基于实测材料参数的钢筋混凝土矩形柱偏心受压极限承载力计算研究

【目的】为了研究钢筋混凝土矩形柱在偏心受压情况下的极限承载能力。【方法】针对规范上已有的钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件计算公式均以等效矩形应力分布图为基础的现象，本研究基于平截面假定，对混凝土压应力分布曲线进行积分并推导新的计算公式，通过MATLAB计算推导公式的理论值与钢筋混凝土矩形柱偏心受压构件试验所得的实测值进行比较。【结果】结果表明：钢筋混凝土矩形柱在偏心受压下，受拉区、受压区破坏现象与理论基本相符，通过推导的公式计算的极限承载力与实测值吻合程度较高。【结论】本研究验证了该推导公式可以对一般钢筋混凝土偏心受压情况下的极限承载力进行计算。     

严重震损钢筋混凝土短柱用CFRP加固后的抗震性能试验研究

为研究有效修复严重震损钢筋混凝土短柱的加固方法,并了解震损钢筋混凝土短柱加固后的抗震性能恢复程度,对5个已进行低周往复水平加载试验且严重损坏的钢筋混凝土短柱用CFRP进行加固,并对其加固后的抗震性能进行试验研究.试验通过控制CFRP加固层数与轴压比来探究震损钢筋混凝土短柱用CFRP加固后的力学性能、破坏机理和破坏变形特征.通过观测试验现象,分析实测获得的F-Δ滞回曲线和骨架曲线,分析CFRP加固层数及轴压比对震损钢筋混凝土短柱加固后的承载力、延性、刚度退化及强度退化的影响,并与震损前短柱的对应参数进行了对比.研究结果证明:使用CFRP加固后的震损钢筋混凝土短柱能有效恢复其部分抗震性能,具有较好的延性与耗能能力;震损钢筋混凝土短柱用CFRP加固后可避免脆性破坏.试验研究证明,CFRP加固修复严重震损钢筋混凝土短柱是可行的,研究成果可供实际加固工程参考.     

基于ABAQUS的粘钢加固钢筋混凝土柱的研究

通过有限元软件ABAQUS对7根钢筋混凝土柱(其中6根用粘钢加固)在水平反复荷载作用下的模拟研究,比较分析了粘钢加固前后钢筋混凝土柱的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等。结果表明:粘钢加固可以有效地提高柱的承载力、延性和变形能力,减缓刚度退化,改善钢筋混凝土柱的抗震性能;粘钢加固损伤钢筋混凝土柱的抗震性能与损伤程度、轴压比和加固钢板厚度等因素有关。     

标准火灾全过程作用后钢筋混凝土短柱力学性能试验研究

为了考察轴压比和受火时间对按ISO-834标准升、降温曲线作用后的钢筋混凝土力学性能的影响规律,进行了7个截面为300mm×300mm、高度为900mm的钢筋混凝土短柱火灾全过程作用后轴压力学性能试验.试验结果表明:随着升温时间延长,剩余承载力、刚度、延性呈减小趋势;随着轴压比增大,剩余承载力、刚度、延性基本呈增大趋势,只有试件SI01剩余承载力较大,与其他试件高温后随轴压比增大剩余承载力变化趋势不一致.本文研究成果可供钢筋混凝土短柱高温(抗火)设计和火灾后修复加固时参考.     

混凝土短柱力学性能试验研究

为了考察轴压比和受火时间对按ISO 834标准升、降温曲线作用后的钢筋混凝土力学性能的影响规律,进行了7个截面为300 mm×300 mm、高度为900 mm的钢筋混凝土短柱火灾全过程作用后轴压力学性能试验.试验结果表明：随着升温时间延长,剩余承载力、刚度、延性呈减小趋势;随着轴压比增大,剩余承载力、刚度、延性基本呈增大趋势,只有试件SI01剩余承载力较大,与其他试件高温后随轴压比增大剩余承载力变化趋势不一致.本文研究成果可供钢筋混凝土短柱高温（抗火）设计和火灾后修复加固时参考.     

