外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱压弯承载力计算方法

1

作者 卢亦焱 柳永达 +2 位作者 刘真真 马文涛 祝涛 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期47-58,共12页

为研究外套方钢管夹层混凝土加固方钢管混凝土(CFST)柱的压弯承载力,进行3个原CFST柱和7个外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱(组合加固柱)试件的偏压试验,分析了试件的破坏形态和荷载—跨中挠度曲线。在试验基础上,通过纤维模型法对258... 为研究外套方钢管夹层混凝土加固方钢管混凝土(CFST)柱的压弯承载力,进行3个原CFST柱和7个外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱(组合加固柱)试件的偏压试验,分析了试件的破坏形态和荷载—跨中挠度曲线。在试验基础上,通过纤维模型法对258个组合加固柱进行参数分析,分析了夹层混凝土强度、外套钢管厚度和屈服强度对组合加固柱N/N_(u)-M/M_(u)曲线的影响。研究结果表明:原CFST柱和组合加固柱的破坏形态基本一致,均为典型的弯曲型破坏,组合加固柱加固部分与原CFST柱变形协调良好;夹层混凝土强度的提高、外套钢管厚度和屈服强度的降低使试件N/N_(u)-M/M_(u)曲线呈现外凸趋势;在这些因素当中,夹层混凝土强度对平衡点位置影响效果最显著,钢管厚度和屈服强度对平衡点位置影响不大。基于试验和数值模拟结果,提出了组合加固柱压弯承载力计算方法。通过公式得到的压弯承载力计算值与试验值、纤维模型法模拟值的误差均在10%以内,表明计算方法可准确预测外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱压弯承载力,为工程应用提供参考。 展开更多

关键词 外套钢管 夹层混凝土 钢管混凝土柱 纤维模型法 N/N_(u)-M/M_(u)曲线

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矩形CFST受弯构件的塑性发展系数多因素模型及强度计算

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作者 庞木林 解威威 杨绿峰 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期21-31,共11页

矩形钢管对核心混凝土的约束效应有其特殊性,准确预测受弯构件截面塑性发展能力可有效保证构件的承载安全。为提高矩形钢管混凝土受弯构件截面强度的计算精度,在套箍系数的基础上进一步考虑高宽比和含钢率的影响,建立塑性发展系数多因... 矩形钢管对核心混凝土的约束效应有其特殊性,准确预测受弯构件截面塑性发展能力可有效保证构件的承载安全。为提高矩形钢管混凝土受弯构件截面强度的计算精度,在套箍系数的基础上进一步考虑高宽比和含钢率的影响,建立塑性发展系数多因素模型和抗弯强度改进模型。首先,基于钢管混凝土统一理论,研究矩形钢管混凝土受弯构件塑性发展系数的变化规律,并与当前规范计算公式进行对比;然后,结合规范和工程需求构造2 160个矩形钢管混凝土受弯数值模拟构件,利用改进的本构关系和构件失效判据开展纤维模型法精细分析,研究宽厚比、高宽比、含钢率、强度比对塑性发展系数的影响,确定高宽比和含钢率为塑性发展系数的主要影响因素,通过回归分析拟合与高宽比和含钢率相关的函数表达式,由此建立矩形钢管混凝土塑性发展系数多因素模型和抗弯强度改进模型;最后,利用搜集到的128组试验数据,将抗弯强度改进模型与国内外主要设计规范进行对比验证。结果表明,建立的塑性发展系数多因素模型克服了现行规范中计算模型精确性不足的缺陷,能够更加准确地反映矩形钢管混凝土受弯构件的塑性发展能力;建立的矩形钢管混凝土受弯构件抗弯强度改进模型求解的极限承载力与试验值比值的均值为0.971,均方根误差为0.118,吻合良好,具有更高的计算精度。 展开更多

