cfrp鋼管混凝土軸壓長柱試驗研究 作者：顧威，趙穎華，guwei，zhaoyinghua 作者單位：顧威,guwei(遼寧省交通高等專科學(xué)校,遼寧沈陽,110122)，趙穎華,zhaoyinghua(大連海 事大學(xué),遼寧大連,116026) 刊名： 土木工程學(xué)報 英文刊名：chinacivilengineeringjournal 年，卷(期)：2007，40(11) 被引用次數(shù)：1次 參考文獻(xiàn)(10條) 1.顧威.趙穎華.尚東偉cfrp鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析[期刊論文]-工程力學(xué)2006(01) 2.顧威.關(guān)崇偉.趙穎華圓cfrp鋼復(fù)合管混凝土軸壓短柱試驗研究[期刊論文]-沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版) 2004(02) 3.zhaoyinghua.guwei.wangqingliexperim

鋼管高強(qiáng)膨脹混凝土軸壓短柱試驗研究——由于鋼管高強(qiáng)膨脹混凝土與普通鋼筋混凝土相比，混凝土的材料性質(zhì)有改變，必然會引起試件的力學(xué)性能的改變，在研究鋼管高強(qiáng)膨脹混凝土的力學(xué)性能時，不可能完全沿用現(xiàn)有的普通鋼管混凝土的研究成果，因此，有必要對鋼管高...

為分析再生骨料類型對鋼管再生混凝土柱的影響,設(shè)計了11根軸壓短柱試件,并對其進(jìn)行了軸壓力學(xué)性能的試驗研究。試件的主要變化參數(shù)為截面類型(圓形和方形)、骨料類型(天然骨料、50%天然骨料和50%重鈦礦渣再生骨料、50%天然骨料和50%普通再生骨料)和鋼管尺寸。結(jié)果表明:鋼管再生混凝土柱具有和普通鋼管混凝土柱相似的受力過程、破壞形態(tài)、軸向荷載-位移關(guān)系和軸向荷載-應(yīng)變關(guān)系,再生骨料類型的變化對上述性能影響不大;圓形截面試件發(fā)生腰鼓狀或剪切型破壞,方形截面試件破壞時在鋼管表面出現(xiàn)若干處局部凸曲,且沿四個方向的凸曲程度基本相同;對比邊長和直徑相等的方形和圓形截面試件,由于方形截面試件的橫截面尺寸較大,其承載力明顯高于圓形截面試件,但方形截面試件峰值荷載對應(yīng)的位移和應(yīng)變小于圓形截面試件,且荷載達(dá)到峰值后便迅速下降,方形截面試件的延性明顯弱于圓形截面試件;鋼管再生混凝土柱的承載能力略低于普通鋼管混凝土柱;鋼管再生礦渣混凝土柱的承載能力一般不低于鋼管再生普通混凝土柱;將普通鋼管混凝土柱承載力計算式運用于鋼管再生混凝土柱時,對于圓形截面試件的計算結(jié)果偏于安全,對于方形截面試件,應(yīng)將該承載力計算值進(jìn)行一定的折減。

為研究內(nèi)圓外方復(fù)合鋼管混凝土柱的軸壓承載力,完成了10個試件的軸心受壓試驗。試驗結(jié)果表明:達(dá)到峰值承載力時,方鋼管縱向已屈服、橫向尚未屈服;試件的破壞形態(tài)為方鋼管向外鼓曲、沿縱向局部撕裂,方鋼管與圓鋼管之間的混凝土已經(jīng)酥松、局部壓碎;大部分試件即使縱向平均壓應(yīng)變達(dá)到0.11,尚能承擔(dān)不小于其峰值承載力70%的軸力;壓縮剛度的計算值平均為實測值的83.6%。采用鋼管僅提供軸壓承載力、不提供橫向約束的假定計算得到的試件的軸壓承載力,與試驗結(jié)果符合最好。

為研究外方內(nèi)圓復(fù)合鋼管高強(qiáng)混凝土短柱軸心受壓性能,完成了三組共23個試件的軸壓試驗和典型試件的非線性有限元分析。試驗結(jié)果表明:各試件的破壞形態(tài)基本相同,為方鋼管向外鼓曲,方鋼管與圓鋼管之間的混凝土酥松、局部壓碎;試驗結(jié)束時,試件縱向應(yīng)變達(dá)到0.09～0.11,尚能承擔(dān)約70%的峰值豎向力;按文獻(xiàn)[8]有關(guān)公式計算得到的試件壓縮剛度平均值為實測值的83.6%;采用圓鋼管對其管內(nèi)混凝土提供約束,方鋼管對混凝土不提供約束、但提供軸壓承載力的計算假定,試件軸心受壓承載力計算值與試驗值吻合良好;非線性有限元計算得到的豎向力-縱向應(yīng)變曲線及破壞過程與試驗結(jié)果符合較好。

