征和影响极限承载力的主要因素。试验研究表明:钢管RPC轴压短柱的荷载-纵向应变曲线弹性阶段约为极限荷载的90％~95％;套箍系数ξ较小时,在达到极限荷载后承载力急剧下降;ξ较大时,在达到极限荷载后承载力下降平缓并呈回升趋势。ξ较小的试件多呈剪切破坏形态;ξ较大的试件所有断面上均被墩粗,试件的上、下两端明显局部鼓曲。构件承载力随RPC强度fc的提高而提高,两者基本成线性关系;套箍系数ξ越大,构件承载力也越大,但钢管对RPC的约束效果比对普通混凝土的差。提出的钢管RPC轴压短柱极限承载力的实用计算公式计算出的结果与试验结果吻合良好。     

异形截面钢筋混凝土偏心拉压构件承载能力分析的电算方法

寻求异形截面钢筋混凝土偏心拉压构件承载能力分析的通用方法是一个难点。该文应用基本假定下统一的几何方程、物理方程和不同形式的平衡方程,采用受压区高度判别大小偏心,并通过数值方法解非线性方程,采取一定方法避免正确解的遗漏和对满足弯矩平衡不满足轴力平衡的假解的过滤,用求解得到的涵盖完整的四个象限的Nu-Mu承载能力相关曲线图,直观地对上下翼缘在偏心拉压等各种工况下的承载能力进行校核,借鉴校核求解过程并按合理途径增加两侧配筋一并解决设计问题,编制的程序为解决异形截面偏心受力钢筋混凝土构件配筋的设计和验算提供了方便实用的工具。     

圆钢管混凝土轴压短柱的研究

1 轴压短柱的基本性能 轴心受压是圆钢管混凝土构件最理想的受力状态，可以最大限度地发挥钢材和核心混凝土的材料性能，具有良好经济效益。圆钢管混凝土轴心受压构件可以用于屋架、托架、塔架、拱桥桁架和网架等平面和空间桁架的主要压杆，还可以用作多层、高层框架一支撑结构体系的抗侧力支撑．替代现有的型钢支撑或钢筋混凝土支撑。     

圆钢管混凝土轴压中长柱的承载力

首先应用模型柱法,对钢管混凝土轴压中长柱荷载-变形关系进行全过程分析,得到了钢管混凝土轴压中长柱承载力的数值解法;其次,根据切线模量法推导了钢管混凝土轴压中长柱稳定承载力计算公式;再次,基于模型柱法,探讨了构件长细比、混凝土强度等级、含钢率和钢材屈服强度对钢管混凝土轴压中长柱承载力稳定系数的影响,并在修正切线模量法推导的计算公式的基础上,建立了钢管混凝土轴压中长柱承载力实用计算公式;最后将该公式计算结果与各国216根钢管混凝土轴压中长柱承载力有效试验结果进行了对比。结果表明:该承载力计算公式所得结果与试验结果吻合较好,且偏于安全。     

基于热成形的变截面B柱优化设计

文章基于轻量化的需求,以基础热冲压成形B柱为对象,采用变截面热成形技术,进行不同截面厚度设计,并进行零件级别仿真分析,得到优化方案,最后进行整车验证分析,满足使用性能,并且实现轻量化。     