关键词 矩形钢管混凝土 塑性发展系数 抗弯强度 纤维模型法

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考虑双轴水平力耦合效应的RPC箱型桥墩恢复力模型试验研究 被引量：9

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作者 任亮 方志 王诚 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2012年第2期152-159,共8页

通过3个施加常轴力的RPC箱型桥墩试件的水平反复荷载试验,考虑水平荷载作用方向对RPC箱型墩抗震性能的影响,分析各试件滞回特性和骨架曲线的特点,对影响RPC箱型桥墩恢复力模型的主要因素进行数值回归分析,建立了计入双轴水平力耦合效应... 通过3个施加常轴力的RPC箱型桥墩试件的水平反复荷载试验,考虑水平荷载作用方向对RPC箱型墩抗震性能的影响,分析各试件滞回特性和骨架曲线的特点,对影响RPC箱型桥墩恢复力模型的主要因素进行数值回归分析,建立了计入双轴水平力耦合效应的RPC箱型桥墩恢复力模型。利用基于平截面假定的纤维模型法编制考虑轴力二阶效应的双轴压弯构件非线性分析程序,并对RPC箱型桥墩试件的骨架曲线和滞回曲线进行数值模拟。通过与试验结果进行分析对比表明:所提出的恢复力模型具有较好的精确性,能够较好地模拟和反映RPC箱型桥墩的抗震性能。 展开更多

关键词 RPC 滞回特性 骨架曲线 恢复力模型 纤维模型法

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罕遇地震下钢管混凝土格构式高墩连续梁桥抗震简化分析方法研究 被引量：1

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作者 欧智菁 林建茂 +1 位作者 谢铭勤 王金泽 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2021年第1期132-139,124,共9页

以干海子特大桥为工程背景,运用Midas Civil有限元软件建立钢管混凝土格构式高墩连续梁桥计算模型。分别采用弹性及弹塑性法对该类梁桥进行罕遇地震下地震响应时程分析对比,发现两种不同的计算方法下其桥墩控制截面处的位移、弯矩振型... 以干海子特大桥为工程背景,运用Midas Civil有限元软件建立钢管混凝土格构式高墩连续梁桥计算模型。分别采用弹性及弹塑性法对该类梁桥进行罕遇地震下地震响应时程分析对比,发现两种不同的计算方法下其桥墩控制截面处的位移、弯矩振型曲线图较为一致;在此基础上提出了罕遇地震下该类梁桥的"等效弹性法"简化计算法,并分别从不同的地震波、设防烈度和加速度峰值对算法验证。结果表明,等效弹性法与弹塑性纤维法计算结果数值吻合良好。该研究成果可有效提高工程抗震设计计算效率,同时也为该类结构体系的抗震设计规范提供了参考依据。 展开更多

关键词 钢管混凝土 格构墩 罕遇地震 纤维模型法 等效弹性法

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圆钢管混凝土桥墩弯矩-曲率关系分析 被引量：9

5

作者 臧博 朱东生 +1 位作者 冯长友 向中富 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第1期13-18,共6页

依据2个常用的钢管混凝土材料本构模型,采用纤维模型法编制了MATLAB计算程序,以分析钢管混凝土桥墩的截面弯矩-曲率关系。理论计算得到的弯矩-曲率关系曲线与国外学者进行的实验结果吻合较好,表明程序具有良好的适用性。并进一步分析了... 依据2个常用的钢管混凝土材料本构模型,采用纤维模型法编制了MATLAB计算程序,以分析钢管混凝土桥墩的截面弯矩-曲率关系。理论计算得到的弯矩-曲率关系曲线与国外学者进行的实验结果吻合较好,表明程序具有良好的适用性。并进一步分析了套箍系数、轴压比对钢管混凝土桥墩弯矩-曲率关系的影响。 展开更多

关键词 钢管混凝土桥墩 纤维模型法 弯矩-曲率关系

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偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系数值分析 被引量：3

