简介:为了研究不同材料内管对圆中空夹层钢管混凝土构件力学性能的影响,设计了内管为钢管、PVC管和PPR管的3种、共5根圆中空夹层钢管混凝土试件。对所有试件进行轴压试验并对其整体和内部的破坏形态、荷载-纵向应变关系曲线、平均应力-应变关系曲线及横向应变发展规律进行分析,运用有限元分析软件ABAQUS对试件进行了轴压全过程模拟。结果表明:PVC内管和PPR内管试件破坏时的斜向鼓曲更为明显,其极限承载力、组合弹性模量和延性均逊于钢内管试件;PVC内管试件的横向应变发展最快;提出的有限元模型能够较好地模拟所有试件的前期刚度和钢内管试件的极限承载力;与钢内管相比,PVC管和PPR管在轴压全过程中仅承担微小的轴向荷载,且其与夹层混凝土的相互作用几乎为零;PVC内管的圆中空夹层钢管混凝土构件不可用于承重结构中,而PPR内管的圆中空夹层钢管混凝土构件可用于工程中。
简介:圆钢管桁架在主管内填筑混凝土,可有效提高其承载力。为了获得圆钢管混凝土桁架K形节点受力性能和承载力计算方法,研究了在受拉或受压支管处K形节点的失效模式和破坏机理;基于圆钢管混凝土K形节点在不同失效模式下的破坏机理和受力状态,分别对支管截面形式为圆形或矩(方)形的圆钢管混凝土K形节点建立合理的简化计算模型,推导出不同失效模式下K形节点极限承载力计算公式,并给出相应的极限承载力建议公式。试验验证了圆钢管混凝土K形节点的试验值与计算值吻合较好,研究表明圆钢管混凝土K形节点的极限承载力计算公式的准确性,可应用于圆钢管混凝土桁架结构计算和设计,也为相关标准建立和完善提供理论依据。
简介:以某铝冶炼厂上料仓为研究对象,分析了导致某铝冶厂3#、4#料仓倾斜的原因,提出了用共同作用分析方法研究顶升纠偏的思路.依据结构协同作用的有限元分析原理,模拟了由于不同顶升方法产生不同工况下结构内力分布情况,对该工程的纠偏加固方案进行了全面分析,提出了在整个托换施工、断柱、接柱恢复过程中,以任意一构件达到设计承载力作为纠偏工程的极限状态.分析了顶升过程中托换梁的刚度对上部结构的影响,对托换梁进行了优化设计.同时研究了纠偏过程中,相邻柱的允许差异顶升量、顶升速度、各重点监测范围.通过分析研究给出了一套合理的现场顶升纠偏加固技术方案,实践表明效果良好,对今后建筑物纠偏加固提供了一种行之有效和切实可行的方法.
简介:以现有T、L形钢管混凝土柱试验研究为基础,本文进行了如下工作:(1)针对T、L形钢管混凝土柱的受压约束承载机理,建立了内填混凝土的等效单轴滞回本构模型;(2)建立了悬臂柱在反复荷载作用下的滞回全过程分析模型,编制了T、L形钢管混凝土柱的滞回全过程分析程序;(3)对所完成的试件进行了滞回全过程数值分析,分析与试验结果在荷载-位移和荷载-应变两种层次上进行了对比,验证了本文模型和分析程序的正确性,表明该程序能从构件、材料两种层次上表现出钢管混凝土柱的非线性发展过程。之后,对T、L形钢管混凝土柱中有代表性混凝土和钢单元应力-应变发展全过程进行了数值模拟。结果表明本文模型能用于T、L形钢管混凝土结构的非线性分析。
简介:按照"钢管混凝土统一理论"的推断:钢管混凝土构件性能的变化是随截面形状的改变而变化,变化是连续的,设计方法是统一的.本文介绍了采用塑性断裂理论描述三向受压混凝土的本构关系,用试校法确定三个主要系数的最优值,得到了只与混凝土性质有关的本构关系.加上钢材三向应力状态的本构关系,采用有限元法首次得到了等效截面的圆形、八边形、正方形和矩形钢管混凝土的截面上高斯点的应力分布,和平均应力与纵向应变的全过程关系曲线.由全过程关系曲线得到了各种截面构件的轴压强度指标与轴压模量,充分证明了性能随截面形状的改变而变化的连续性.同时导出了统一的计算公式.此外,还导出了和圆钢管混凝土相比,各种截面构件紧箍效应的下降率.最后给出了各种截面钢管混凝土轴压构件的强度设计公式.关于稳定承载力将另文介绍.
