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圆钢管空间滞回试验及材料本构模型

土木工程学报 2011年第12期44卷 18-24页

作者：范峰聂桂波支旭东沈世钊哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150090

在多种方案对比的基础上,设计圆钢管空间滞回试验,该试验中的加载装置适用于空间三向加载;试验考虑了构件不同长细比、不同空间加载方案的情况,据此设计加载、监测及数据采集系统;通过试验得到不同长细比、不同加载方案下的圆钢管荷载... 详细信息

在多种方案对比的基础上,设计圆钢管空间滞回试验,该试验中的加载装置适用于空间三向加载;试验考虑了构件不同长细比、不同空间加载方案的情况,据此设计加载、监测及数据采集系统;通过试验得到不同长细比、不同加载方案下的圆钢管荷载位移滞回曲线,考察这些试验数据随参数变化的规律;编制基于通用有限元软件ABAQUS的用户材料子程序,对试验进行数值模拟,确定各圆钢管试件材料本构方程中的参数,并通过最小二乘拟合方法,获得圆钢管考虑损伤累积的本构方程。通过所编制的接口程序进行理论与试验对比分析表明,数值计算曲线与试验曲线吻合良好,证明该本构方程是准确的,所编制的程序也可用于深入的理论研究工作。

关键词：圆钢管损伤累积滞回性能空间滞回试验本构模型

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低温下不锈钢圆钢管柱受压性能研究

低温下不锈钢圆钢管柱受压性能研究

作者：林智成天津大学

学位级别：硕士

为研究低温下不锈钢钢管受压力学性能,本文开展了不锈钢低温材料力学性能研究、不锈钢圆钢管短柱低温受压性能研究和不锈钢圆钢管长柱压弯性能研究;同时,本文基于试验数据,利用有限元分析软件ABAQUS对不锈钢圆钢管低温下压弯性能进行数... 详细信息

为研究低温下不锈钢钢管受压力学性能,本文开展了不锈钢低温材料力学性能研究、不锈钢圆钢管短柱低温受压性能研究和不锈钢圆钢管长柱压弯性能研究;同时,本文基于试验数据,利用有限元分析软件ABAQUS对不锈钢圆钢管低温下压弯性能进行数值分析。上述研究的目的是为低温下不锈钢圆钢管压弯设计方法提供一定的试验数据,本文主要研究内容和结论如下所述:(1)为研究低温下不锈钢基本力学性能,本文开展了48个不锈钢S30408标准件低温拉伸试验,研究不同低温水平、截面类型和厚度对其屈服强度、极限强度及延性的影响规律。同时,本文开发了不锈钢S30408低温力学性能指标分析模型,利用现有试验结果进行验证,发现基于本文的分析模型能够较为精确地预测低温条件下不锈钢的强度和延性等基本力学性能指标。(2)为研究不锈钢圆钢管短柱低温下受压性能,本文开展了12根不锈钢圆钢管短柱的轴压及偏压试验,研究了低温水平和偏心率等对不锈钢圆钢管短柱承载力和破坏机理的影响。同时,在试验基础上基于有限元分析软件ABAQUS建立了其低温有限元模型。研究发现,不锈钢圆钢管短柱表现出良好的承载力和延性且低温水平提高不锈钢圆钢管短柱的承载力;通过试验数据与有限元结果的比较,发现本文所建立的不锈钢圆钢管短柱低温有限元模型是可靠的。(3)为研究不锈钢钢管长柱低温下受压性能,本文开展了20根不锈钢圆钢管长柱的压弯试验,研究钢管长度、偏心率和低温水平对不锈钢钢管承载力和破坏机理的影响。同时,本文发展了在低温水平下受压作用下不锈钢圆钢管的设计公式。此外,基于不锈钢圆钢管短柱低温有限元模型,建立了长柱低温有限元模型,经过试验结果比较,发现本文所建立的有限元模型可以较好地预测不锈钢圆钢管低温下的荷载-位移关系及破坏模式。(4)为研究低温下不锈钢圆管柱轴压作用下的屈曲性能和偏压作用下的压弯性能,本文对不锈钢圆钢管柱屈曲性能和压弯性能进行理论分析,并介绍了国内外现行的几种不锈钢结构设计规范,基于试验结果和有限元结果提出低温下不锈钢圆钢管柱极限承载力计算方法。结果表明,本文所提出的计算方法较国内外现行规范更加精确可靠。

关键词：低温不锈钢受压性能圆钢管偏心率

自密实微膨胀混凝土填充圆钢管约束钢筋混凝土柱轴压性能试验研究

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工业建筑 2023年第2期53卷 22-28,21页

作者：姜海波李佳航李军生陈振侃叶嘉政广东工业大学土木与交通工程学院广州510006 广州广明高速公路有限公司广州511430 广州交通投资集团有限公司营运分公司广州511430