横肋波纹板-方钢管约束混凝土短柱轴压力学性能

横肋波纹板-方钢管(CPST)约束混凝土柱是由横肋波纹板与四角钢管焊接而成,并在腔内浇注混凝土形成的横肋波纹板约束核心混凝土、方钢管与混凝土共同承担轴向荷载构件。为了研究横肋波纹板-方钢管约束混凝土短柱的轴压性能,开展了3根横肋波纹板-方钢管约束混凝土短柱轴心受压试验。由于横肋波纹板具有较高的侧向刚度,核心混凝土能够得到较好的约束,但波纹板基本不承担轴向荷载,试件最终的破坏形式依次为方钢管局部屈曲、横肋波纹板向外鼓曲、方钢管内混凝土及核心混凝土均被压碎。在此基础上,利用ABAQUS分析了6类关键参数:混凝土的强度、正方形钢管/横肋波纹板的壁厚和抗压强度、钢管的截面尺寸。研究结果表明:如果提高混凝土强度,则抗压承载力提高,而延性降低;方钢管的厚度增加对柱的承载力和延性均有提升;方钢管的强度变高,承载力也随之提高;如果增加横肋波纹板的厚度,则承载力、延性都提高;横肋波纹板强度的变化对承载力影响不大,对延性有所提升;随着方钢管外截面尺寸变大,承载力呈现出提高的趋势。最后,基于Mander等提出的约束混凝土抗压承载力计算公式,通过引入综合影响变量,提出了计算横肋波纹板-方钢管约束混凝土短柱抗压强度的公式,期望为工程实践提供指引。     

变轴力钢筋混凝土足尺柱抗震性能试验研究

为研究水平和竖向地震共同作用下钢筋混凝土柱(RC柱)轴力变化对其抗震性能的影响,采用大型多功能结构加载装置HNU-MUST对两根相同的足尺RC柱进行水平和竖向双向拟静力试验,试件1为恒定轴力加载,试件2采用轴力相对于水平位移3倍频率变化的加载方式.对比分析了两个试件的试验现象、滞回曲线、承载力、延性系数、刚度退化和耗能...     

截面形状不同对钢箱短柱弱轴方向最大承载力N-M相关曲线的影响

为了探明截面形状不同对带有加劲肋钢箱型截面短柱弱轴方向最大承载力N-M关系曲线的影响,为该类结构设计提供科学的理论依据和基础。本文采用有限元分析方法,对带有加劲肋钢箱型截面构件在轴压和弱轴方向弯矩共同作用下的弹塑性性能进行研究。研究中,变化箱型截面宽厚比RR和长宽比L/B设计参数,建立20个有限元模型。为了探明各设计参数对钢箱型截面短柱弱轴方向最大承载力N-M关系曲线的影响,加载时考虑轴压和弯矩加载速率比β为0,1/3,1,3,∞等5种加载工况。研究表明:宽厚比RR对钢箱型截面短柱弱轴方向压弯最大承载力N-M相关曲线影响较大,RR越小结构的压弯最大承载力越大;L/B对压弯构件弱轴方向的N-M相关曲线也有一定的影响,随着L/B的增加,结构压弯最大承载力变小。     

矩形钢管钢纤维混凝土组合柱轴压承载力有限元分析

为探明钢纤维混凝土(SFRC)强度、钢纤维体积掺量、钢材强度和长径比等对矩形钢管SFRC组合柱轴压承载力的影响规律,根据正交试验设计32根柱,开展非线性有限元分析,得到荷载位移关系曲线。研究表明：矩形钢管SFRC轴压柱承载力受钢材强度、SFRC强度和钢纤维体积掺量影响显著,其中与钢纤维体积掺量呈近似直线变化,随着钢材强度增加承载力增速有所放缓。提出了矩形钢管SFRC轴压柱的承载力计算式,与相关文献试验值吻合良好。     

自密实补偿收缩混凝土填充钢管约束 RC柱的轴压性能

为研究自密实(SCC)补偿收缩混凝土填充钢管加固桥墩的轴压性能,研配了自密实补偿收缩混凝土,将其作为混凝土短柱和钢管之间的填充混凝土。制作外包钢管填充自密实补偿收缩混凝土加固混凝土短柱试件,以有无钢管外包约束、填充层混凝土强度、混凝土柱高度、核心混凝土直径、钢管壁厚度以及填充层厚度为试验参数,探究其对试件破坏模式、荷载—竖向相对位移曲线、钢管荷载—应变曲线的影响。在一定范围内,增大钢管壁厚度和核心混凝土直径能大幅度提高极限承载力;填充层起黏结和传力作用,对非全截面加载试件极限承载力无显著影响。验证了Mander公式对试验模型有良好的预估效果。