简介:进行了4个圆中空夹层钢管混凝土中柱节点的低周反复加载试验,分析了端板类型和柱截面空心率的影响,研究了此类节点的破坏模式和滞回性能。通过有限元软件建立了节点数值分析模型。考虑了材料本构关系和复杂接触问题,对此类节点进行了受力性能分析。分析结果与试验结果对比吻合较好。研究结果表明:圆中空夹层钢管混凝土柱单边螺栓端板连接节点具有良好的滞回性能、延性和耗能能力;根据欧洲规范EC3,此类节点呈现出半刚性、全强度的特性。研究成果将为圆中空夹层柱钢管混凝土柱结构的设计与工程应用提供一定的理论基础。
简介:本文为了得到火灾中不同材料结构的整体耐火性能,分别研究了钢管混凝土和纯钢材两种整体结构。对于钢管混凝土框架结构,分析了其在火灾条件下的整体耐火性能、钢管混凝土构件在实际边界约束条件下及不同受火面对其耐火性能的影响,在此基础上对今后结构体系的防火性能设计提出了意见和建议。对于轻钢整体结构,则以雅致公司提供的三种集成房屋为依据,用有限元理论分析了四种荷载组合情况下,集成房屋在火荷载情况下的承载力与变形,得到集成房屋的使用耐火极限和破坏情况,提出了改进办法和设计建议。并在四川国家防火建筑材料质量监督检测中心进行的岩棉夹心板耐火试验基础上,应用有限元理论分析了岩棉彩钢夹心板耐火性能,并研究了不同耐火性能板材的岩棉夹心板和EPS夹心板的框架结构在实际应用中的整体耐火性能。
简介:人字形密肋网壳由密肋平板在脊线处相交构成.为了解网壳屋盖与下部结构在竖向荷载作用下的共同工作性能,基于位移法求解了屋盖的内力,采用有限元方法对比计算了点支承屋盖和整体结构屋盖的内力及变形.在此基础上考虑下部结构抗侧刚度、屋盖矢跨比和肋刚度的影响计算了25个算例.结果表明:顶层抗侧刚度和矢跨比是影响屋盖内力的主要因素,屋盖轴力和矢跨比呈非线性关系;屋盖具有较强的拱向传力性质,脊线类似于拱的系杆;与点支承屋盖相比,共同工作使横隔下弦的内力明显增大,并引起下部楼盖轴力,且屋盖边梁应按双偏心受力构件计算承载力;顶层采用异型柱是调整屋盖内力分布的有效措施,当异型柱演化为短肢剪力墙时,建议墙肢长度取屋盖一个投影网格长度;增大矢跨比有利于降低屋盖挠度,屋盖内力分布对矢跨比较为敏感,矢跨比不宜低于1/6;过大的肋刚度对提高屋盖整体承载力意义不大,肋截面高度可取屋盖跨度的1/40~1/50.
简介:为了研究椭圆钢管混凝土柱的轴压性能和承载力,通过ABAQUS程序建立了轴压作用下椭圆钢管混凝土柱的数值分析模型,考虑了复杂接触问题、材料非线性和椭圆特征.利用试验结果验证了数值分析模型的准确性.开展了轴压作用下椭圆钢管混凝土短柱的诸多参数分析,评价了各参数对组合柱轴压承载力和刚度的影响,揭示了椭圆钢管混凝土短柱的破坏模式和受力机理,基于统一理论提出了椭圆钢管混凝土短柱的轴压承载力简化计算方法.研究结果表明,椭圆钢管混凝土短柱在轴压作用下的破坏模式包括剪切破坏、局部鼓曲破坏和整体鼓曲破坏;椭圆钢管混凝土短柱的轴压受力特征可以分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化段和下降段,均与约束效应系数有关.提出的椭圆钢管混凝土短柱的轴压承载力简化计算公式可以用于椭圆钢管混凝土柱设计.
简介:对隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点试件进行了循环加载试验,并进行基于结构钢椭球面断裂模型及耦联的屈服模型和轻骨料混凝土二次曲面通用破坏面模型的数值模拟和破坏机理分析.数值分析结果表明:基本型异型节点梁翼缘对接焊缝侧边应力集中严重,断裂风险大;贯通隔板折线加强构造降低了梁翼缘对接焊缝处的应力集中程度和断裂风险,使屈服区形成于远离节点区的隔板折线加强段内;节点域内轻骨料混凝土的应力场未达到通用破坏面模型计算的强度值,未发生压碎、拉裂或滑移破坏.