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作者 于峰 黎德光 +2 位作者 徐国士 王旭良 徐琳 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期18-24,共7页

采用纤维模型法,编制非线性计算程序,对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系进行全过程分析,并验证该计算程序的正确性。在此基础上,利用分析程序对影响PVC-FRP管钢筋混凝土柱力学性能的主要因素进行分析,得出FRP条带环箍间距、偏... 采用纤维模型法,编制非线性计算程序,对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系进行全过程分析,并验证该计算程序的正确性。在此基础上,利用分析程序对影响PVC-FRP管钢筋混凝土柱力学性能的主要因素进行分析,得出FRP条带环箍间距、偏心距、FRP条带宽度、混凝土强度等级和配筋率等参数对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系曲线的影响规律,为PVC-FRP管钢筋混凝土柱在复杂应力状态下的受力分析奠定基础。 展开更多

关键词 PVC-FRP管混凝土 纤维模型法 偏心受压 荷载-挠度关系 数值模拟

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圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的计算 被引量：3

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作者 王廷伟 贡金鑫 +1 位作者 吴志良 朱晓瑜 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期18-25,共8页

对8个圆形截面钢管钢筋混凝土构件进行了轴心受压和偏心受压试验,采用有限元法和纤维模型法对构件承载力进行了计算,提出了圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的简化计算方法。研究表明,圆形截面钢管钢筋混凝土具有与钢管混凝土和钢筋混... 对8个圆形截面钢管钢筋混凝土构件进行了轴心受压和偏心受压试验,采用有限元法和纤维模型法对构件承载力进行了计算,提出了圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的简化计算方法。研究表明,圆形截面钢管钢筋混凝土具有与钢管混凝土和钢筋混凝土相同的特点,按有限元法计算的构件承载力偏小,而按纤维模型法计算的构件承载力与试验结果符合较好。圆形截面钢管钢筋混凝土构件的承载力可通过将钢管视为普通钢筋,将混凝土视为钢管约束混凝土的双层钢筋约束混凝土构件,采用圆形截面钢筋混凝土构件承载力的计算方法进行简化计算。按简化方法计算的圆形截面钢管钢筋混凝土构件的承载力也与试验结果符合较好。 展开更多

关键词 钢管钢筋混凝土 圆形截面 承载力 有限元法 纤维模型法

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圆CFRP-钢管混凝土偏压构件荷载-变形关系分析 被引量：3

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作者 姜桂兰 王庆利 周博 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第1期81-85,共5页

目的深入了解圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的静力性能.方法以试验研究为基础,依据圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系,采用纤维模型法模拟圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的荷载-变形关系;分析了长径比和偏心率对圆CFRP-钢管... 目的深入了解圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的静力性能.方法以试验研究为基础,依据圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系,采用纤维模型法模拟圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的荷载-变形关系;分析了长径比和偏心率对圆CFRP-钢管混凝土偏压构件力学性能的影响.结果圆CFRP-钢管混凝土偏压构件荷载-变形关系曲线可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和软化阶段.结论计算值与试验值吻合良好且偏于安全. 展开更多

关键词 圆CFRP-钢管混凝土 偏压构件 荷载-变形关系 纤维模型法 数值模拟

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圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱荷载-变形关系分析 被引量：3

9

作者 朱贺飞 王庆利 刘洋 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第1期86-90,共5页

目的深入了解圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱的静力性能.方法以试验研究为基础,依据圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系,采用纤维模型法模拟圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系;分析了钢管约束效应系数和CFRP筒约... 目的深入了解圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱的静力性能.方法以试验研究为基础,依据圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系,采用纤维模型法模拟圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系;分析了钢管约束效应系数和CFRP筒约束效应系数对圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响.结果计算值与试验值吻合良好且偏于安全.结论总结了典型的圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱荷载-变形关系曲线特点,该曲线可以分为4阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、塑性增强阶段和软化阶段;该方法也可用于圆钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系分析. 展开更多

