轴压性能

摘要： 为了进一步提高方钢管混凝土柱的轴压承载力,改善其局部屈曲,提出一种新的穿孔肋-拉杆约束方钢管混凝土柱.在试验基础上,数值模拟穿孔肋-拉杆约束方钢管混凝土柱的轴压破坏形态、极限承载力和延性.对比分析仅设加劲肋方钢管混凝土短柱和加劲肋宽厚比不同的穿孔肋-拉杆约束方钢管混凝土短柱在相同条件下的轴压性能,结果表明,穿孔肋-拉杆约束方钢管混凝土柱破坏时,沿高度和横截面方向的变形分布比仅设加劲肋短柱更加均匀,且有更高的承载力和延性.随着穿孔肋宽厚比增加,穿孔肋与拉杆的协同作用逐渐增强,轴压承载力、延性都呈现出递增趋势.与试验结果对比可知,模拟与试验结果的荷载-位移曲线在弹性上升段和弹塑性上升段吻合最好,极限承载力差值在2％以内.穿孔肋-拉杆约束方钢管混凝土柱的数值模拟分析对其在工程实际中的应用有重要的参考价值.

摘要： 以纤维增强复合材料(FRP)约束矩形高强钢管混凝土长柱的轴压试验为基础,利用有限元软件ABAQUS对FRP约束矩形高强钢管混凝土长柱进行了非线性有限元分析,有限元分析结果和试验荷载-位移曲线吻合较好,破坏模态一致,峰值荷载偏差平均值仅为0.5％,方差为0.080,验证了材料本构关系、单元类型、接触和边界条件等建模方法的可靠性,表明该有限元模型可以准确预测其轴压性能.基于试验和数值模拟分析了试件的受力机理:薄壁钢管在压应力较小时发生局部屈曲;混凝土在钢管鼓曲处发展了塑性应变和横向变形;由于倒角较小,FRP在角部存在应力集中现象,在鼓曲最严重处发生断裂.环向FRP约束延缓了钢管局部屈曲的萌生和发展,提高了核心混凝土的约束强度,对于内填普通强度(C40)混凝土的钢管混凝土柱,环向FRP在承载力上的提升作用较明显,方矩形截面试件的峰值承载力提高了6％～7％.对于内填高强度(C80)混凝土的钢管混凝土柱,方矩形截面试件的峰值承载力提高了4％～5％.最后利用该有限元模型探究了长细比参数对轴压性能的影响,结果表明:FRP对承载力的提升效果随着长细比的增大而降低,对倒角半径为20 mm的模型,当长细比达到31.3时,环向FRP仍能为柱提供有效约束,提升柱11％的峰值承载力.

摘要： 钢管混凝土是将混凝土填充到钢管中而形成一种新的组合结构,具有承载力高、塑性韧性好、施工方便等特点,已经广泛的应用在我国的建筑工程中。本文总结国内外常用金属管混凝土柱承载力计算的方法,主要集中于钢管混凝土柱及不锈钢管混凝土柱的研究,对于高强铝合金管混凝土柱的研究较少、较单一。在其他学者试验的基础上进行有限元模拟分析,通过两者的对比得出合适的有限元模型,进行不同参数的数值分析,得到不同壁厚、不同混凝土强度的承载力值。通过对比分析各种规范得出的承载力计算值和数值模拟的结果,得出适用于铝合金管混凝土柱的承载力计算公式。