FRP加固钢筋混凝土柱经历模拟地震作用后的长期性能试验与分析

FRP加固钢筋混凝土柱在经历地震荷载作用后的残余性能,对于已建桥梁的加固具有重要意义,而这方面的研究基本上处于空白.此试验制作了8根大比例的钢筋混凝土桥柱模型,采用GFRP和CFRP两种材料对试验柱进行了加固,在轴压比为0.2的恒定轴压力下进行拟静力试验,外包FRP加固层的材料类型和水平延性率是试验的主要参数.5根试验柱在经历有限的地震作用后进行长期轴压试验.受损伤试验柱的长期荷载试验表明:FRP加固柱的徐变变形远小于对比柱的徐变变形;带损伤的加固柱在长期荷载作用下的变形发展与加固柱的损伤程度和FRP的弹性模量密切相关;变形量与损伤程度和加固材料的弹性模量有关,并与持荷大小有关.在试验条件下,带损伤的加固柱长期轴向变形呈稳定态势,并可以用修正现有混凝土徐变计算公式推算.     

新型体外预应力加固混凝土框架柱抗震性能研究

研究新型体外预应力加固约束下混凝土框架柱的各项抗震性能。在ABAQUS有限元软件分析平台上，以轴压比、竖向预应力、钢带预应力3个参数为变量设计10个试件，开展框架柱在水平低周反复荷载下的抗震性数值模拟。与未加固前相比，加固后钢筋混凝土框架柱滞回曲线更加饱满，其中试件混凝土最大应力普遍上升，最高值是加固前的2.0倍；屈服荷载、极限荷载和最大荷载提升显著，提升幅度均大于60%;最大耗能指标增加了1.5倍，延性指标最高提升60%,刚度退化指标平均提高了60%。研究结果充分证明，新型体外预应力加固方法可以有效增强框架柱承载力和抗震性能。     

配箍率对火灾后钢筋混凝土短柱力学性能影响试验

为研究体积配箍率对火灾后钢筋混凝土短柱力学性能的影响,进行了3个常温和9个经历ISO834 1h标准火灾升降温全过程作用后的钢筋混凝土短柱轴压力学性能试验研究了体积配箍率对钢筋混凝土短柱升降温过程中的变形性能及火灾后极限承载力、轴压刚度、延性等力学性能的影响研究表明,随着体积配箍率的增大,火灾后构件的极限承载力、轴压刚度和延性均有不同程度的增大,而变形性能无明显变化     

外包钢加固钢筋混凝土柱非线性分析

利用有限元分析软件ABAQUS,对不同卸载量下外包钢加固后的钢筋混凝土柱进行非线性分析,研究了加固后混凝土柱的破坏特征、受力性能和破坏机理,得到了混凝土、钢筋及外包角钢相应的荷载位移曲线和应力云图。结果表明:加固时柱子卸载50%左右时,承载力提高幅度最大,加固后其受力性能更好。研究可为实际工程的加固设计提供可靠的参考依据。     

石砌体材料力学性能研究——以湘粤古驿道石拱桥为例

【目的】以湘粤古驿道石拱桥——万岁桥为背景,进行相关室内试验、数据拟合分析研究,为明确石砌体材料的力学性能,尤其是压剪力学性能,以及老旧石拱桥承载力的准确评估提供参考和依据。【方法】参考实桥选择当地普通石灰岩石,制作原石、砌缝砂浆、石砌体等三类试件,进行轴心抗压、压剪试验研究。通过数据比对、归纳总结、拟合分析等方式研究砌缝厚度、侧压力等参数对石砌体材料力学性能的影响规律。【结果】原石抗压性能存在一定的离散性,可能是所用的石材内部存在缝隙、节理等;砌缝厚度、侧压力对石砌体试件的抗压性能、抗剪强度有较大影响,砌缝厚度越小抗压强度越高,侧压力越大抗剪承载力越高。【结论】侧压力是影响石砌体抗剪强度的重要因素,两者呈正相关,且符合摩尔库-伦理论特征,其数学关系可以通过数据拟合的方式进行确定。     

钢骨-钢管混凝土压弯构件受力性能分析

【目的】为了研究内置钢骨对钢管混凝土（CFST）压弯构件受力性能的影响。【方法】采用ABAQUS有限元软件建立了内置不同截面钢骨的CFST压弯构件有限元模型，通过已有试验对模型的合理性进行了验证。在此基础上分析了3种不同截面压弯构件的工作机理，包括构件的侧向承载力、轴力和弯矩分布发展，以及应力和破坏形态。【结果】结果表明：在CFST中配置钢骨可以显著提高压弯构件的侧向承载力，圆钢管对承载力的提高作用较十字形钢骨更显著。【结论】内置钢骨对组合构件各部件的轴力和弯矩的发展和分布影响显著。侧向加载过程中钢管和钢骨卸载的轴力被混凝土承担，钢管的轴力卸载程度较钢骨更严重。     

