设肋方形薄壁钢管混凝土短柱试验研究

钢管微膨胀混凝土轴压短柱收缩和徐变试验研究随着建筑结构设计的不断发展，钢管微膨胀混凝土轴压短柱越来越被广泛应用于众多建筑结构中。

然而，在使用过程中，其存在一些缺陷，比如收缩和徐变现象，这不仅会影响结构的稳定性和耐久性，还会给使用带来诸多不便和危害。

因此，本文旨在通过试验研究，探讨钢管微膨胀混凝土轴压短柱收缩和徐变现象的特征及其均匀性、影响因素等，以期为其应用和设计提供参考和指导。

一、试验方法1、试件制备选取直径为【**】mm、长度为【**】mm的钢管作为模板，内嵌钢筋网并灌入微膨胀混凝土，制作出直径为【**】mm、长度为【**】mm的钢管微膨胀混凝土轴压短柱试件。

试件除了应满足设计要求外，还应注意钢筋间距、预应力筋张力、混凝土配合比等因素，以确保其性能和精度。

2、试验设备试验设备主要包括变形测量器、荷载传感器、温度控制器等，其中变形测量器应具有较高的精度和一定的自动化程度，以保证数据的准确性和实时性。

同时，试验设备应通过仪器校准，保证其准确度和稳定性。

3、试验流程在试验中，首先要进行预测收缩和徐变试验，即荷载为0的自由收缩试验和最大限度荷载下的恒载荷荡动收缩试验。

其次，应根据实际情况，逐步加荷进行应力变形试验，记录应力、应变、变形等数据。

相应的，还应及时记录试件表面温度以及在不同荷载下的变形情况，以探究温度和荷载对试件收缩和徐变的影响。

最后，根据试验数据，分别进行数据分析和结果评估。

二、试验结果经过试验，我们得出了如下结果：1、钢管微膨胀混凝土轴压短柱的徐变和收缩呈现比较明显的非线性特征。

在自由收缩试验中，试件收缩率为【**】%，而在恒载荷荡动试验中收缩率为【**】%，两者都明显高于普通混凝土。

在应力变形试验中，随着荷载的增大，微膨胀混凝土轴压短柱呈现出较快的变形和较明显的收缩徐变现象。

在荷载达到最大时，试件总变形量为【**】mm，收缩率为【**】%。

2、试件的徐变和收缩呈现出一定的均匀性。

在不同荷载下，试件的收缩和徐变分布较为均匀，并未出现过度集中或分散的情况。

钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱力学性能试验研究与分
析的开题报告
一、选题背景及意义
随着建筑结构工程的发展，钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱的应用越来越广泛。

由于这种短柱在工程中重要性不断提升，需要对其机械性能进行深入研究，以确保其
质量和安全性。

本研究将针对钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱力学性能进行试验研究和分析，以期为该种结构的应用提供理论依据和技术支持。

二、研究目标和内容
（一）研究目标
1. 研究钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱的力学性能；
2. 研究钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱在不同水平载荷下的破坏形态；
3. 探讨钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱强度和刚度之间的关系。

（二）研究内容
1. 对不同参数的钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱进行试验；
2. 观测和记录钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱的力学性能和破坏形态；
3. 分析试验结果，得出结论。

三、研究方法和步骤
（一）研究方法
1. 采用数值计算方法进行理论分析；
2. 通过现场试验研究钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱的力学性能和破坏形态。

（二）研究步骤
1. 针对该结构进行理论分析，明确试验参数；
2. 进行试验，记录试验过程及结果；
3. 分析试验结果，得出结论。

四、研究预期成果
本研究将得出钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱力学性能的试验数据，并从中探讨和分析该结构的特点及优势。

最终得出结论，为该种结构的推广和应用提供理论依据和技术支持。

2023钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力分析及试验研究•研究背景和意义•文献综述•试验设计目录•有限元分析•剩余承载力计算方法•结论与展望•参考文献01研究背景和意义钢管高强混凝土作为一种新型的组合结构形式，具有较高的承载力和良好的抗震性能，在建筑工程中得到广泛应用。

然而，火灾后钢管高强混凝土的力学性能会受到不同程度的影响，对其剩余承载力进行分析和试验研究具有重要的现实意义。

01分析钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后的剩余承载力，有助于了解其火灾后的力学性能变化规律。

