椭圆钢管混凝土构件受弯性能与承载力计算

通过ABAQUS软件建立了椭圆钢管混凝土构件在纯弯作用下的数值分析模型,考虑了复杂接触问题、椭圆截面特征和材料非线性。利用6个椭圆形钢管混凝土构件纯弯试验验证了四点纯弯模型的准确性。进行了纯弯作用下椭圆钢管混凝土构件的参数分析,分别在长轴和短轴方向上研究了钢材强度、混凝土强度、径厚比和长短轴比等参数对椭圆钢管混凝土构件极限弯矩的影响,揭示了椭圆钢管混凝土在纯弯作用下的破坏模式,并提出了椭圆钢管混凝土抗弯承载力简化计算公式。研究结果表明,钢材强度越大、径厚比越小,椭圆钢管混凝土极限弯矩越大。提出的椭圆钢管混凝土抗弯承载力简化计算公式将为椭圆钢管混凝土纯弯构件设计提供参考

椭圆钢管混凝土长柱偏压受力性能研究

为研究椭圆钢管混凝土(ECFST)长柱的偏压性能,利用ABAQUS建立了偏压作用下椭圆钢管混凝土长柱的数值分析模型,考虑了钢管与核心混凝土的复杂接触问题、材料非线性问题和椭圆截面特征的影响,并利用试验结果验证了数值分析模型的准确性。对钢材强度、混凝土强度、偏心距、径厚比、长短轴比和截面面积等参数进行了分析,评价了各参数对偏压作用下椭圆钢管混凝土长柱轴压承载力的影响,揭示了其破坏模式和受力机理。研究结果表明,偏压作用下椭圆钢管混凝土长柱的破坏模式根据偏心距大小可以分为大偏压破坏和小偏压破坏,根据加载路径的不同可以分为长轴偏压破坏和短轴偏压破坏。椭圆钢管混凝土偏压长柱的轴压承载力随着混凝土强度、钢材强度和截面面积的增大而增大,随着偏心距、径厚比、长短轴比和长细比的增大而减小。研究结果将为建立椭圆钢管混凝土构件的设计方法提供参考

椭圆钢管混凝土构件受剪性能数值分析研究

为了研究椭圆钢管混凝土构件的受剪性能和破坏机理,通过ABAQUS软件分别在长轴和短轴方向建立了椭圆钢管混凝土受剪构件的数值分析模型。揭示了椭圆钢管混凝土构件在纯剪状态下的破坏模式。开展了椭圆钢管混凝土构件受剪性能的参数分析,分别在长轴和短轴方向上研究了剪跨比、钢材强度、混凝土强度、截面含钢率、长短轴比和截面面积等参数对椭圆钢管混凝土构件抗剪承载力的影响。研究结果表明,椭圆钢管混凝土的破坏模式根据剪跨比的不同可分为剪切破坏、弯曲破坏和弯剪破坏;椭圆钢管混凝土构件的抗剪承载力随着钢材强度、混凝土强度、截面面积和含钢率的增大而增大,随着剪跨比、长短轴比的增大而减小。研究结果将为建立椭圆钢管混凝土构件设计方法提供参考

偏压下椭圆钢管混凝土短柱力学性能研究

为了考察椭圆钢管混凝土短柱的偏压性能,通过ABAQUS有限元程序建立了椭圆钢管混凝土短柱在偏压作用下的数值分析模型,并利用试验结果验证了数值分析模型的准确性。进行了偏压作用下椭圆钢管混凝土短柱的参数分析,研究了各参数对椭圆钢管混凝土短柱最大轴压承载力、最大弯矩和延性的影响,揭示了偏压下椭圆钢管混凝土短柱的破坏模式,通过数值分析拟合了轴力-弯矩相关曲线。研究结果表明,椭圆钢管混凝土短柱在偏压作用下的破坏模式包括半高截面鼓曲破坏、半高以下截面鼓曲破坏、加载柱端双褶鼓曲破坏和柱两端双褶鼓曲破坏;影响椭圆钢管混凝土短柱最大轴压承载力和最大弯矩的主要因素为偏心距、径厚比和长短轴比,影响延性系数的主要因素为径厚比、长短轴比和混凝土强度。研究结果将为建立椭圆钢管混凝土短柱设计方法提供参考