參照普通混凝土配合比設(shè)計方法,按照再生粗骨料摻入量0、25%、50%、75%和100%制作了長徑比為4.0、徑厚比為20.75的共五組15個試件,進(jìn)行軸心受壓試驗,研究不同再生粗骨料取代率對圓鋼管再生混凝土短柱承載能力的影響。結(jié)果表明:鋼管再生混凝土柱的軸壓破壞形態(tài)與鋼管普通混凝土柱相似,鋼管再生混凝土柱的實測彈性極限荷載比鋼管普通混凝土柱低,且隨再生粗骨料取代率的增加而降低,和再生粗骨料取代率成反比關(guān)系。在摻入量合適的情況下,圓鋼管再生混凝土柱應(yīng)用實際是可行的。

鋼管混凝土啞鈴形軸壓短柱試驗——進(jìn)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(shè)計、試驗裝置和試驗情況，并對試驗結(jié)果進(jìn)行了分析。

鋼管混凝土支架在巷道內(nèi)完成灌注混凝土,因此需要在支架鋼管開孔制成注漿孔并進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。結(jié)合局部補(bǔ)強(qiáng)方式和現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗設(shè)計了3種補(bǔ)強(qiáng)措施(注漿短管、加強(qiáng)板、封孔塞)及其參數(shù),并通過等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行驗證,3種補(bǔ)強(qiáng)措施滿足了現(xiàn)場注漿要求,同時保證了開孔補(bǔ)強(qiáng)效果。通過鋼管混凝土短柱試件和注漿孔短柱試件的軸壓試驗,對設(shè)計補(bǔ)強(qiáng)措施的補(bǔ)強(qiáng)效果和部分補(bǔ)強(qiáng)參數(shù)對注漿孔短柱力學(xué)性能的影響進(jìn)行分析。試驗表明,在短柱軸壓試驗中,注漿孔短柱的變形、荷載與鋼管混凝土短柱接近,滿足短柱補(bǔ)強(qiáng)的要求;隨著封孔塞厚度和加強(qiáng)板厚度的增加,注漿孔短柱極限荷載明顯提高,從鋼管混凝土支架等強(qiáng)度要求和支架生產(chǎn)成本考慮,封孔塞、加強(qiáng)板的厚度優(yōu)選25mm、8mm。

通過33根素混凝土圓柱的單獨加固與復(fù)合加固的對比試驗,對不同加固形式下素混凝土柱軸心受壓下的極限承載力、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系以及延性等方面進(jìn)行了研究和分析。結(jié)果表明,復(fù)合加固素混凝土圓柱充分發(fā)揮了cfrp加固和增大截面加固的各自優(yōu)點,有效地提高了圓柱的承載力和延性,同時大幅度降低了加固成本。

目的研究三種不同因素對再生混凝土配合比的最優(yōu)組合,探討再生混凝土在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的可能性.方法通過正交試驗,分析再生骨料取代量、減水劑摻量、粉煤灰摻量對新配制再生骨料混凝土的影響,找出三種因素的最優(yōu)水平組合,制作再生自密實鋼管混凝土短柱進(jìn)行軸壓試驗.結(jié)果三種因素的最優(yōu)水平組合為再生骨料材料50%、減水劑10%、粉煤灰8%,鋼管再生自密實混凝土的極限荷載比鋼管混凝土的極限荷載低,但最大極限荷載處的位移都是7mm左右.結(jié)論鋼管再生自密實混凝土的性能與鋼管混凝土的性能基本相似,再生混凝土應(yīng)用于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中是完全可行的.

對16根圓cfrp-鋼復(fù)合管內(nèi)填砼受彎構(gòu)件以及4根圓鋼管砼受彎構(gòu)件開展靜力試驗并分析實驗結(jié)果。對于未包裹縱向cfrp的試件,其荷載-跨中撓度曲線類似于對應(yīng)的圓鋼管砼構(gòu)件的曲線;對于包裹縱向cfrp的構(gòu)件,其荷載-跨中撓度曲線可以劃分為以下幾個階段:彈性階段、彈塑性階段和下降段。圓cfrp-鋼復(fù)合管內(nèi)填砼受彎構(gòu)件的延性要好于圓frp筒內(nèi)填混凝土受彎構(gòu)件。對于具有相同鋼管約束效應(yīng)系數(shù)的試件,承載力提高率隨著縱向cfrp層數(shù)的增大而增大。從加載之初直到最大承載力,鋼管和cfrp筒在環(huán)向和縱向都可以協(xié)同工作。縱向受壓最大點的環(huán)向拉應(yīng)變最大,縱向受拉最大點的環(huán)向壓應(yīng)變最大,縱向受拉最大點的鋼管對核心砼沒有套箍作用。從加載之初直到大約0．8倍的極限承載力,試件縱向應(yīng)變沿截面高度的分布基本符合平截面假定。縱向cfrp可以顯著提高試件的剛度。