02通过试验研究，可以获得火灾后钢管高强混凝土轴心受压短柱的承载力数据，为工程应用提供参考依据。

03对钢管高强混凝土的火灾后性能进行深入研究，有助于提高建筑结构的整体安全性和稳定性，对于保障人民生命财产安全具有重要意义。

02文献综述国内研究国内学者对于钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力的研究主要集中在理论模型建立、数值模拟分析以及试验研究等方面。

其中，具有代表性的研究有：哈尔滨工业大学的学者进行了钢管高强混凝土短柱的火灾试验，探讨了高温后混凝土的力学性能和承载力的变化规律；重庆大学的学者建立了数值模型，分析了高温后钢管高强混凝土短柱的力学性能，并提出了相应的计算公式。

国外研究国外学者对于钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力的研究主要集中在试验研究和有限元分析方面。

其中，具有代表性的研究有：法国的学者进行了高温后钢管高强混凝土短柱的力学性能试验，探讨了高温对混凝土和钢管的影响，并提出了相应的计算公式；美国的学者利用有限元方法分析了高温后钢管高强混凝土短柱的力学性能，并与试验结果进行了对比分析。

国内外研究现状研究热点与难点•研究热点：目前，钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力的研究热点主要集中在以下几个方面•高温后钢管与混凝土之间的相互作用：高温后钢管与混凝土之间的界面粘结和摩擦力会发生变化，对结构的承载力产生影响，因此需要深入研究这种相互作用。

薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱承载力研究的开题报告一、选题背景及意义薄壁钢管轻骨料混凝土（SLWC）是一种新型轻质复合材料，具有高强、高韧、高耐久等特点，广泛应用于建筑结构中。

而轴压短柱是建筑结构中的一个常见构件，其承载力决定了建筑物的安全性和稳定性。

因此，对于SLWC轴压短柱的承载力研究具有重要的意义。

目前，国内外对于SLWC轴压短柱的研究较少，且不够系统和深入，因此有必要对其进行深入研究。

本研究旨在探讨SLWC轴压短柱的承载力及其影响因素，为其在建筑结构中的应用提供理论基础和参考。

二、研究内容及方法本研究将对SLWC轴压短柱的承载力进行深入研究，研究内容包括以下几个方面：1. 分析SLWC轴压短柱的受力特点及其破坏模式。

2. 建立SLWC轴压短柱的数值模型，利用有限元软件ABAQUS进行模拟计算，并进行验证。

3. 考虑不同的轻骨料比例和钢管尺寸对SLWC轴压短柱承载力的影响，并进行参数分析。

4. 对比SLWC轴压短柱与传统钢筋混凝土轴压短柱的承载力，分析其优缺点。

研究方法采用文献资料法、数值模拟法和参数分析法。

通过对不同参数的变化进行分析，得出影响SLWC轴压短柱承载力的关键因素，并对其优化提出相应的建议。

三、预期成果通过本研究，可以获得以下预期成果：1. 确定SLWC轴压短柱的承载力的计算方法，为其在实际工程中的应用提供理论依据。

2. 分析不同参数的变化对SLWC轴压短柱承载力的影响规律，为其优化设计提供指导。

3. 对比SLWC轴压短柱与传统钢筋混凝土轴压短柱的承载力，为建筑结构中选择合适的构件提供参考。

4. 在国内外较少涉及该领域的研究中，增加了对SLWC轴压短柱承载力的理解和认识。

四、研究进度安排1. 前期准备（1个月）：查阅相关文献，了解SLWC轴压短柱的基本知识，准备研究所需软件和材料。

2. 数值模拟（3个月）：根据研究计划，利用ABAQUS软件建立数值模型，并进行模拟计算。

3. 参数分析（2个月）：根据模拟结果，分析不同参数的变化对SLWC轴压短柱承载力的影响，得出关键因素。

方钢管混凝土柱结构分析摘要：钢管混凝土构件是在钢管内填充混凝土的构件，该构件可以充分发挥钢管和混凝土这两种材料的优点，因而近年来在建筑行业中被广泛使用。

钢管的截面形式涉及节点设计和施工的问题，因而方形截面目前应用性较高。

当采用高强钢管或者钢管壁厚设计较大时，都不符合经济要求。

但是在方形截面中，四边的中间区域对混凝土的约束能力较弱，因此需要设置一些构造措施来加强，国内外学者对此进行了广泛、深入地研究，本文就其中两种构造措施进行了举例说明，分别是在管壁设置T型加劲肋和开孔加劲肋，有效地改善了方钢管混凝土柱的受力性能。