摘要： 在方不锈钢管混凝土中配置圆碳素钢管,可以改善方不锈钢管对核心混凝土约束效应低、变形能力差的特点,使复式不锈钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)截面具有较高的承载力、变形能力和抗火性能,减少普通钢结构的防腐和防火施工工序;钢管的约束效应也有利于弥补添加再生混凝土块体所带来的不利影响。开展16根复式不锈钢管高强再生块体混凝土短柱的轴压试验,考察了再生块体取代率、约束效应系数和新旧混凝土强度等参数对试件轴压力学性能的影响。研究结果表明:复式不锈钢管再生块体混凝土短柱试件的轴压承载力随再生块体取代率的增加而降低,替代率20%时承载力最大降低幅度为6.8%;试件破坏过程及破坏形态与普通复式不锈钢管混凝土短柱相似;内部圆钢管混凝土呈腰鼓型和剪切型破坏两种类型;复式不锈钢管再生块体混凝土短柱具有良好的变形能力和剩余承载力,超过峰值荷载后,荷载–位移曲线经过短暂下降,基本维持水平或略上升,所有试件的剩余承载力达到峰值荷载的63%以上。最后,提出了复式不锈钢管混凝土截面中钢管截面对核心混凝土的约束效应的简化方法,采用4种承载力计算方法进行轴压承载力的计算并对比,结果表明,考虑圆形截面部分的承载力乘以折减系数的假定具有较好的适用性,所得承载力的计算结果与试验结果吻合较好。

摘要： 文章采用ABAQUS有限元软件建立了5根再生混凝土柱数值模型,进行轴压作用下不同设计变量对再生混凝土柱受力性能的研究。轴压作用下再生混凝土柱的破坏形式与普通混凝土柱类似;随着再生骨料取代率和长细比的提高,柱的轴心受压承载力降低;随着再生骨料取代率的增加,柱的侧向挠度减小。文章建立的ABAQUS有限元模型可以进行类似轴压作用下再生混凝土构件的受力行为模拟。

摘要： 共设计了11组高强箍筋约束高强混凝土短柱,对比分析了箍筋间距、箍筋强度、混凝土强度和配箍形式对高强箍筋约束高强混凝土试件破坏形态和轴压性能的影响。结果表明,高强箍筋约束高强混凝土试件的核心混凝土的裂缝形状主要为H型和N型,破坏形态都为柱状压坏,试验结束后核心约束混凝土较为完整,复合箍筋的约束效果较好;混凝土强度提升可以增加试件的极限承载力,但素混凝土强度为C50时约束效果提升系数最大;箍筋间距减小、箍筋强度提升和采用内圆外方箍筋形式都有助于提升高强箍筋约束高强混凝土试件的极限承载力并增加延性,从而增强框架柱结构在地震载荷作用下的可靠性。

摘要： 为了研究大断裂应变纤维布(LRS-FRP布)、芳纶纤维布(AFRP布)和碳纤维布(CFRP布)加固钢筋混凝土短柱的轴压性能,共设计了9根钢筋混凝土短柱试件,研究了FRP布种类以及粘贴方式、层数、角度对轴压性能的影响,对比分析了加固后试件的破坏特征、极限承载力和延性,并利用ABAQUS软件进行了有限元分析。结果表明:CFRP布对极限承载力的提高效果最显著,但试件加固后仍表现出明显的脆性破坏;LRS-FRP布和AFRP布对极限承载力的提高效果与CFRP布相差不大,但二者对延性改善明显,且LRS-FRP布的约束效果更优;FRP布粘贴方式和角度对轴压性能的影响小,在满足承载力的前提下,以90°间隔粘贴FRP布更加合理;有限元模拟结果与试验结果吻合较好。

摘要： 为探讨混凝土长期收缩徐变作用对HRB600钢筋高强混凝土柱轴压性能的影响,利用ABAQUS有限元软件建立1根不考虑长期作用的柱模型试件与12根考虑长期作用的柱模型试件,并进行对比分析,初步探究了纵筋配筋率、混凝土强度和配箍率对构件承载力和峰值应变的影响。分析结果表明:考虑长期作用后,构件承载力减小6.5%,峰值应变减小15%,随着纵筋配筋率、混凝土强度、配箍率的增加,构件承载力随之增加,其中配箍率影响最小,进一步在混凝土结构设计规范中柱轴压承载力计算公式基础上,提出考虑长期作用下HRB600钢筋高强混凝土柱轴压承载力修正计算式。

