赵国藩, 张德娟, 黄承逵[1]1996年在《钢管砼增强高强砼柱的抗震性能研究》文中指出在轴压力及水平反复荷载作用下，对３８根截面核心用钢管砼增强的高强砼柱的抗震性能进行了试验研究．根据试验结果，分析了柱的破坏机理和影响柱强度及延性的主要因素．对最小体积配箍率、最小钢管面积比以及最大轴压比等参数提出了建议，以保证设计所要求的延性
陈周熠[2]2002年在《以钢管砼为核心的高强砼柱的设计方法研究》文中研究指明本文在以钢管混凝土为核心的高强混凝土柱(钢管高强混凝土核心柱)的抗震性能的试验基础上，分别基于钢筋混凝土构件的规范计算方法和迭加法两种思路讨论了核心柱的正截面强度计算，并用条带有限元方法模拟了核心柱的弯矩——轴力相关曲线，与试验结果符合较好。从确保满足抗震所需要的位移延性这一条件出发，提出了核心柱轴压比和轴压力限值系数的建议值。在论文的最后，探索应用人工神经网络对核心柱的力学性能进行评估的可能性，利用该柱抗震性能试验的结果，训练一个叁层BP网络，进行了柱抗震延性的预报，预报值和试验值吻合良好。
柯晓军[3]2014年在《新型高强混凝土组合柱抗震性能及设计方法研究》文中认为内配管材约束高强混凝土柱、配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱（以下统称为“新型高强混凝土组合柱”）是指在高强混凝土柱中采用普通箍筋与PVC管（钢管）组合、矩形螺旋箍筋与型钢组合得到的新型组合构件。该构件能增强核心混凝土的约束作用，改善高强混凝土脆性，提高变形能力以满足延性需求，具有良好的发展前景。本文通过试验研究、理论分析和数值模拟的方法对新型高强混凝土组合柱抗震性能及设计方法进行系统研究。依托地方材料，采用合理水胶比、掺加矿物外加剂及高效减水剂等工艺，研制出具有良好工作性能的高强混凝土。根据现行混凝土试验方法标准，对高强混凝土基本力学性能及本构关系模型进行系统的试验及理论研究。设计了12根配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱、3根内配PVC管约束高强混凝土短柱、1根内配钢管约束高强混凝土短柱和1根普通箍筋约束高强混凝土短柱进行低周反复荷载试验，研究了新型高强混凝土组合柱的破坏过程、破坏形态、变形能力、耗能能力和滞回性能，分析了剪跨比、轴压比、混凝土强度、体积配箍率、配箍形式、PVC管径高比等参数对柱承载力、刚度、延性、耗能能力等性能的影响。研究表明，与普通箍筋约束高强混凝土柱相比，采用内置PVC管、钢管和型钢得到的新型高强混凝土组合柱具有更优越的抗震性能。通过试验结果分析，研究了各设计参数对新型高强混凝土组合柱极限受剪承载力的影响规律。根据试验实测纵筋、箍筋、PVC管、钢管以及型钢的应变情况，分析了新型高强混凝土组合柱发生不同破坏形态时的受力机理，建立受力简化模型，推导出内配PVC管约束高强混凝土短柱、内配钢管约束高强混凝土短柱、配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱的极限受剪承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好，表明提出的受剪承载力计算方法可靠。基于大小偏压界限破坏理论，首先推导出普通配筋的钢筋高强混凝土柱的轴压比限值计算方法，考虑箍筋约束、周边纵筋、密集纵筋芯柱作用的影响，推导出与其相对应的轴压比限值计算公式，这也可适用于其它增强措施的高强混凝土柱设计。然后给出内配钢管约束高强混凝土柱和配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱发生弯曲破坏时的轴压比限值计算方法，并利用试验轴压比进行检验，结果表明计算轴压比限值与实际情况吻合较好。对于剪跨比较小的配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱，在考虑含钢率、体积配箍率等因素对构件延性有利影响的基础上，给出发生剪切斜压破坏时的轴压比限值。