关键词：钢管混凝土构造加劲肋1.研究背景钢管混凝土柱是近些年发展起来的一种新型高效的组合构件，指的是在钢管中填充混凝土而形成且由钢管及其核心混凝土共同承担外部荷载作用的结构构件，受力过程中钢管和混凝土各自发挥自身受力特点，互为补充。

众所周知，混凝土的抗压强度高而抗弯能力弱，钢材的抗弯能力强且具有良好的弹塑性，但在受压状态下容易失稳从而丧失轴向抗压能力。

而钢管混凝土柱是在结构上将钢材和混凝土相结合，一方面钢管可以提高对其内部混凝土的约束作用，使核心混凝土在外部钢管的侧向约束下较好的处于三向受压状态，从而使得混凝土的抗压强度成倍提高，另一方面，由于管内混凝土的作用，钢管壁板的稳定性有较大的提高，避免或延缓了钢板壁板过早发生局部屈曲，从而有效地改善了构件的延性性能，使得构件的抗震性能大大提高。

同时，钢管可以作为混凝土的永久模板，使得混凝土在灌注时少了模板支撑的费用且施工不受混凝土养护时间的影响，兼具一般钢结构施工高效的特点，节省施工成本，社会经济效益显著，符合绿色建筑和建筑工业化的理念，目前钢管混凝土柱已经在实际建筑施工中广泛应用。

2.方钢管的结构形式分析2.1截面形式对结构的影响大量研究成果表明，圆形截面的钢管对核心混凝土的约束效果较好，但是圆形截面钢管混凝土柱与梁的连接节点设计复杂且不便于施工，而方形截面钢管混凝土柱截面规整，连接节点设计简单易于施工，因此方钢管混凝土柱的应用日益广泛。

不同截面形式钢管混凝土柱的约束效应研究发布时间：2022-12-21T03:36:35.786Z 来源：《城镇建设》2022年16期作者：赵富裕武波周建家[导读] 为探究不同截面形式钢管混凝土柱的约束效应，本文采用合理的材料本构模型赵富裕武波周建家中国建筑第八工程局有限公司西南分公司四川成都 610041摘要：为探究不同截面形式钢管混凝土柱的约束效应，本文采用合理的材料本构模型并基于ABAQUS有限元软件建立了9个不同截面形式钢管混凝土柱的有限元模型，进行轴压分析，获得其荷载-位移曲线，分析不同截面形式、不同约束效应的影响，针对模拟试件进行了受力机理分析，结果表明：圆形、正方形和长方形三种截面形式的钢管混凝土柱的轴压承载力均随着约束效应系数的增大而显著增强；三种截面形式的钢管混凝土柱在相同约束效应系数的情况下，约束效果由好到差分别为圆形截面、正方形截面、长方形截面；在设计正方形截面和长方形截面的钢管混凝土柱时，可以通过设置加劲肋提升约束效果。

关键词：约束效应；钢管混凝土柱；ABAQUS软件；荷载-位移曲线；承载力Research on Confinement Effect of CFST Columns with Different SectionsAbstract：In order to explore the restraint effect of concrete-filled steel tubular columns with different cross sections, this paper adopts reasonable material constitutive model and establishes nine finite element models of concrete-filled steel tubular columns with different cross sections based on ABAQUS finite element software, carries out axial compression analysis, obtains their load displacement curves, analyzes the effects of different cross sections and different restraint effects, and analyzes the stress mechanism of simulated specimens. The results show that: circular?The axial compressive capacity of concrete-filled steel tubular columns with square and rectangular sections increases significantly with the increase of restraint effect coefficient;?Under the condition of the same restraint effect coefficient, the restraint effect of three types of concrete-filled steel tubular columns from good to bad is respectively circular section, square section and rectangular section;?When designing concrete-filled steel tubular columns with square and rectangular sections, you can improve the constraint effect by setting stiffeners.Key words: constraint effect; Concrete filled steel tube column; ABAQUS software; Load-displacement curve; The bearing capacity0引言随着结构不断走向大跨、重载，现代建筑对柱子的承载能力提出了更高的要求，应运而生的钢管混凝土柱已被广泛运用[1]。

钢管混凝土短柱承载力计算研究摘要：本文通过对中国工程建设标准化协会标准，国家建筑工业局标准及自己推导的三个钢管混凝土短柱轴心受压承载力计算公式进行了讨论，并通过实例计算，采用ANSYS对其进行分析，结果吻合良好。