摘要： 利用商用有限元软件ABAQUS,对4种不同径厚比,正则化长细比λ_(n)从0.5~2.3的一系列埋弧焊接Q690高强圆钢管柱的整体稳定承载力进行了计算,然后根据公式Φ=N/(Af_(y))计算出整体稳定系数Φ,将计算结果与GB 50017—2017《钢结构设计规范》规范中圆钢管轴压稳定曲线进行了比较。对Q690焊接圆钢管轴压构件整体稳定设计,针对GB 50017—2003《钢结构设计规范》规范提出两种建议:(1)对于柱子曲线选择的建议,即GB 50017—2003《钢结构设计规范》规范中采用a类柱子曲线;(2)对柱子曲线进行更新的建议,即更新GB50017—2003《钢结构设计规范》规范中的缺陷系数α_(1)、α_(2)、α_(3),提出了新的柱子曲线。

摘要： 进行了装配式钢筋混凝土柱和现浇钢筋混凝土柱的轴心受压力学性能试验研究。通过研究内部混凝土强度和装配式外壳等参数对其破坏形态、荷载–位移曲线、轴向承载力、柱侧混凝土应变及钢筋应变的影响,深入分析了装配式外壳对混凝土柱承载力的效应。试验结果表明:装配式外壳与现浇混凝土之间共同作用良好;装配式钢筋混凝土柱满足承载力需求,且具有较高的安全性能;装配式钢筋混凝土柱与现浇钢筋混凝土柱的破坏形态相近,破坏时均在柱中部呈现混凝土的压溃脱落现象;最后,采用Abaqus有限元分析程序模拟装配式混凝土柱和普通钢筋混凝土轴压受力过程,为其在实际工程中的推广应用提供理论依据。

摘要： 通过对冷弯薄壁复杂卷边C形钢开口双肢拼合柱的轴压性能进行有限元参数分析,研究了不同长细比下构件腹板宽厚比、二次卷边宽度、自攻螺钉纵向间距对构件极限承载力的影响.基于参数分析结果,对现行规范计算结果的适用性进行了分析,结果表明,《冷弯薄壁轻钢多层住宅技术标准》JGJ/T421-2018给出的拼合截面构件轴压稳定承载力的计算方法偏于保守.在此基础上,提出了冷弯薄壁复杂卷边C形钢开口双肢拼合柱轴压承载力的计算方法.

摘要： 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.

摘要： 对20个UHPC加固柱进行轴压性能试验,主要研究UHPC加固方式、被加固柱混凝土强度和截面形状等因素对加固效果的影响.结果表明:使用UHPC增大截面(第Ⅰ类)加固柱,试件极限承载力及刚度增加,但延性降低,且被加固柱混凝土强度对第Ⅰ类柱的承载力提高幅度影响不大.使用UHPC环向约束(第Ⅱ类)加固柱,试件的极限承载力和峰值位移增加,延性也相应提高;在加固层厚度相同的情况下,圆形截面试件的加固效果好于方形截面试件.最后,通过对比两种加固方式在相同加固厚度下的极限承载力和变形能力,发现第Ⅰ类柱的极限承载力增幅高于第Ⅱ类,但第Ⅱ类柱的变形能力好于第Ⅰ类柱.工程实际应用时可根据具体需求选择不同的加固方式.

摘要： 为了研究不同截面构造对矩形钢管混凝土短柱轴压性能的影响和规律,按1/4缩尺设计了4个矩形钢管混凝土短柱,进行轴压性能的试验研究.4个试件的截面尺寸与钢板的材性均相同,各个试件的不同在于腔体内的构造状况:试件CFST-1为普通矩形钢管混凝土柱构件;试件CFST-2为矩形钢管加设竖向加劲肋;试件CFST-3为矩形钢管加设竖向加劲肋、水平拉结筋、栓钉;试件CFST-4为矩形铜管加设竖向加劲肋、水平拉结筋、栓钉、横隔板.对比了各试件的骨架曲线、耗能、轴压承载力、刚度和应变,分析了竖向加劲肋、水平拉结筋与栓钉、横隔板对试件轴压性能的影响及规律.研究表明:竖向加劲肋可有效提高矩形钢管混凝土柱的轴压承载力;水平拉结筋与栓钉可以有效提高矩形钢管混凝土柱的延性,减缓刚度退化,但对轴压承载力的提高贡献较小;横隔板对矩形钢管混凝土柱的轴压承载力、刚度退化、耗能、延性都有显著的改善.