采用有限元软件ABAQUS对单调水平荷载作用下的新型高强混凝土组合柱受力性能进行模拟，有限元结果与试验结果符合较好。在此基础上，进行剪跨比、轴压比、钢材屈服强度及含钢率、管材径高比、混凝土强度等因素为目标参数的新型高强混凝土组合柱模拟分析，得到了各参数对新型高强混凝土组合柱受力性能的影响规律。参照国内外相关规范，将钢筋高强混凝土框架、内配钢管约束高强混凝土框架和型钢高强混凝土框架的结构性能水平划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和防止倒塌五档。基于国内外试验数据的分析，提出了钢筋高强混凝土柱、内配钢管约束高强混凝土柱、型钢高强混凝土柱及其框架对应五档性能水平的层间位移角限值。
陈周熠[4]2002年在《钢管高强混凝土核心柱设计计算方法研究》文中提出针对钢管高强混凝土核心柱这一在实际工程中提出的新型构件，本文通过试验和理论分析，进行了该柱型的设计计算方法研究。主要内容如下： 1．进行了钢管高强混凝土核心轴压短柱的轴心受压试验，研究了其破坏特征、延性和钢混共同工作特性等力学性能，给出了其极限承载力的计算公式。 2．在核心柱抗震性能的试验基础上，分别基于钢筋混凝土构件的规范计算方法和迭加法两种思路讨论了核心柱的正截面强度计算，并用条带有限元方法模拟了核心柱的弯矩---轴力相关曲线，与试验结果符合较好。 3．在核心柱的剪切性能的试验基础上，建立了核心柱斜截面承载力的计算公式模型，并利用试验数据回归，确定了公式模型中的待定参数。 4．从确保满足抗震所需要的位移延性这一条件出发，在抗震性能试验的基础上，提出了核心柱轴压比和轴压力限值系数的建议值。 5．探索应用人工神经网络对核心柱的力学性能进行评估的可能性，分别建立了核心柱的抗震性能和抗剪承载力的预测模型，进而利用该模型讨论了不同参数变化对二者的影响。 6．以辽宁物产大厦的建设为背景，介绍了核心柱的工程应用情况，并给出了3种核心柱的梁柱节点处理方式。
赵敬义[5]2009年在《钢骨—钢管砼柱抗震性能研究》文中提出钢骨-钢管混凝土柱(circular steel tube composite columns filled with steel reinforced concrete)作为一种新型结构,课题组已进行了6个钢骨-钢管混凝土组合短柱的轴压、偏压试验研究。本文是在原研究的基础上进行的结构抗震性能研究,通过对不同轴压比和含骨率的五个试件,进行低周反复荷载的试验研究,结合对实验结果的理论分析,着重研究钢骨-钢管混凝土柱的抗震性能。在前期理论准备的基础上,详细介绍了试验实施的思路,试件的制作过程、加载设备、加载方法以及数据采集过程,分析了试验破坏机理。由试验得到不同含骨率和不同轴压比下的荷载-位移滞回曲线及骨架曲线,通过分析比较轴压比和含骨率对构件承载力的影响。得出钢骨-钢管混凝土柱本身有很高的承载力,试件最终为压弯型破坏;无论控制因素如何变化荷载-位移滞回曲线的图形都保持较好的稳定性,曲线图形饱满成梭形,没有明显的捏缩现象出现,表现出良好的耗能能力。由骨架曲线分析得含骨率对构件承载力有明显贡献,随着含骨率的增加,构件承载力有明显的提高;另外,轴压比对骨架曲线及构件延性有很大影响,轴压比越高骨架曲线下降段越陡,相应的构件延性越差,轴压比越低则构件延性越好。通过分析比较轴压比和含骨率对构件耗能及延性的影响。得出钢骨-钢管混凝土柱抗震性能良好,含骨率的增加和轴压比的减小都有利于试件承载力的提高;随着试验位移增大,试件累积耗能和等效粘滞阻尼系数都增大,表明试件耗能能力不断增大,如此就能有效的抵御地震作用的能量,而且试件轴压比越小,含骨率越大试件的耗能能力越强;含骨率的增大可以延缓试件的刚度退化,轴压比的减小对延缓刚度退化影响显着;即使在高轴压比下钢骨-钢管混凝土柱仍能满足规范对抗震极限位移角的要求,试件延性系数随含骨率增大而增大,随轴压比的增大而减小。