关键词 圆CFRP-钢管约束混凝土 轴压短柱 荷载-变形关系 纤维模型法

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CFRP加固圆形钢管抗压承载力研究 被引量：3

10

作者 高小育 段海 +2 位作者 杨正朴 李兆阳 刘永健 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2020年第6期55-63,共9页

以碳纤维增强复合材料(CFRP)加固长圆形钢管轴心受压试验结果为基础,分析了CFRP在加载过程中的力学行为并提出了CFRP的破坏与加固机理。考虑初偏心、材料和几何非线性的影响,建立了一个预测承载力、轴向和横向位移的纤维模型,分析了CFR... 以碳纤维增强复合材料(CFRP)加固长圆形钢管轴心受压试验结果为基础,分析了CFRP在加载过程中的力学行为并提出了CFRP的破坏与加固机理。考虑初偏心、材料和几何非线性的影响,建立了一个预测承载力、轴向和横向位移的纤维模型,分析了CFRP的有效抗压弹性模量与CFRP层数的变化关系。将有效抗压弹性模量应用于有限元模型中进行加载试验模拟,验证简化纤维模型的合理性。结果表明:在达到极限承载力之前,圆形钢管轴心受压构件中部全截面均表现为压应变,验证了提出的加固机理;随着CFRP层数的增加,CFRP的有效抗压弹性模量按自然对数增长;有效抗压弹性模量的引入较好地模拟了CFRP加固钢管的受压机理,并且纤维模型计算结果与有限元模型计算结果吻合良好;随着加载偏心距增大,CFRP对长轴压构件承载力的贡献率逐渐降低,因此对于此类加固构件的使用应该尽量减小加载偏心距,以充分利用CFRP的抗压强度。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料 轴心受压 纤维模型法 抗压承载力

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GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱轴压试验 被引量：8

11

作者 杨文伟 李顺涛 杨霞 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期229-238,共10页

目的研究GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的破坏模式和轴压力学性能,以指导工程实际.方法对7根GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱进行轴压试验,研究混凝土强度等级、截面含钢率和截面组合形式对组合短柱的破坏模式和轴压力学... 目的研究GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的破坏模式和轴压力学性能,以指导工程实际.方法对7根GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱进行轴压试验,研究混凝土强度等级、截面含钢率和截面组合形式对组合短柱的破坏模式和轴压力学性能的影响,得到其荷载位移曲线;采用纤维模型法预测荷载轴向应变曲线.结果短柱内部混凝土均呈45°斜剪切破坏,柱脚钢管发生鼓曲;相同含钢率下,内置工字钢短柱比内置钢管短柱破坏更严重,极限承载力更低;短柱的荷载-位移曲线都呈双线性上升,内置钢管使短柱极限承载能力提升1.44~1.96倍,增大钢管截面尺寸对短柱极限承载力的提升效果最明显.结论内置钢管能更有效提高短柱的极限承载力,采用纤维模型法预测荷载轴向应变曲线时,引入环向极限约束面积比系数ξ,使极限承载力预测误差在5%以内,可为GFRP管约束钢骨混凝土组合构件的非线性分析提供参考. 展开更多

关键词 GFRP管混凝土柱 钢骨 轴压力学性能 纤维模型法 非线性分析

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圆CFRP-钢管混凝土受弯构件弯矩-曲率关系分析 被引量：2

