方钢管混凝土研究现状

综合国内外方钢管混凝土试验与理论研究的资料,分析了目前世界上方钢管混凝土研究的先进成果,提出了方钢管混凝土的研究方向：方钢管混凝土框架的地震模拟、框架梁柱节点域的试验研究以及复杂应力下混凝土的本构模型研究．     

循环荷载作用下冷弯薄壁方钢管混凝土梁的非线性分析

进行3根冷弯薄壁方钢管混凝土简支梁在循环荷载作用下的试验,在确定冷弯薄壁方钢管混凝土简支梁本构关系模型的基础上,采用有限元软件ANsYs对冷弯薄壁方钢管混凝土简支梁的滞回性能进行非线性分析。研究其在不同参数下的滞回性能、延性等重要抗震性能指标。得到的主要结论如下：（1）冷弯薄壁方钢管混凝土简支梁的滞回曲线呈梭形,较为饱满,没有出现明显的捏缩现象,表明构件具有较好的延性和耗能能力。（2）建立的非线性有限元模型能够预测冷弯薄壁钢管混凝土梁的弹塑性行为和抗震性能,计算结果与实测结果基本吻合,为进行冷弯薄壁钢管混凝土梁的数值模拟提供参考。     

内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土轴压中长柱极限承载力研究

根据内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土的特点,通过引入混凝土强度折减系数和等效约束折减系数,将内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土等效为内置CFRP圆管的圆钢管高强混凝土。进而,在统一强度理论的基础上,推导出内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土轴压构件的强度承载力。通过引入整体稳定系数,推导出内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土轴压中长柱的稳定极限承载力公式。将该公式的计算结果与试验结果进行了比较,结果表明该理论公式是正确可行的。理论公式以期能为工程应用提供帮助。     

空间钢构架混凝土承台的非线性有限元分析

基于ABAQUS大型有限元分析软件,建立了桩基厚承台非线性有限元分析模型.运用所建立的模型,对5个空间钢构架混凝土承台进行了非线性有限元分析,计算值与试验值吻合得较好,表明所建立的有限元计算模型可较好地模拟空间钢构架混凝土承台的性能;分析了空间钢构架混凝土承台内部完整的力流分布,探讨了空间钢构架混凝土承台的受力机理,为空间钢构架混凝土承台传力模型的建立提供了理论计算依据.在理论分析和以往研究的基础上,提出了空间钢构架混凝土承台的桁架模型.     

高强方钢管约束UHPC短柱轴压性能研究

使用通用有限元软件ABAQUS分析了钢材屈服强度、方钢管厚度、UHPC强度对高强方钢管约束UHPC短柱轴压性能的影响。首先使用ABAQUS对已有的普通钢管约束混凝土试验进行计算,结果与试验值基本一致。在此基础上建立了高强方钢管约束UHPC短柱模型,对比了不同参数下构件荷载-位移曲线、荷载-纵向应变曲线的变化特征。研究表明:构件前期刚度受混凝土强度影响很小,但由于增加混凝土强度使构件套箍系数降低,工作曲线下降段斜率增大,延性下降。钢管屈服强度的提高对构件的延性有很大改善,但对极限承载能力影响较小。核心混凝土强度是影响高强钢管约束UHPC短柱承载能力的主要因素,由于钢管不直接承担纵向荷载,仅对混凝土产生材料性能上的影响,钢管约束混凝土应看做混凝土的一种。     

外包钢-混凝土组合梁正截面极限抗弯承载力的试验研究

基于外包钢混凝土组合梁的试验研究和塑性理论,按照钢梁和混凝土塑性中和轴相对位置的不同,分别推导了完全剪切连接和部分剪切连接的外包钢混凝土组合梁的正截面极限抗弯承载力的计算公式,并对外包钢混凝土组合梁进行了非线性有限元分析,分析中重点考虑了材料非线性和接触非线性.8根完全剪切连接和3根部分剪切连接试件的正截面极限抗弯承载力的计算结果及有限元分析结果与试验结果吻合良好.     