为了探究自密实微膨胀混凝土填充圆钢管(SMCFCST)约束钢筋混凝土(RC)柱的轴压性能,设计并制作了8根约束柱和1根无约束RC柱,并对其进行轴压试验。试验参数包括钢管厚度、自密实微膨胀填充混凝土强度、填充混凝土类型和初始轴压力。记录... 详细信息

为了探究自密实微膨胀混凝土填充圆钢管(SMCFCST)约束钢筋混凝土(RC)柱的轴压性能,设计并制作了8根约束柱和1根无约束RC柱,并对其进行轴压试验。试验参数包括钢管厚度、自密实微膨胀填充混凝土强度、填充混凝土类型和初始轴压力。记录试件破坏模式和加载数据,并绘制相应的荷载-竖向变形曲线和荷载-应变曲线。结果表明:RC柱被SMCFCST约束后,其峰值荷载和延性均显著提高;随着钢管厚度增大,约束柱的峰值荷载显著增大;随着自密实微膨胀填充混凝土强度增大,约束柱的峰值荷载小幅增大;而填充混凝土类型和初始轴压力对约束柱峰值荷载的影响不明显。修改GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》公式,得到SMCFCST约束柱的轴压承载力预测公式。预测值与试验值比值的平均值为0.956,标准差为0.064。

关键词：自密实微膨胀混凝土圆钢管约束 RC柱轴压试验

圆钢管焊接空心球节点受压破坏机理与试验研究

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建筑结构学报 2009年第5期30卷 155-161页

作者：薛万里张其林同济大学土木工程学院上海200092

从球体钢材屈服强度的角度对受压破坏机理进行研究。采用弹塑性线性强化材料本构模型建立有限模型,考虑几何非线性,利用弧长法对受压球节点进行了全过程受力分析。系统研究了受压球节点的承载能力和破坏机理,节点因材料屈服形成塑性环... 详细信息

从球体钢材屈服强度的角度对受压破坏机理进行研究。采用弹塑性线性强化材料本构模型建立有限模型,考虑几何非线性,利用弧长法对受压球节点进行了全过程受力分析。系统研究了受压球节点的承载能力和破坏机理,节点因材料屈服形成塑性环铰而无法继续承载,材料屈服强度是影响承载力的主要因素。提出了破坏控制截面的概念,剪应力是破坏截面的控制应力。采用Q235B和Q345B材质的4组8个典型球节点试件的对比性破坏试验研究,直观了解节点的受力性能和破坏机理,验证了有限元分析的正确性。最后,利用冲切模型对受压承载力进行了理论分析,建立了承载力实用计算公式,可以直接应用于工程设计。

关键词：焊接空心球节点圆钢管静力试验破坏机理承载能力

圆钢管钢纤维活性粉末混凝土短柱轴压性能试验研究

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建筑结构学报 2019年第3期40卷 247-253页

作者：戎芹曾宇声侯晓萌郑文忠菅伟哈尔滨理工大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工信部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为研究圆钢管钢纤维活性粉末混凝土(RPC)短柱的轴压性能,完成了7根外径219～273 mm的圆钢管钢纤维RPC短柱轴压性能试验,分析了套箍系数、径厚比对轴压试件荷载-应变曲线和破坏特征的影响。结果表明:套箍系数ξ在0.63～0.88时,荷载-位移... 详细信息

为研究圆钢管钢纤维活性粉末混凝土(RPC)短柱的轴压性能,完成了7根外径219～273 mm的圆钢管钢纤维RPC短柱轴压性能试验,分析了套箍系数、径厚比对轴压试件荷载-应变曲线和破坏特征的影响。结果表明:套箍系数ξ在0.63～0.88时,荷载-位移曲线在峰值荷载后出现下降段,短柱呈现剪切破坏模式;当ξ≥1时,在到达峰值荷载后,荷载下降幅度明显减小或出现回升趋势,短柱呈现腰鼓形破坏模式。在达到峰值荷载的85%之前,试件处于弹性阶段,钢管纵向应变大于横向应变;弹塑性阶段,钢管横向应变增加较快,其横向变形系数超过钢管的泊松比并逐渐增大,钢管对RPC的约束作用不断增强。随着混凝土抗压强度提高,其横向变形系数减小,钢管对核心区RPC约束效果降低。

关键词：圆钢管活性粉末混凝土轴压试验套箍系数荷载-变形曲线

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圆钢管空间滞回性能试验

哈尔滨工业大学学报 2010年第2期42卷 169-174页

作者：聂桂波支旭东范峰哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

为考察圆钢管空间滞回性能、获得考虑损伤累积的材料本构模型,设计并开展了圆钢管空间滞回试验.试验加载装置可用于空间三向加载.考虑构件长细比及不同空间加载方案的情况,确定了不同截面及长度的30根试件,加载方案为5种.通过试验方案优... 详细信息