考虑球冠形脱空影响的圆钢管混凝土柱抗侧向冲击性能分析

近年来，钢管混凝土作为城市高架、跨河桥梁的墩柱，常受到车辆、船舶等机械冲击灾害的影响，这是导致其结构损伤、破坏甚至严重倒塌的最主要原因之一。而实际中钢管混凝土结构由于材料、施工、环境等因素影响，普遍存在脱空缺陷问题，但目前尚缺乏关于带脱空缺陷钢管混凝土抗侧向冲击性能的研究报道。为此，建立了考虑球冠形脱空特征的圆钢管混凝土柱抗侧向冲击有限元分析模型，系统分析了脱空率、脱空方位、冲击速度、冲击质量、边界条件、轴压比、径厚比等参数对冲击力（包括峰值Fm和等效值Feq）、挠度变形（包括最大值δm和残余值δr）与能量吸收（Ea）的影响规律，揭示了侧向冲击作用下带球冠形脱空圆钢管混凝土柱的典型破坏模式，明确了在侧向冲击全过程下考虑脱空影响的冲击时程特征曲线、冲击力全过程扩散机理、钢-混凝土接触行为。结果表明，带球冠形脱空缺陷的圆钢管混凝土柱在侧向冲击作用下的破坏模式仍表现为整体挠度变形，但其钢管局部凹陷程度与脱空率呈正相关。随着脱空率的增大，构件的Feq、Fm和Ea逐渐减小，但δm和δr逐渐增大

考虑球冠形脱空影响的圆钢管混凝土柱抗侧向冲击性能分析

近年来钢管混凝土作为城市高架、跨河桥梁的墩柱常受到车辆、船舶等机械冲击灾害，是引发其结构损伤、破坏甚至严重倒塌的最主要因素之一。而实际钢管混凝土结构由于材料、施工、环境等因素普遍存在脱空缺陷问题，但目前尚缺乏关于带脱空缺陷钢管混凝土抗侧向冲击性能的相关研究报道。为此，建立了考虑球冠形脱空特征的圆钢管混凝土柱抗侧向冲击有限元分析模型，系统分析了脱空率、脱空方位、冲击速度、冲击质量、边界条件、轴压比、径厚比等参数对冲击力（包括峰值Fm和等效值Feq）、挠度变形（包括最大值δm和残余值δr）与能量吸收（Ea）的影响规律，揭示了侧向冲击作用下带球冠形脱空圆钢管混凝土柱的典型破坏形式，获悉了在侧向冲击全过程下考虑脱空影响的冲击时程特征曲线、冲击力全过程扩散机理、钢-砼接触行为。结果表明，带球冠形脱空缺陷的圆钢管混凝土柱在侧向冲击作用下的破坏形式仍表现为整体挠度变形，但其钢管局部凹陷程度与脱空率正相关。随着脱空的增大，构件的Feq、Fm和Ea逐渐减小，但δm和δr逐渐增大

苏州太平金融高层格构式树形柱轴压试验与数值分析

为了获悉苏州太平金融高层格构式树形柱的轴压性能和破坏机理,对格构式树形柱缩尺试件展开了轴压试验研究。试验结果表明,格构式树形柱的轴压受力性能良好,试件破坏主要集中在分肢柱弯头处。利用ABAQUS有限元软件建立了格构式树形柱的数值分析模型,通过破坏模式和荷载-位移曲线验证了有限元分析模型的准确性。针对格构式树形柱在较大轴压荷载作用下分肢柱弯头处破坏的情况,提出了提高十字拉结梁高度、设置纵向隔板、填充混凝土等3种构造加强措施,并通过有限元分析验证了其改善效果。研究表明,在分肢柱弯头处提高十字拉结梁的方式可以有效提高格构式树形柱的刚度和轴压极限承载力,显著改善其受力性能,可以在实际工程中推广使用

池州长江大跨越超高输电塔高空摇臂抱杆吊装试验与数值分析

安徽省池州段长江大跨越345 m超高杆塔是国家“西电东送”工程中白鹤滩-浙江±800 kV特高压直流输电线线路的重点工程。在超高杆塔施工中对摇臂抱杆高空吊装全过程受力分析是保证施工安全、保障西电东送工程顺利竣工的重要手段。开展了模拟施工过程的摇臂抱杆调幅加载试验，明确了分级加载下摇臂抱杆的全过程受力特征，建立了考虑动力特性的摇臂抱杆高空吊装有限元分析模型，明晰了在实际荷载工况下结构重要杆件与节点的应力分布规律，并基于诸多关键工况分析优化了高空摇臂抱杆的设计方案。研究成果可为超高杆塔的摇臂抱杆吊装施工提供理论支撑