钢筋混凝土梁正截面加固设计研究

【目的】针对某既有钢筋混凝土框架结构厂房由于变更生产线，楼面恒、活荷载增加，原有钢筋混凝土梁正截面受弯承载力不满足要求而进行梁的加固设计研究。【方法】采用PKPM计算模拟法、对比分析法对各种加固方案进行分析，采用价值工程模型优选加固方案。【结果】经综合分析，梁正截面加固最终采用部分粘贴碳纤维布、部分增大截面的混合加固方案。【结论】采用混合加固方案可以根据工程具体情况在考虑安全性的前提下兼顾经济性及工期，并且加固计算中应适当考虑梁中受压钢筋的作用，按双筋梁对PKPM的计算结果进行调整，优化加固设计。     

RPC与钢筋混凝土盖板抗弯承载能力对比试验研究

【目的】研究RPC盖板在实际工程中的推广价值，进行RPC130与传统钢筋混凝土盖板的对比试验。【方法】试验采用液压千斤顶进行盖板的逐级加载，根据荷载—应变曲线，辅之以荷载—挠度曲线和肉眼观察判断盖板开裂情况，对比分析RPC130与普通钢筋混凝土盖板的开裂荷载和破坏荷载，判断其安全状况。【结果】由于适量钢纤维的存在，RPC盖板的破坏过程与普通钢筋混凝土盖板相似，呈现适筋梁破坏特征；RPC130盖板开裂应变明显大于钢筋混凝土盖板，具有更好的韧性和延性；相对于设计荷载1.5 kN,RPC130盖板和钢筋混凝土盖板开裂荷载和破坏荷载的平均安全系数均大于2，承载能力均能满足规范要求，但RPC盖板重量不到普通钢筋混凝土盖板的1/3，采用RPC盖板可大幅降低安装劳动强度，具有很好的推广价值。【结论】通过增加RPC盖板中钢纤维的含量，可提高RPC盖板的抗弯极限承载力；RPC130盖板开裂应变平均值明显大于钢筋混凝土盖板，说明相比于普通混凝土，RPC材料具有更好的韧性和延性；RPC盖板的重量约为26 kg，不到普通钢筋混凝土盖板重量的1/3，在满足承载力要求的情况下，采用RPC盖板可大幅降低安装劳动强度...     

带肋方钢管混凝土轴压短柱承载力有限元分析研究

为解决钢管混凝土的脱空现象,提高钢管混凝土短柱的承载能力,设计了两种不同截面形式（单肋、双肋）的带肋钢管混凝土短柱.借助于有限元程序模拟了钢板厚度为4 mm、6 mm、8 mm的3组试件的轴压过程,通过比对结果数据发现：带肋钢管混凝土的承载能力比无肋钢管混凝土短柱在承载能力方面有明显提高;同种壁厚条件下单肋截面在极限承载力提高程度最佳;壁厚在6 mm时单肋截面承载力提高最大.     

高性能夹芯外挂墙板的有限元模拟研究

【目的】为了研究一种多功能实心区域的预制高性能混凝土夹芯外挂墙板的抗弯性能。【方法】利用有限元模拟软件ABAQUS建立试件的有限元模型，并讨论混凝土强度、内外叶板厚度、钢筋间距、钢筋强度对抗弯性能的影响。【结果】结果表明：该新型墙板具有良好的刚性和延性，模拟过程中最大应力部分出现在荷载加载点的纯弯段区域；在总厚度不变的情况下，混凝土强度、内外叶板厚度能明显提高其承载能力；钢筋间距、钢筋强度对承载力基本没有影响。【结论】综上所述，该类型墙板抗弯性能良好，能满足安全使用要求，在实际工程中可以通过提升混凝土强度、内外叶板厚度来获得更加优异的抗弯性能。     

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土小型空心砌块砌体抗压强度试验研究

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固法是一种新型的加固方法,为了解HPFL加固混凝土小型空心砌块砌体的受力机理、破坏形态及抗压承载力提高幅度,制作了2组对比试件和4组加固试件进行轴压试验.试验结果表明,HPFL与原砌块砌体能较好地协同工作,加固后试件极限承载力和极限压应变提高,有效地改善了砌块砌体的脆性性质.通过试验数据拟合了混凝土小型空心砌块受压应力应变曲线,并提出HPFL加固混凝土小型空心砌块砌体抗压承载力计算方法,为加固设计提供参考.     