摘要： 钢管混凝土结构是一种高效的结构形式,但钢管的耐久性问题限制了它的发展潜力,因此近年来学者开始研究高性能钢管混凝土构件,通过提升材料本身的性能以达到改善耐久性及进一步强化构件承载能力的目的,先后出现了高强钢管混凝土、不锈钢管混凝土以及双金属管混凝土等多种新型组合.本文以上述三种组合的短柱轴压性能作为研究对象,总结了现行各国规范的承载力设计公式、常采用的材料本构模型以及试验研究结论,为进一步研究钢管混凝土轴压性能提供一定参考.

摘要： 为研究开孔H型高强铝合金柱轴压稳定性能,本文采用有限元方法对其进行受力分析.首先采用已有试验结果以验证有限元软件ABAQUS数值模拟的可靠性,然后研究孔洞存在对铝合金构件屈曲模式及承载力的影响.分析结果表明:孔洞破坏了铝合金结构的几何连续性,改变了构件屈曲失稳模式,降低了构件极限承载力;随着柱长的增加,孔洞对构件失稳模式及承载力的影响呈现减弱趋势;在荷载下降段,小孔径双孔构件的承载力下降速度快于单孔构件.

摘要： 为了研究中空钢管混凝土(HCFST)组合柱的轴压性能,本文借助有限元模拟软件ABAQUS,基于合理的材料本构模型,建立在轴压下的中空钢管混凝土组合短柱的有限元模型,获得轴压短柱的荷载-位移全过程曲线,与已有的试验结果进行对比,二者吻合较好.同时,基于合理的建模方法,对该类HCFST短柱进行足尺寸扩展参数分析,考虑不同长细比和混凝土强度对中空钢管混凝土组合柱的承载能力的影响.结果表明,在轴压荷载作用下,随着试件长细比逐渐增大,试件塑性变形能力显著提高;随着混凝土强度等级逐渐提高,试件的极限承载力逐渐增强.所有试件均表现出了良好的轴压性能,本文可为中空钢管混凝土组合柱的研究与应用提供参考.

摘要： 为了解HRB600级钢筋高强混凝土柱的轴心受压力学性能,进行了5根截面尺寸为600mm×600mm、不同设计参数的高强混凝土柱轴压试验,其中4根柱的纵筋为HRB600级钢筋,1根柱的纵筋为HRB400级钢筋.在试验基础上,建立了非线性有限元模型并进行了数值模拟分析,探讨了混凝土强度、配箍率及箍筋强度等设计变化参数对HRB600级钢筋高强混凝土柱轴压性能的影响规律,验证了不同国家现行《混凝土结构设计规范》对其轴压承载力计算的适用性.研究结果表明,随着混凝土强度等级的提高,HRB600级钢筋高强混凝土柱的承载力明显提高,轴压刚度有所提高,荷载-变形曲线下降段变陡;随着配箍率的增大,柱的承载力、延性有所提高,轴压刚度略有提高;随着箍筋强度的提高,柱的承载力、轴压刚度变化不大,但其峰值后的性能改善明显;当HRB600级钢筋的抗压强度值取500MPa时,按中美日三国规范计算的承载力都有足够的安全储备.

摘要： 纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱的轴压破坏过程涉及混凝土的被动约束和混凝土非线性分析问题.基于数值模拟和已有的试验数据分析,提出了影响FRP约束混凝土柱轴压过程数值分析结果的6个关键因素:主动恒定围压下混凝土轴压峰值应力和峰值应变计算模型、被动约束混凝土膨胀函数、混凝土本构模型、FRP-混凝土界面接触类型、边界建模类型和计算终止条件,指出了各关键因素的适用性和局限性.

摘要： 纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱的轴压破坏过程涉及混凝土的被动约束和混凝土非线性分析问题.基于数值模拟和已有的试验数据分析,提出了影响FRP约束混凝土柱轴压过程数值分析结果的6个关键因素:主动恒定围压下混凝土轴压峰值应力和峰值应变计算模型、被动约束混凝土膨胀函数、混凝土本构模型、FRP-混凝土界面接触类型、边界建模类型和计算终止条件,指出了各关键因素的适用性和局限性.