軸壓性能是衡量frp管與鋼管復(fù)合混凝土柱的一項基本性能指標(biāo).通過6根frp管鋼管復(fù)合混凝土組合短柱的軸壓試驗,研究了夾層混凝土的類型和厚度、加載方式對軸壓性能的影響,并利用有限元軟件ansys對試驗結(jié)果進(jìn)行了驗證.研究結(jié)果表明,全截面加載和核心加載兩種加載方式下,夾層混凝土類型對組合短柱軸壓性能的影響均不明顯.全截面加載時,frp管與鋼管工作協(xié)同性能最好;夾層混凝土厚度較大的試件的承載力與延性性能較好;核心加載時,夾層混凝土厚度大的試件延性較好,但承載力較差.

cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 笫23卷第1期vo1.23no.1 2006年1月jan.2006 工程 eng眥ering 力學(xué) mechanics149 文章編號:1000.4750(2006)01.0149.05 cfrp一鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 顧威,趙穎華,尚東偉2 (1.大連海事大學(xué)交通工程與物流學(xué)院,大連116026:2.沈陽市建筑研究院,沈陽 110016) 摘要:對cfrp.鋼管混凝土軸壓短柱這種新型構(gòu)件的受力性能進(jìn)行了理論分析,提 出了此類構(gòu)件承載力計算的 基本假定;采用極限平衡法,推導(dǎo)出鋼管屈服時構(gòu)件承載力和碳纖維片拉斷時構(gòu)件 極限承載力的解析計算式;對 8根cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱和4根鋼管混凝土柱的極限承載力進(jìn)行試驗研究, 并將解析分析結(jié)果與實驗數(shù)據(jù) 比較,證明了提出的解析計算式的正確性

通過對10根內(nèi)置碳纖維復(fù)合材料(cfrp)圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱和4根方鋼管高強(qiáng)混凝土柱的承載力進(jìn)行對比試驗,分析了cfrp含量、偏心距和長細(xì)比等參數(shù)對試件性能的影響。結(jié)果表明:在長細(xì)比相同的條件下,隨著偏心距的增大,相同cfrp含量的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱承載力降低;在長細(xì)比和偏心距相同的情況下,隨著cfrp含量的增加,方鋼管高強(qiáng)混凝土柱承載力有顯著提高,對核心混凝土約束效應(yīng)增加,增強(qiáng)了構(gòu)件的延性;隨著長細(xì)比的增大,相同cfrp含量和相同偏心距的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱承載力降低。試驗結(jié)果為進(jìn)一步分析和推導(dǎo)承載力公式打下了基礎(chǔ)。

內(nèi)置cfrp圓管的方鋼管混凝土中長柱偏壓試驗——通過對1o根內(nèi)置碳纖維復(fù)合材料(cfrp)圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱和4根方鋼管高強(qiáng)混凝土柱的承載力進(jìn)行對比試驗，分析了cfrp含量、偏心距和長細(xì)比等參數(shù)對試件性能的影響。結(jié)果表明：在長細(xì)比相同的條件下，隨著偏心...

鋼管對混凝土的套箍作用是鋼管混凝土在受壓后期受力性能的主要優(yōu)勢。但是實際工程中常出現(xiàn)混凝土與鋼管脫粘的現(xiàn)象,對套箍作用的發(fā)揮產(chǎn)生不利的影響。進(jìn)行了鋼管混凝土單圓管短柱偏壓試驗研究,脫粘空隙的模擬采用預(yù)先放置雙面涂油的鍍鋅板,并在混凝土澆筑5~6h后拔出的方法。試驗的參數(shù)包括脫粘弧長率和含鋼率。試驗結(jié)果表明,這種模擬脫粘的方法是可行的。所有試件均為彎曲破壞,脫粘對試件的破壞模式?jīng)]有影響,但有脫粘試件的曲率稍小于無脫粘試件。隨脫粘弧長率的增大,試件極限承載力和延性均降低;而隨著含鋼率的增大,脫粘的不利影響程度降低。