为考察圆钢管空间滞回性能、获得考虑损伤累积的材料本构模型,设计并开展了圆钢管空间滞回试验.试验加载装置可用于空间三向加载.考虑构件长细比及不同空间加载方案的情况,确定了不同截面及长度的30根试件,加载方案为5种.通过试验方案优化,实现了圆钢管空间加载的模拟,并获得了这些试件的荷载位移滞回曲线及典型部位的应变曲线.试验结果表明:圆钢管具有良好的滞回性能,在很大的位移作用情况下,仍能保持良好的耗能能力.为后续开展符合圆钢管截面钢材的本构模型研究奠定基础.

关键词：圆钢管滞回性能空间滞回试验

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圆钢管超高强混凝土应力-应变关系研究

建筑材料学报 2007年第4期10卷 402-406页

作者：谢小松林震宇徐伟同济大学土木工程学院上海200092

在40根圆钢管超高强混凝土短柱轴压试验研究的基础上,将钢管超高强混凝土视为一新型组合材料,建立其应力-应变关系曲线的理论特征参数(极限强度、平台强度以及峰值应变)计算方法.通过比较发现,现有钢管混凝土的相应计算公式不适用于圆... 详细信息

在40根圆钢管超高强混凝土短柱轴压试验研究的基础上,将钢管超高强混凝土视为一新型组合材料,建立其应力-应变关系曲线的理论特征参数(极限强度、平台强度以及峰值应变)计算方法.通过比较发现,现有钢管混凝土的相应计算公式不适用于圆钢管超高强混凝土.最后,推导建立了圆钢管超高强混凝土短柱轴压应力-应变关系的三段式曲线方程,并验证了该方程理论曲线与试验曲线吻合良好.

关键词：圆钢管超高强混凝土应力-应变关系

高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土的界面黏结性能试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2021年第3期48卷 75-87页

作者：陈宗平周济陈建佳班茂根广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 工程防灾与结构安全教育部重点实验室(广西大学) 广西南宁530004

为研究高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土界面间的黏结性能,设计22个圆钢管试件进行高温喷水冷却处理后的静力推出试验,主要考虑混凝土强度、历经最高温度、锚固长度、恒温时长和冷却方式的影响.通过试验揭示了高温喷水冷却后圆钢管高强... 详细信息

为研究高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土界面间的黏结性能,设计22个圆钢管试件进行高温喷水冷却处理后的静力推出试验,主要考虑混凝土强度、历经最高温度、锚固长度、恒温时长和冷却方式的影响.通过试验揭示了高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土界面黏结失效机理,分析了各变化参数对其黏结性能的影响,并提出高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土黏结强度的计算公式.结果表明:高温喷水冷却后试件加载端与自由端的荷载滑移曲线变化趋势基本相似,并可将其分为三类典型曲线;推出试验中钢管外表面应变与距加载端的距离呈指数关系分布;高温喷水冷却后,试件的黏结强度随混凝土强度的增大变化较小,与锚固长度成反比,恒温时长大于60 min后基本稳定,随历经最高温度的升高,极限黏结强度先增大后减小再增大,残余黏结强度先增大再减小;与自然冷却试件相比,喷水冷却试件的极限黏结强度、残余黏结强度与剪切黏结刚度均较小,界面耗能能力较大.运用文中所提出的黏结强度计算公式算得的结果与试验值吻合良好.

关键词：高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土黏结强度滑移性能

内配圆钢管的钢骨混凝土核心柱承载性能参数分析

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工程力学 2007年第7期24卷 128-133,155页

作者：周君楼文娟孙军华浙江大学建筑工程学院浙江杭州310027

采用非线性有限单元法,考虑钢管对核心混凝土和箍筋对外围混凝土的约束作用,计算了内配圆钢管的钢骨混凝土核心轴压柱完整的荷载-应变曲线,详细分析了纵筋配筋率、箍筋配箍率、混凝土强度和钢骨配骨率等参数对轴压极限承载力和延性的影... 详细信息

采用非线性有限单元法,考虑钢管对核心混凝土和箍筋对外围混凝土的约束作用,计算了内配圆钢管的钢骨混凝土核心轴压柱完整的荷载-应变曲线,详细分析了纵筋配筋率、箍筋配箍率、混凝土强度和钢骨配骨率等参数对轴压极限承载力和延性的影响,提出了使核心柱达到最佳承载和变形能力的参数范围,可直接应用于工程设计。最后根据所提出的合理参数范围推导了计算内配钢管壁厚的简化公式,从而使内配圆钢管的截面得以优化。工程实例计算表明简化公式具有良好的适用性。

关键词：非线性有限元钢骨混凝土圆钢管短柱轴压性能影响参数