摘要： 本发明公开一种复合材料轴拉压、弯曲、扭转、振动综合性能测试平台，包括拉压单元、弯曲单元、扭转单元、振动单元；夹持装置的固定端固定在工作台上；本发明集拉压、弯曲、扭转三种单一载荷加载与多载荷复合加载的静态测试于一体，并能在拉压、弯曲、扭转任意组合状态下实现旋转运动，从而进行振动测试，模拟实际生产中的不同工况，建立了复合载荷加载的载荷空间耦合模型，为研究多种载荷对材料性能的影响以及其他性能参数的变化规律提供了有效的测试平台，在一定程度上推动了对实际复杂工况下材料的变形损伤机制的探究，解决了现在技术存在的操作复杂、兼容性差等问题，具有操作简单、集成度高、结构紧凑、测试模式多样化、可提供的测试内容丰富等特点。

摘要： 本发明涉及一种结构抗震性能试验的轴压比施加和试件固定装置及其试验方法，属于结构试验研究范畴。装置由轴压比施加体系、试件地锚固定体系和轴压力偏心调整体系三部分组成。轴压比施加体系由在试件上下部对应安装的第一槽形钢板、第二槽形钢板、对拉螺杆、槽形钢板的定位螺母、固定螺母、抗弯钢垫板组成；试件地锚固定体系由地锚槽型钢板、地锚锚杆、地锚螺母和试件地锚固定体系中的钢垫板组成。采用本发明的装置和方法，试件装卸和固定方便，装置安装无需起重设备、定位精度高，荷载施加位置误差小，适用于柱、墙、框架等同时作用有竖向和水平荷载构件的试验性能研究。

摘要： 一种研究钢管砼轴压构件在荷载与腐蚀下性能的装置与方法，属结构工程领域。该装置主要由加载装置、腐蚀装置和测量装置三部分组成，其中加载装置主要包括承载板和拉杆(含螺母)；腐蚀装置主要包括腐蚀槽、腐蚀液、绝缘层和外接电源；测量装置主要包括荷载传感器和机械式千分表。本发明能同时实现对钢管砼轴压构件的长期荷载作用和电化学腐蚀作用；采用电化学腐蚀，腐蚀速度高于自然环境腐蚀，可以加快试验进度；通过初始加载阶段、电化学腐蚀/长期加载阶段和破坏加载阶段，所得试验数据可以绘制出钢管砼轴压构件的轴压力-压缩量受力全过程曲线。

摘要： 本发明公开一种核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，包括介质箱：用于存储试验介质；高温试验炉：其内安装有夹持夹具和测量模块；所述夹持夹具用于将待试验的包壳管夹持固定，测量模块用于测量包壳管的外径变化值；抽液模块：与介质箱和内增压模块连接，用于将介质箱内的试验介质抽取至内增压模块；内增压模块：与待试验的包壳管连接；增压动力模块：与内增压模块和外拉压模块连接。本发明解决了包壳管内压疲劳和外拉压疲劳同步试验的模拟工况，获得了同步试验的实时研究数据，完全实现了核电材料包壳管的疲劳强度试验，进而可以优化包壳管的设计、生成等环节，以提高核电应用的安全使用性。

摘要： 本发明公开了钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力预测方法、装置及存储介质，本发明通过获取实际混凝土抗压强度试验值和实际钢材强度，并获取实际混凝土截面面积以及实际钢管截面面积；根据实际钢材强度、实际钢管截面面积以及相互作用因子确定第一参数；根据实际混凝土抗压强度试验值以及实际混凝土截面面积的乘积，确定第二参数；根据第一参数与第二参数的和确定钢管超高性能混凝土承载力的预测结果；其中，相互作用因子为表征钢管与超高性能混凝土的相互作用系数，因此能够反映钢管与超高性能混凝土的之间相互作用关系，从而能够在一定程度上准确地确定钢管超高性能混凝土承载力的预测结果,本发明可广泛应用于建筑技术领域。