方钢管混凝土柱抗剪试验研究

对20个方钢管混凝土柱抗剪力学性能的进行试验研究,得出方钢管混凝土柱在剪力作用下的荷载-位移曲线,考察了其力学性能,研究受力破坏过程,并分析了一些参数如剪跨比、轴压比等对抗剪承载力的影响.试验结果表明,方钢管混凝土柱抗剪具有良好的承载能力和塑性性能.最后,推荐了工程设计实用的抗剪承载力计算公式.     

钢管混凝土拱桥基于有限元的整体稳定性分析

从工程实例出发,对一座钢管混凝土拱桥建立了有限元模型,从线弹性和几何非线性两个方面进行了数值分析,分析表明该桥的屈曲稳定比较可靠,结构失稳模态均为拱肋面外失稳,表明拱肋的横向刚度相对系梁较弱.     

哑铃型钢管混凝土拱桥的面内弹塑性分析

本文采用非线性有限元方法对哑铃型钢管混凝土拱桥进行面内弹塑性分析．以解放大桥的中孔拱桥为研究对象,分别考虑了施工阶段和成桥阶段的受力情况,计算了该桥在施工和成桥阶段的弹塑性稳定安全系数,并讨论了不同程度的初始挠度对弹塑性稳定安全系数的影响。分析结果可供哑铃型截面钢管混凝土拱桥的设计建设参考。     

空间钢构架混凝土承台的非线性有限元分析

基于ABAQUS大型有限元分析软件,建立了桩基厚承台非线性有限元分析模型．运用所建立的模型,对5个空间钢构架混凝土承台进行了非线性有限元分析,计算值与试验值吻合得较好,表明所建立的有限元计算模型可较好地模拟空间钢构架混凝土承台的性能;分析了空间钢构架混凝土承台内部完整的力流分布,探讨了空间钢构架混凝土承台的受力机理,为空间钢构架混凝土承台传力模型的建立提供了理论计算依据．在理论分析和以往研究的基础上,提出了空间钢构架混凝土承台的桁架模型．     

钢管混凝土桁架K型管节点的热点应力集中系数探究

为研究钢管混凝土桁架焊缝附近的应力场分布特征及焊趾处热点应力集中系数,以主钢管内填充混凝土的K型管节点为研究对象,建立了考虑主钢管与混凝土表面非线性接触行为的三维实体有限元计算模型,探究了焊趾处热点应力集中系数的分布规律。研究结果表明：1)主钢管与支钢管焊缝附近区域节点的第一主应力在冠趾处达到最大值;2)热点应力集中系数在鞍点附近节点达到最小值,而在冠趾与鞍点之间的中点或附近节点处达到最大值;3)采用两点外推法和三点外推法计算钢管混凝土桁架K型管节点的热点应力集中系数均是可行的,并且二者差异较小。     

钢管混凝土组拼管拱面外屈曲参数分析

以福鼎山前大桥空间有限元模型为基础,分析了影响钢管混凝土组拼管拱面外屈曲的主要参数,包括横撑布置形式、横撑刚度、拱脚约束情况、截面含钢率和混凝土弹性模量.有限元分析结果表明,横撑布置形式、横撑刚度和截面含钢率对钢管混凝土组拼管拱面外屈曲影响很大,但混凝土强度等级和拱脚约束对其影响很小.     

正弯矩作用下平齐端板连接钢管混凝土节点的承载力计算

鉴于在半刚性钢管混凝土组合框架设计中缺乏平齐端板连接钢管混凝土组合节点在正弯矩作用下的抗弯承载力计算方法,基于力学平衡原理,利用塑性分析方法,考虑不同塑性中和轴位置,获得了在正弯矩作用下此类组合节点的承载力计算方法.将试验结果与所得计算公式进行比较,所得简化的计算方法具有一定的准确性,且偏于保守.研究表明,该计算方法可以用于半刚性钢管混凝土组合框架设计.     

