摘要：为研究间断焊接包管加固杆件的轴心受压性能,设计了13组试件进行单调加载静力试验。对试件极限承载力、破坏模式、荷载-位移曲线和截面应变发展规律进行分析,对比了负载加固与非负载加固对试件极限承载力的影响。结果表明:包管构件的破坏模式可分为整体失稳破坏和内管外伸段强度破坏;包管构件内外管协同工作、共同受力,内管和外管都在屈服后发生整体失稳破坏;负载加固与非负载加固试件的极限承载力基本一致,相差2.2%,非负载加固试件与未加固试件相比,极限承载力最大提高了479.9%。根据试验结果对包管构件的ABAQUS有限元模型进行修正,并用该模型分析了各主要影响因素对包管构件极限承载力的影响规律。提出了包管构件极限承载力经验计算公式,且公式计算结果与试验结果吻合较好。

摘要：火灾发生时钢管混凝土内部会产生水蒸气,为探讨热-湿-力耦合作用对高温后方钢管混凝土轴压力学性能的影响,进行了10根高温后方形钢管混凝土短柱轴压力学性能试验,研究排气孔数量、布置位置、轴压比和升温时间等参数对其破坏形态、轴压刚度与剩余承载力等力学性能的影响。试验结果表明,试件破坏形态表现为压溃破坏;在其他参数相同的情况下,与升温前相比,随着排气孔数量从2个增加至4个和6个,轴压刚度分别降低了69.1%、73.3%、76.4%,剩余承载力分别降低了15.8%、16.2%、21.7%。轴压刚度随轴压比的增大而降低;随着升温时间的延长,剩余承载力先随轴压比的增大而增大,后随轴压比的增大而减小。研究结果可为钢管混凝土柱的抗火设计和该类结构火灾后的损伤评估与加固提供参考。

摘要：超高性能纤维增强混凝土的单轴本构关系是认识其材料特性和非线性结构设计的基础。本文从本构方程函数模型建立的角度梳理了现有超高性能纤维增强混凝土单轴本构关系的相关研究;发现本构关系经验模型适用于结构设计计算,其中轴拉和轴压本构方程式均宜采用有理分式;本构关系简化模型适用于简化受力分析和数值模拟,其中轴拉宜采用三折线模型,轴压宜采用双折线模型;本构关系损伤模型适用于材料特性研究,其损伤演化函数较多采用Weibull分布。此外,还发现现有各种研究所得的本构方程中均不包含纤维相关参数,不能充分体现钢纤维的重要影响。因此,针对3种长径比、6种体积率的超高性能纤维增强混凝土进行轴拉和轴压试验,分析纤维对本构关系的影响。结果表明:超高性能纤维增强混凝土的轴拉和轴压本构关系经验模型均采用有理分式更适合,结合试验与收集的文献数据分析了纤维对经验模型本构方程系数的影响,提出了单轴本构关系经验模型的方程式;还探究了钢纤维参数对单轴损伤本构关系的影响,试验结果表明,钢纤维增强因子与损伤模型的控制系数间存在较强相关性,以试验数据为基础,数值分析得到钢纤维参数与本构方程控制系数间的关系式,进而提出包含钢纤维参数的轴拉和轴压损伤本构方程;并收集文献数据进行验证和修正,结果表明本文提出的本构方程与试验结果更吻合。

摘要：新建隧道钻爆施工过程中,邻近既有隧道机制砂喷射混凝土支护结构往往会承受循环冲击荷载。为研究轴压对循环冲击荷载下机制砂喷射混凝土动力特性的影响,采用改进的大直径分离式霍普金森压杆试验装置,开展4个轴压水平下的机制砂喷射混凝土循环冲击试验,分析循环冲击荷载下机制砂喷射混凝土的动力特性。研究结果表明:轴压和冲击速度对机制砂喷射混凝土的破坏形态、峰值应力、峰值应变和应变率均有较大影响,轴压的增加能够有效抑制试样的变形;轴压相同时,冲击速度越大试样破坏所需的冲击次数越少,冲击速度相同时,试样破坏所需要的冲击次数随轴压增大而不断增加;冲击速度和轴压均相同时,随着冲击次数的增加,试样峰值应力和动弹性模量不断降低,峰值应变和应变率不断增加,轴压对试样动弹性模量的影响不显著;随着冲击次数增加,试样的累计比能量吸收值呈线性增加趋势,冲击速度相同时,轴压越大,试样破坏时所需累计比能量吸收值越大,亦即轴压的增加可以显著提高试样的耗能能力,从而减缓试样力学性能的劣化进程。

摘要：薄壁筒壳结构作为航空航天的主承力构件,在轴压载荷下易发生屈曲失稳,并且对几何缺陷表现为强敏感性.尽管经过数十年的研究,精准地预测几何缺陷影响下轴压简壳的折减因子仍是一个非常具有挑战的科学难题.直至现在,NASA20世纪提出航天薄壁轴压简壳折减因子下限设计准则SP-8007仍被广泛使用,随着制造工艺的进步和发展,SP-8007已经被证明过于保守.近年来,学者们基于数值方法和实验技术发展了一系列折减因子的确定方法,本文对这些方法进行了全面综述,其中作者提出的多点最不利扰动载荷法(WMPLA)是最具代表性的方法之一,其以合理的方式有效地降低了传统折减因子预测方法的保守程度.另外,本文还基于搜集的1990-2020年轴压简壳屈曲实验数据,对原始的折减因子下限准则曲线进行了改进.可以发现,相比于原始的SP-8007准则,新折减因子准则曲线整体上提升了0.1-0.3,并且使用WMPLA预测的折减因子非常接近于新准则曲线的边界.本文的研究工作有助于新-代轴压筒壳设计准则的建立,并可服务于大直径航天运载器主承力薄壁结构的轻量化设计.