关键词：钢管混凝土;短柱;承载力;1规程CECS计算公式考虑了混凝土的约束效应,等效混凝土截面，采用下式对圆钢管混凝土短柱轴心受压强度作设计计算:这样引起的值的误差介于-19.6%~ 14.2%之间，此公式亦为设计手册的计算公式，常应用于实际之中。

2 规程JCJ计算公式3公式讨论4算例分析下面以3号钢，C50混凝土为例，确定了在一定的含钢率下的套箍指标，在各个公式中计算得出结果列于表1：通过图表可以看出各个公式计算所得结果之间的关系。

计算结果中规程CECS的计算结果较为偏大，通过实验可以看出公式（3）与实验结果十分接近且计算方便。

5有限元分析根据钢管混凝土结构本身的特点，在应用ANSYS有限元软件计算时，采用PLANE42单元分别模拟钢管，混凝土，加载板。

混凝土采用相关文献建议的本构关系，在分析程序中采用多重线性曲线（MISO）来描述混凝土的应力-应变关系，曲线如下图2所示；钢管的弹性属性选择各向同性材料，其塑性属性选择双线性随动强化（BKIN）材料，需要输入的常数是屈服应力和切向斜率。

根据有关研究表明，钢管与混凝土之间的黏结滑移性能对结构整体性能的影响微不足道。

所以，在分析中，假设钢管与混凝土之间完全黏结。

在实验中，钢管混凝土短柱是通过承压板的传递来满足纵向的位移协调的。

为避免局部应力集中，在分析中，将集中力转化为均布力。

从图中可以看出有限元计算结果和实验结果基本吻合，有限元计算值与实验值对比的差异，主要是因为分析中排除了实验中的干扰因素的影响。

ANSYS只计算到荷载-位移曲线的极值点，下降段由于结构整体刚度矩阵接近奇异而很难通过控制荷载计算出来。

5结语本文对钢管混凝土短柱的力学性能进行了初步研究，通过对全曲线分析，发现钢管混凝土柱在轴压时表现出较好的弹性和塑性性能。

薄壁钢管混凝土短柱轴心受压性能实验分析发布时间：2022-06-22T06:56:37.469Z 来源：《科技新时代》2022年5期作者：杨泽天[导读] 在工程建设中所使用到钢管混凝土结构简单的来讲就是向截面形状不同的钢管中注入一定量的混凝土待二者有效结合以后来进行使用，该种结构与钢筋混凝土不同的地方在于无论是承载力还是抗变形的能力都得到了有效的提升，并且位于钢管内部的混凝土能够较为有效的缓解钢管的局部屈曲，让钢管所具有的材料性能得到有效的发挥，除此之外该种结构无论是在制作的便利性、施工的便捷性以及使用经济性上都有着自身独特的优势。

重庆大学工程力学重庆市 400050摘要：近年来随着我国整体综合实力的不断提升，各行各业的工程建设也在稳中有进的不断发展，而在工程建设过程中钢管与混凝土所组成的组合构件凭借着较好的使用性能以及较高的性价比被广泛使用。

在工程建设中所使用到的钢管混凝土构件其截面的形状多为方形、矩形以及圆形。

本文主要对截面形状为矩形的钢管混凝土构件进行受压实验并对轴心处的受力性能进行简要的分析。

关键词：薄壁钢管混凝土；短柱；受力分析一、引言在工程建设中所使用到钢管混凝土结构简单的来讲就是向截面形状不同的钢管中注入一定量的混凝土待二者有效结合以后来进行使用，该种结构与钢筋混凝土不同的地方在于无论是承载力还是抗变形的能力都得到了有效的提升，并且位于钢管内部的混凝土能够较为有效的缓解钢管的局部屈曲，让钢管所具有的材料性能得到有效的发挥，除此之外该种结构无论是在制作的便利性、施工的便捷性以及使用经济性上都有着自身独特的优势。

钢管混凝土构件截面形状的不同对混凝土的套箍效应也会有所不同，截面形状为圆形的钢管混凝土构件中其核心处混凝土所受到的约束是均匀的，截面形状为方形的钢管混凝土构件在其中部与角部混凝土所受到的约束较为明显，各边的中部混凝土所受约束较弱，截面形状为矩形的钢管混凝土构件受约束明显的部位与方形大致相同，但其长边中部对核心混凝土的约束较弱使其所受约束不均匀，与上述两种截面形状相比较其整体所具有的有效约束区域较小、承载能力较弱，故对其受力性能分析更加的复杂。