大尺寸RPC管-混凝土组合短柱轴压性能研究

将活性粉末混凝土(RPC)制成配有高强螺旋箍筋的预制管,在其内部现浇混凝土,形成新型组合结构——RPC管-混凝土组合柱(CFRT).对5组大尺寸CFRT、1组箍筋约束混凝土柱和1组RPC空管进行了轴压试验,研究RPC管与内部混凝土之间的组合效应,以及配箍率对CFRT轴压性能的影响.结果表明:在受力过程中,外围RPC管能维持其完整性,没有出现明显剥落;CFRT柱的承载力稍高于对应的箍筋约束混凝土柱和RPC空管两者单独的承载力之和;RPC管中配箍率越高,组合柱的抗压性能越好.计算表明,经典的箍筋约束混凝土强度模型低估了CFRT的轴向承载力.基于RPC管损伤和箍筋约束效应,考虑非有效约束区的RPC管对组合柱承载力的贡献,在Mander模型的基础上提出了CFRT承载力模型,该模型的计算结果与试验值基本吻合.     

栓钉推出试验及有限元仿真研究

【目的】钢-混组合梁借助栓钉实现相互连接，栓钉能抵抗钢梁与混凝土之间的纵向分离，也可传递纵向剪力，是研究两者组合在一起的重点。【方法】本研究使用ABAQUS有限元分析软件对栓钉进行仿真研究，在已有的单层栓钉推出试验的基础上，有限元仿真结果与试验结果吻合较好。在有限元较精确的情况下进行参数化数值分析，研究混凝土强度、栓钉极限抗拉强度对栓钉抗剪承载力的影响。【结果】由计算结果可知，栓钉抗剪承载力随混凝土强度及栓钉极限抗拉强度的增大而提高，并对试验结果与有限元结果进行分析。【结论】在提高混凝土强度时，超过C50混凝土强度对栓钉抗剪承载力提高较小，要考虑其经济性。在提高栓钉极限抗拉强度时，为了满足混凝土与连接件共同工作的情况，要与相应混凝土强度等级相适应，避免一方先行被破坏。     

不同连接方式下预制钢筋混凝土短柱抗震性能试验研究

进行了2个预制混凝土短柱和2个现浇混凝土短柱在低周反复水平荷载作用下的抗震性能试验,研究钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接的预制混凝土短柱的抗震性能,同时研究柱与地基梁的不同连接形式对钢筋混凝土短柱抗震性能的影响.试验结果表明:(1)在相同的条件下,预制短柱具有与整体现浇短柱相当的极限承载力,且抗震性能略有提高,说明本文采用的钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接方式可靠.(2)在相同的条件下,基础顶面柱的纵向钢筋和混凝土无粘结的情况与有粘结的相比,短柱极限承载力下降约10%,但具有更好的延性,说明此种处理方式适用于对延性要求较高的情况.     

新型夹芯保温板在逐时温度作用下的研究

【目的】混凝土夹心板外叶往往较薄，逐时气温变化和太阳辐射对混凝土夹心板的温度作用十分明显，而荷载规范并没有考虑这两者的影响，本研究将考虑这两个因素，并研究讨论不同保温层厚度和内外叶层厚度对夹芯板挠度的影响，为后续的试验研究提供参考。【方法】在现有的理论研究基础上，基于有限元软件模拟出逐时温度作用下一种新型夹芯板的内外叶逐时温差和温差引起的位移。【结果】夹芯板在逐时温度作用下，内外叶层的温差、位移以正弦曲线的形式保持稳定状态。【结论】夹芯板内外叶温差的极值与夹芯板挠度的极值在相同时间取值、内外叶温差曲线走势与夹芯板挠度的变化趋势、逐时温度荷载的变化趋势一致性较高。