《橫向約束鋼管混凝土柱低周疲勞性能的研究》是依託湖南大學，由肖岩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：橫向約束鋼管混凝土柱低周疲勞性能的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：肖岩
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鋼管混凝土(CFT)結構因能夠形成鋼和混凝土兩種材料的組合效應得到了越來越多的工程套用。但以往的研究顯示鋼管混凝土柱中的鋼管在地震荷載下會受到屈曲和拉直的壓縮和拉伸往復作用，最終導致低周疲勞破壞。項目申請者提出的新型鋼管混凝土：約束鋼管混凝土(CCFT)體系能夠有效的推遲或防止鋼管局部屈曲，從而進一步改善了其力學性能，尤其是延性。本項目擬通過一系列試驗於理論分析，研究約束鋼管混凝土柱低周疲勞特性，在申請人已有的有關鋼管混凝土低周疲勞損傷模型研究成果的基礎上進一步建立考慮橫向約束的更加合理和精確的統一損傷模型。最終用於指導鋼管混凝土和約束鋼管混凝土的工程抗震設計和工程套用。
結題摘要
本項目圍繞鋼管混凝土柱和約束鋼管混凝土柱的抗震性能，開展了試驗研究與理論分析工作。主要成果如下：1. 完成9根圓鋼管混凝土柱的低周疲勞荷載試驗研究，結果表明：鋼管混凝土柱在地震荷載作用下通常出現鋼管的局部屈曲破壞，即“象腿”破壞；採用不同的地震序列載入程式會導致柱腳鋼管的斷裂破壞；鋼管破壞形態的區別，影響了對核心混凝土的約束能力，導致核心混凝土的破壞形態存在一定程度的差異。 2. 完成7根CFRP約束鋼管混凝土柱的抗震試驗，通過四種不同約束方法的對比試驗確定最優的約束形式，試驗結果表明：用正交法纖維進行約束的試件能夠有效的提高碳纖維的整體約束性能，緩衝墊層能夠有效延緩碳纖維的開裂時間，雙向正交的約束方法有利於提高塑性鉸區碳纖維的整體約束能力。 3. 採用ABAQUS軟體對CFRP約束鋼管混凝土柱進行有限元模擬，分析結果表明，相比於傳統的鋼管混凝土柱，碳纖維對鋼管的附加約束在峰值點後效果明顯，限制了鋼管的局部屈曲，增大了對核心混凝土的約束作用，提高了整個構件的承載力、延性和耗能能力。4. 收集整理國內外266個方鋼管混凝土軸壓短柱的試驗數據，建立方鋼管混凝土軸壓短柱試驗資料庫，比較國內外規範及現有纖維模型計算方鋼管混凝土軸壓短柱承載力的差異性。結果表明，中國規範計算值與試驗結果最為接近，美國規範與日本規範偏於保守，歐洲規範相比試驗結果稍顯保守。5. 編寫Visual Basic計算程式對圓鋼管混凝土軸壓短柱進行全過程非線性力與變形分析，通過與已有試驗數據進行比較驗證了所提出方法的有效性。將提出的方法推廣套用到約束鋼管混凝土軸壓短柱的彈塑性全過程分析。6. 完成了162種地震工況下的鋼管混凝土柱彈塑性時程分析，提出了基於損傷指標的鋼管混凝土柱累積損傷評估方法，從機率角度對鋼管混凝土柱的累積損傷進行評估。