摘要：该文共设计和制作了18根圆钢管混凝土短柱,通过机械加工结合通电加速腐蚀的方法模拟局部腐蚀缺陷,开展了局部腐蚀缺陷深度、缺陷大小及缺陷位置对钢管混凝土柱轴压性能影响的试验研究。试验结果表明:在该文设计的腐蚀参数范围内,当腐蚀深度比超过45%时,CFST柱的承载力随腐蚀深度的加深急剧下降,腐蚀缺陷深度对CFST柱的承载力影响显著;当腐蚀深度比小于45%时,局部缺陷的环向和轴向尺寸变化对CFST柱承载力影响不大;局部腐蚀越接近柱中,试件的轴压承载力越低。基于试验结果和理论分析,提出了局部腐蚀缺陷钢管混凝土柱的轴压承载力计算模型。通过与收集的100根无缺陷和局部缺陷钢管混凝土柱试验结果对比,验证了所提模型具有较好的计算精度。

摘要：针对变厚度复合材料加筋板轴压屈曲及后屈曲特性进行试验研究,并采取工程分析法、特征值屈曲法、分段处理后屈曲法和渐进损伤失效法对其进行承载能力计算分析,进而将计算结果与试验结果进行对比。研究结果表明:变厚度复合材料加筋板长桁对蒙皮的支持简化成固支较简支更为合理,采用两加载边简支、两侧边固支正交各向异性矩形层压板理论求解的计算值与试验值误差为-13.9%;引入折减宽度概念,可以有效考虑加筋板变厚度区域刚度对蒙皮屈曲特性的影响,变厚度加筋板工程分析法求解精度得到进一步提高;分段处理后屈曲法和考虑就地效应及横向应力分量构造的仿真失效模型能准确预测变厚度加筋板后屈曲承载能力,误差分别为7.1%和5.9%,后屈曲承载能力约为初始屈曲载荷的1.27倍,说明变厚度加筋板屈曲后仍然具有一定的后屈曲承载能力。

摘要：主要研究CFRP加固T形截面钢柱在轴压作用下的极限承载力。通过有限元软件ABAQUS建立分析计算模型,考虑初始缺陷以及残余应力的影响对4种不同长细比(λ=30、λ=35、λ=40、λ=45)以及不同加固层数(W=0、1、2)的T形截面普强钢柱的极限承载力进行计算,并结合《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)和英国钢结构加固设计规范的计算结果进行比较。研究发现,CFRP可有效加固T形截面钢柱,且规范计算所得的CFRP加固钢柱的极限承载力较为保守。

摘要：利用ABAQUS有限元软件对薄壁不锈钢圆管轴压柱的轴压稳定性能进行了数值模拟,并考察了材料性能参数、材料各向异性、初始几何缺陷、径厚比、长细比等因素的影响。分析结果表明:材料各向异性和初始局部缺陷的取值对构件轴压稳定性能影响较小,可以忽略;初始整体缺陷取值对构件轴压稳定性能影响较大,有限元模型中取构件长度的1/2000可较为准确地模拟试验结果;材料性能参数、径厚比和长细比对构件轴压稳定性能影响较大。通过对不同径厚比构件的分析,提出了防止构件发生局部屈曲的容许径厚比建议公式;通过对不同正则化长细比构件的分析,提出了构件发生整体弯曲的临界正则化长细比建议公式,公式计算结果与有限元分析结果吻合良好,可为不锈钢管柱的工程设计提供参考。

摘要：随着轻钢结构的推广与应用,具有良好经济效益和环保性能的薄柔H形截面钢构件在轻量化低多层钢框架体系中的应用受到广泛关注.为研究薄柔H形截面钢构件的轴向力学性能,以宽厚比作为主要控制参数调整板件的相对强弱关系,采用Q355B钢材设计制作了6根焊接H形截面短柱,并对其进行了轴压试验.分析了试件的破坏过程、屈曲特征、延性以及极限承载力等.试验结果表明:不同宽厚比组配下H形截面钢构件局部屈曲特征差异明显,而局部屈曲特征直接影响了板件的应力发展;同时构件的延性与宽厚比组配直接相关,呈现两种典型特征;规范ANSI/AISC360-16对于薄柔H形截面轴压构件的计算结果偏于保守,合理的宽厚比组配下薄柔H形截面钢构件具有较强的屈曲后承载力.