姜凤丽[6]2001年在《高层建筑中钢筋砼柱设计探讨》文中研究表明采用对比的方式,说明高层建筑中采用高强砼柱、钢管砼柱、劲性配筋砼柱(即钢骨砼柱)及钢管砼迭合柱的技术、经济方面的可行性及各自优点。
禹长永[7]2013年在《钢管核心混凝土桥墩抗震性能研究》文中认为桥梁作为交通运输中不可或缺的工程建筑物,抗震问题尤其重要。但纵观之前地震后的桥梁,桥墩的破坏尤其严重,给社会带来了巨大的经济损失。为了改善桥墩的抗震性能,人类不断创新,尝试了很多不同的结构形式,而钢管核心混凝土桥墩(以钢管高强混凝土为核心,外包普通混凝土的新型桥墩)就是钢-混凝土组合结构的一种新形式。本论文希望能通过桥墩拟静力试验研究该新型构件在地震荷载作用下的破坏型态、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、强度退化、刚度退化等抗震性能,并结合有限元数值分析模型,对试验模型进行数值模拟分析,采用理论和试验相结合的研究方法,将试验结果和理论模型进行对比,互相矫正,得出可信的结论,为此类构件的抗震性能提供试验参照和分析数据,也为后面的抗震学者对此类研究提供方法指导和可信结论,同时也希望对我国桥墩抗震设计方面起到参考作用。论文首先阐述世界上对抗震理论有重大推动作用的地震及桥梁抗震理论发展；其次,查阅大量拟静力正交试验文献,初步确定影响桥墩延性性能的因素,对现有的钢管核心混凝土桥墩拟静力试验(由于钢管核心混凝土桥墩是新形式,此方面的文献并不是很多)研究的主要内容和桥墩抗震行为特性等进行详细阐述,指出其设计参数和所得结论,为本论文研究目标的成功实现和抗震试验方案的正确设计提供必要的指导；然后,通过桥墩拟静力试验对影响桥墩延性性能的因素进行验证及相关分析；最后,建立OpenSees数值模型,进一步对影响桥墩抗震性能的因素进行数值上的分析。论文的主要内容如下：(1)首先阐述20世纪以来对桥梁抗震理论发展产生重大意义的破坏性地震,然后提出目前抗震设计常用的几种理论方法,而后查阅大量相关试验文献,并从试件参数、考虑因素、截面参数以及荷载作用位置等方面陈述了前人试验成果；(2)按照自己的试验目的进行了桥墩拟静力试验研究；(3)从桥墩强度特性、延性能力等方面对试验结果进行了分析,结合结果系统地分析了不同因素对桥墩抗震性态、延性破坏机理的影响；(4)建立了桥墩拟静力试验OpenSees纤维单元模型,从数值上分析了六因素(外层混凝土强度、墩高、纵筋率、配箍率、含钢率、轴压比)分别对桥墩延性的影响。
苏海波[8]2016年在《钢管混凝土迭合柱有限元数值模拟及分析》文中指出钢管混凝土迭合柱是我国自主开发的一种结构体系,是由截面中部钢管混凝土和钢管外侧钢筋混凝土迭合而成的柱。混凝土在钢管约束的情况下,对于自身抗压强度的提升具有很好的效果,管内高强混凝土的弹性模量高,构件的承载能力更高,从而减小柱的截面尺寸、钢管外的混凝土可起抗火作用,技术成熟先进,施工便捷。这种结构体系从1995年首次应用至今,已经取得了较好的社会和经济效益。关于钢管混凝土迭合柱的研究在国内开展的较为广泛,试验研究及理论研究方面都取得不少成果;但是在施工方面,此类柱的钢管内外混凝土由于标号不同或施工需要等原因可能会采用不同期浇筑的施工工序,这种施工方法较为少见,管内外不同期浇筑的结构能否实现共同受力尚需研究。为了充分掌握钢管混凝土迭合柱施工期共同受力问题,本文依托广州某大厦项目,通过对钢管混凝土迭合柱的现场监测、理论计算、数值模拟分析,分析该类结构型式受力的协调性,以及钢管内外混凝土结构不同期施工方式的合理性,防止出现管外混凝土的脆性破坏的情况。主要内容包括以下几方面:(1)迭合柱共同受力监测。通过分别监测钢管混凝土外壁和后浇混凝土、钢筋的轴向应变的变化,分析钢管混凝土柱与后浇外包混凝土结构之间的共同作用。(2)迭合柱共同受力理论分析。