摘要： 本发明公开一种复合材料轴拉压、弯曲、扭转、振动综合性能测试平台，包括拉压单元、弯曲单元、扭转单元、振动单元；夹持装置的固定端固定在工作台上；本发明集拉压、弯曲、扭转三种单一载荷加载与多载荷复合加载的静态测试于一体，并能在拉压、弯曲、扭转任意组合状态下实现旋转运动，从而进行振动测试，模拟实际生产中的不同工况，建立了复合载荷加载的载荷空间耦合模型，为研究多种载荷对材料性能的影响以及其他性能参数的变化规律提供了有效的测试平台，在一定程度上推动了对实际复杂工况下材料的变形损伤机制的探究，解决了现在技术存在的操作复杂、兼容性差等问题，具有操作简单、集成度高、结构紧凑、测试模式多样化、可提供的测试内容丰富等特点。

摘要： 一种测试含裂纹缺陷材料力学性能的多轴拉压加载系统，包括框架、垂向加载机构、垂向约束机构、水平向加载机构、液压系统和控制系统，所述垂向加载机构和水平向加载机构中央设有含待测试的裂纹缺陷材料，所述的垂向加载机构和水平向加载机构均包括伺服缸、拉压力传感器和拉压力组件，所述伺服缸活塞杆端部安装拉压力传感器，所述拉压力传感器与拉压力组件连接，所述拉压力组件与所述待测试的裂纹缺陷材料连接。本发明提供一种功能丰富、适应性良好、自动化程度较高的测试含裂纹缺陷材料力学性能的多轴拉压加载系统。

摘要： 本发明涉及一种结构抗震性能试验的轴压比施加和试件固定装置及其试验方法，属于结构试验研究范畴。装置由轴压比施加体系、试件地锚固定体系和轴压力偏心调整体系三部分组成。轴压比施加体系由在试件上下部对应安装的第一槽形钢板、第二槽形钢板、对拉螺杆、槽形钢板的定位螺母、固定螺母、抗弯钢垫板组成；试件地锚固定体系由地锚槽型钢板、地锚锚杆、地锚螺母和试件地锚固定体系中的钢垫板组成。采用本发明的装置和方法，试件装卸和固定方便，装置安装无需起重设备、定位精度高，荷载施加位置误差小，适用于柱、墙、框架等同时作用有竖向和水平荷载构件的试验性能研究。

摘要： 本发明提供一种提高混凝土柱轴压性能的加固方法及其结构，所述方法步骤如下：进行现场放样；对混凝土构件表面进行处理，铲除抹灰层垫层或其他装饰装修面层；打磨混凝土构件表面疏松层及油污，直至完全露出新的混凝土界面，并将表面浮灰清除干净，且保持干燥、平整；有段差或转角部位，则抹成平滑的曲线；对U形箍板粘结面进行除锈和粗糙处理；经校准后将两个U形箍板单元进行对接焊，在混凝土构件的外侧组成一环形箍板；对各环形箍板区域进行封闭，灌注改性环氧树脂浆液；最后常温固化。本发明既能较好提高混凝土柱的轴压性能，施工简便，技术要求较低，且经济性及适用性较高，同时可有效提高混凝土构件的变形能力和耐久性。

摘要： 本实用新型提供一种轴压性能高的混凝土柱组件，所述混凝土柱组件包括混凝土柱构件、环形箍板以及环氧树脂，所述混凝土柱构件的外侧从上到下环设有间隔设置的环形箍板，且各所述环形箍板的内侧面通过环氧树脂固定在所述混凝土柱构件上；所述环形箍板包括第一U型箍板单元和第二U型箍板单元，所述第一U型箍板单元和第二U型箍板单元相对焊接形成所述环形箍板；相邻所述环形箍板的焊接缝位置沿混凝土柱构件柱高方向相互错开。本实用新型既能较好提高混凝土柱的轴压性能，施工简便，技术要求较低，且经济性及适用性较高，同时可有效提高混凝土构件的变形能力和耐久性。