对加套管的钢管混凝土节点的模拟分析

钢管混凝土由于能充分发挥两种材料的优点,为了能够增强节点性能,提出了套箍式节点即在节点处附加一个套管,同时套管上设计相应的构件承受荷载。首先假设方钢管混凝土柱——钢梁连接的一种模型,利用有限元软件ANSYS9.0,研究其受力与变形的规律。最后借鉴其他类型节点的合理之处,改进初始的模型,提出了新的节点的形式。     

框架-剪力墙结构的非线性抗震分析

为了进一步了解框架-剪力墙结构在地震作用下的动力特性,本文在对框架-剪力墙结构线性抗震分析的基础上,进一步考虑了结构中的非线性理论,强调框架-剪力墙结构的非线性抗震性.本文采用的分析软件是有限元分析软件ANSYS,用软件对框架-剪力墙结构进行非线性的抗震分析,得出了结构在大震作用下结构的变形和内力.分析结果表明,此结构在大震作用下整体稳定性较好,只有局部构件发生塑性变形,不影响结构的安全性.     

浅谈钢管混凝土拱桥侧倾稳定性影响的因素

首先介绍了钢管混凝土拱桥稳定性分析中常用的基本理论,然后根据所收集到的有关钢管混凝土拱桥侧倾稳定性的资料,介绍了其中比较重要的影响因素.其中包括横撑,拱肋,边界处理等对钢管混凝土拱桥稳定性的影响.     

不同加载角T形钢管混凝土压弯承载力研究

采用有限元软件ABAQUS建立了不同加载角T形带肋和多室钢管混凝土压弯构件的计算模型,数值计算结果与试验结果吻合良好。对影响T形钢管混凝土柱水平荷载P-水平位移Δ关系曲线的参数进行分析,结果表明:加载角为0°时,T形钢管混凝土构件的承载力最低,在67.5°负向加载时,构件的承载力最大,比0°加载角构件大13%左右,加载角为45°~90°间承载力总体上差别不大。随着钢管屈服强度、混凝土抗压强度、钢管长厚比、带肋和多室T形钢管混凝土构件在斜向加载的承载力增加,在传统钢管混凝土基础上,提出了适用于不同加载角带肋和多室T形钢管混凝土压弯构件的承载力设计方法,简化计算公式与有限元结果、试验结果均吻合较好。     

带肋薄壁方钢管混凝土柱耐火极限的计算分析

采用分段积分法编制了计算带肋薄壁方钢管混凝土柱耐火极限的程序,计算结果与相关实验结果吻合较好.在此基础上,分析了柱的变形及加劲肋宽度等的影响规律,结果表明,带肋薄壁方钢管混凝土柱的耐火极限随着加劲肋宽度的增加而增加;轴压比对耐火极限的影响较大,随着轴压比的减小,构件的耐火极限增加;除较小加劲肋宽度且低荷载的情况之外,在薄壁钢管混凝土柱内部设置纵向加劲肋能够提供一定的安全储备.     

钢管混凝土施工技术经济分析

本文介绍了鞍钢高炉炉体框架柱采用钢管混凝土柱的施工工艺技术要点，以及对钢管混凝土柱技术经济进行分析。     

加劲肋对方钢管混凝土轴压短柱局部屈曲性能的影响

基于对加纵肋薄壁方钢管混凝土短柱在轴压荷载下局部屈曲性能的理论分析,利用能量法,推导了当加劲肋与壁板发生整体屈曲时,设置多条纵向加劲肋数量时加肋壁板的屈曲应力计算公式,在此基础上对比分析了影响单肋、双肋、三肋方钢管混凝土短柱临界屈曲系数大小,结果表明,增加加劲肋数量对提高壁板局部屈曲系数作用并不显著,在加劲肋总截面面积不变的情况下,加劲肋数量增加甚至会使壁板局部屈曲系数有所降低,增加加劲肋刚度对改善壁板局部稳定最为有效。本文结论可为带肋方钢管混凝土设计提供参考。