鋼管混凝土復(fù)合柱(簡稱"復(fù)合柱")是以鋼管混凝土為柱肢、以鋼筋混凝土板為綴板的新型組合柱。復(fù)合軸壓短柱以綴板壓碎為破壞特征,鋼管混凝土柱肢沒有達(dá)到其自身的承載力。因此,在復(fù)合短柱的軸壓承載力疊加計算時,鋼管混凝土柱肢的承載力應(yīng)進(jìn)行折減。本文采用有限元分析方法,通過變形協(xié)調(diào)條件,得到綴板壓碎時,鋼管混凝土柱肢分擔(dān)的荷載,將其與其承載力的比值定義為柱肢承載力折減系數(shù)。討論了選取不同理論計算鋼管混凝土柱肢承載力時應(yīng)采用的折減系數(shù)值及其受套箍系數(shù)影響的規(guī)律。分析結(jié)果表明,當(dāng)采用統(tǒng)一理論計算鋼管混凝土柱肢承載力時,對應(yīng)的柱肢承載力折減系數(shù)趨于一個定值;而采用極限平衡理論計算時,折減系數(shù)隨著套箍系數(shù)的增大而減小,折減系數(shù)與套箍系數(shù)之間的關(guān)系可通過簡單的線性擬合得到。

進(jìn)行了20個方鋼管約束鋼筋混凝土短柱的軸壓力學(xué)性能試驗研究,試驗的主要參數(shù)為鋼管寬厚比(50,70和100)和混凝土強(qiáng)度(c50,c80)。試驗結(jié)果表明:方鋼管約束鋼筋混凝土柱中被分隔鋼管的高度對其軸壓承載力和延性無明顯影響。隨鋼管寬厚比增大和混凝土強(qiáng)度的提高,軸壓短柱的延性降低。采用彈塑性應(yīng)力分析方法對鋼管進(jìn)行了全過程應(yīng)力分析,分析結(jié)果表明,方鋼管約束鋼筋混凝土軸壓短柱的峰值荷載點并不對應(yīng)鋼管的屈服點,鋼管在軸壓短柱達(dá)到峰值荷載后屈服。根據(jù)試驗結(jié)果和鋼管的應(yīng)力分析結(jié)果,建立了方鋼管約束鋼筋混凝土短柱的軸壓承載力計算式,試驗結(jié)果與計算結(jié)果吻合良好。并提出了設(shè)計建議。

mgo鋼管自應(yīng)力混凝土短柱軸壓試驗研究——實驗研究了添加mgo膨脹劑自應(yīng)力鋼管混凝土短柱軸壓下的力學(xué)性能．研究分析了初始自應(yīng)力對其強(qiáng)度和變形能力的影響．試驗結(jié)果表明由于鋼管約束膨脹產(chǎn)生的自應(yīng)力使核心混凝土三向受壓，提高了組合柱的軸壓極限承栽力；自應(yīng)...

本文對3根冷彎型方鋼管高強(qiáng)混凝土短柱進(jìn)行了軸心受壓試驗,并分析了冷彎型方鋼管高強(qiáng)混凝土軸心受壓短柱的受力性能及變形特點。提出了典型荷載-應(yīng)變?nèi)^程曲線,并分析了各階段的受力性能。得到如下結(jié)論:冷彎型方鋼管高強(qiáng)混凝土短柱充分利用了高強(qiáng)混凝土抗壓與鋼材抗拉的材性特點,其極限承載力較普通方鋼管混凝土更高;短柱試件承載力的下降取決于方鋼管的局部屈曲與核心混凝土失去三向受力狀態(tài)并被壓碎的程度;冷彎型方鋼管高強(qiáng)混凝土的極限承載力本質(zhì)上主要由冷彎型方鋼管局部屈曲控制;冷彎型方鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱后期延性較差,但含鋼率越大,其后期殘余承載力越大。

對9根方鋼管珊瑚混凝土短柱進(jìn)行了軸壓試驗研究,以試件高度、方鋼管壁厚及截面邊長為變量,探究了含鋼率、長細(xì)比對極限承載力的影響。通過引入核心珊瑚混凝土強(qiáng)度提高系數(shù),分析了套箍增強(qiáng)作用。將核心珊瑚混凝土分為有效約束區(qū)和非有效約束區(qū),并分別進(jìn)行了受力分析,提出了承載力計算公式,并比較了計算結(jié)果與試驗結(jié)果,以驗證其合理性。

表1試驗構(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