基于监测结果,根据结构计算的基本理论及《钢管混凝土迭合柱结构技术规程》(CECS188:2005),主要进行如下四个方面的分析:a)计算钢管混凝土钢管的应力值,后浇筑混凝土及外部钢筋的应力值,分析钢管与钢管外混凝土受力的协调性,分析迭合柱是否实现共同受力;b)对比不同楼层、不同施工质量的迭合柱的钢管与钢管外混凝土的受力协调性,分析这些因素对结构承载力的影响;c)根据迭合柱的钢管外混凝土、钢管内混凝土及钢管的轴向刚度,分析刚度比与实测应力比的关系;d)分析拆模前钢管的应力值,根据监测结果分析施工期迭合柱的实际迭合比,得到结构实际迭合比。(3)迭合柱有限元分析及理论计算。采用ABAQUS等软件对迭合柱进行有限元建模分析,建立管内混凝土、钢筋、钢管及管外混凝土的模型,采用粘结-滑移单元建立钢筋与混凝土、钢管与混凝土之间的连接,对迭合柱进行荷载作用下的受力计算分析,比较钢管、混凝土及钢筋的应力计算结果与监测结果,验证并互相校核数值模拟及实测数据的正确性及有效性,为该类结构设计与分析提供参考。(4)提出迭合柱设计、施工改进建议及措施。根据监测结果、理论分析及数值计算的结果,在对不同期施工的迭合柱的受力合理性、施工质量对结果的影响、结构受力的协调性进行分析的基础上,提出相关建议。本文通过现场监测、理论分析及数值模拟研究,分析了不同期浇筑的钢管混凝土迭合柱的受力机理,得出设计、施工等因素对结构受力的影响,可形成一整套较完整的不同期浇筑钢管混凝土迭合柱监测与分析技术。从工程技术需求来看,对保证广州某大厦项目的施工质量安全、节约施工成本有着显着的现实意义,为项目的顺利开展和实施提供技术支撑,也为将来其它的类似工程的设计与施工提供借鉴。
林立岩, 国建龙, 耿昕[9]1998年在《钢管砼迭合柱——一种抗震性能良好的新型柱》文中提出以钢管高强砼为核心的钢筋砼迭合柱是一种抗震性能好,又能节省造价的新型柱结构。本文介绍这种柱的工作机理、试验情况和工程设计应用。
徐亚丰, 向常艳, 李达, 赫芳[10]2007年在《钢骨—钢管混凝土轴压短柱模拟实验分析》文中认为目的提出钢骨-钢管混凝土组合柱的概念,消除钢骨混凝土组合柱内外部分不能够同时破坏的可能.方法应用有限元的方法,对含钢率不同的轴心受压钢管-钢骨混凝土短柱进行了模拟研究,并与实验情况进行比较.结果明确了钢管-钢骨混凝土柱的破坏特征,含钢率对承载力的影响,含钢率越大,构件的承载力及延性的也会相应的增加.结论钢骨-钢管混凝土组合柱具有很大的优势,能够克服钢管混凝土组合柱的不足.模拟计算与实验研究结果吻合较好.
参考文献：
[1]. 钢管砼增强高强砼柱的抗震性能研究[J]. 赵国藩, 张德娟, 黄承逵. 大连理工大学学报. 1996
[2]. 以钢管砼为核心的高强砼柱的设计方法研究[D]. 陈周熠. 大连理工大学. 2002
[3]. 新型高强混凝土组合柱抗震性能及设计方法研究[D]. 柯晓军. 西安建筑科技大学. 2014
[4]. 钢管高强混凝土核心柱设计计算方法研究[D]. 陈周熠. 大连理工大学. 2002
[5]. 钢骨—钢管砼柱抗震性能研究[D]. 赵敬义. 沈阳建筑大学. 2009
[6]. 高层建筑中钢筋砼柱设计探讨[J]. 姜凤丽. 职大学报. 2001
[7]. 钢管核心混凝土桥墩抗震性能研究[D]. 禹长永. 大连理工大学. 2013
[8]. 钢管混凝土迭合柱有限元数值模拟及分析[D]. 苏海波. 大连理工大学. 2016
[9]. 钢管砼迭合柱——一种抗震性能良好的新型柱[C]. 林立岩, 国建龙, 耿昕. 第七届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ卷）. 1998
[10]. 钢骨—钢管混凝土轴压短柱模拟实验分析[J]. 徐亚丰, 向常艳, 李达, 赫芳. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2007