12

作者 王庆利 殷春晓 刘凛 《科学技术与工程》 2007年第22期5823-5828,共6页

以实验研究和圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系为基础,应用纤维模型法模拟了16根圆CFRP-钢管混凝土受弯构件的弯矩-曲率关系。计算值与实验值符合良好,且偏于安全,表明纤维模型法用于分析圆CFRP-钢管混凝土受弯构件... 以实验研究和圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系为基础,应用纤维模型法模拟了16根圆CFRP-钢管混凝土受弯构件的弯矩-曲率关系。计算值与实验值符合良好,且偏于安全,表明纤维模型法用于分析圆CFRP-钢管混凝土受弯构件是可行的。分析了纵向CFRP层数和长径比对圆CFRP-钢管混凝土受弯构件力学性能的影响。总结了典型的圆CFRP-钢管混凝土受弯构件的弯矩-曲率关系曲线的特点。对于含有纵向CFRP的构件,其曲线可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和软化阶段;对于不含有纵向CFRP的构件,其曲线可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和塑性增强阶段。该方法也可用于圆钢管混凝土受弯构件的弯矩-曲率关系分析。 展开更多

关键词 圆CFRP-钢管混凝土 受弯构件 弯矩-曲率关系 纤维模型法 数值模拟

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方中空夹层钢管混凝土双向偏压构件的承载力计算

13

作者 黄宏 赵兵 张安哥 《铁道建筑》 北大核心 2008年第10期120-121,共2页

采用纤维模型法对方中空夹层钢管混凝土双向偏压构件的荷载—变形全过程关系进行了计算;在此基础上,绘出了典型的承载力相关曲面,可供工程设计参考。

关键词 中空钢管混凝土 双向偏压 纤维模型法 承载力

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钢管钢骨高强混凝土偏压承载力非线性分析

14

作者 刘晓 王兵 李光 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第2期286-289,共4页

目的研究钢管钢骨高强混凝土偏压构件的静力性能.方法采用纤维模型法模拟组合柱的荷载-变形关系,分析长细比、偏心距、配骨指标和套箍指标对组合柱力学性能的影响.结果确定了钢管钢骨高强混凝土偏压非线性分析程序;荷载-变形曲线可以分... 目的研究钢管钢骨高强混凝土偏压构件的静力性能.方法采用纤维模型法模拟组合柱的荷载-变形关系,分析长细比、偏心距、配骨指标和套箍指标对组合柱力学性能的影响.结果确定了钢管钢骨高强混凝土偏压非线性分析程序;荷载-变形曲线可以分为弹性、弹塑性和塑性三个阶段,长细比、偏心距对极限荷载的影响较显著,配骨指标的增加改善了构件的延性.结论纤维模型法计算结果与试验结果吻合较好,计算程序的确定促进了其在工程实践中的应用. 展开更多

关键词 荷载-变形关系 偏心受压 纤维模型法 长细比 高强混凝土

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钢-竹组合箱形柱的偏心受压力学性能 被引量：3

15

作者 茅鸣 李玉顺 +1 位作者 刘涛 张家亮 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期181-190,共10页

以偏心距、长细比、有无螺钉加固为参数,对36根钢竹组合箱形柱进行了偏心受压试验,分析了组合柱的破坏形态、侧向挠度、变形和承载力,研究了组合柱偏心受压力学性能的影响因素;另外,根据纤维模型法编制了非线性计算程序,对组合柱进行非... 以偏心距、长细比、有无螺钉加固为参数,对36根钢竹组合箱形柱进行了偏心受压试验,分析了组合柱的破坏形态、侧向挠度、变形和承载力,研究了组合柱偏心受压力学性能的影响因素;另外,根据纤维模型法编制了非线性计算程序,对组合柱进行非线性全过程分析.结果表明:长细比较小组合柱的破坏由牛腿区域竹胶板劈裂和钢材屈曲所导致,长细比较大组合柱的破坏由中部竹胶板劈裂向外鼓起所导致;在设计参数范围内,偏心距对组合柱的力学性能影响较大,螺钉加固连接对组合柱的屈服承载力和极限承载力均有一定的提高作用,长细比有一定影响但无明显的规律性;由程序求得的计算结果与试验结果吻合较好,误差均在10%以内,表明所建立的计算模型具有较高的精度. 展开更多

关键词 钢-竹组合结构 箱形柱 偏压 纤维模型法 非线性分析 承载力计算

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