高强约束混凝土框架柱基于位移的抗震设计

根据收集的108根高强混凝土框架柱在固定轴向荷载和水平反复荷载作用下的试验结果，首先讨论了试验柱的屈服位移角、最大位移角、极限位移角和延性与剪跨比、轴压比、配箍特征值、保护层面积和核心混凝土面积比值及纵筋配筋率之间的关系；然后分析回归出试验柱的极限位移角与轴压比、配箍特征值及保护层面积和核心混凝土面积比值之间的关系式；接着建立了配箍特征值与轴压比和极限位移角之间的关系，并提出了配箍特征值的实用计算公式；最后，通过比较分析，给出了高强混凝土框架柱箍筋加密区的最小配箍特征值，并与现行规范（GB50010-2002）规定的框架柱箍筋加密区最小配箍特征值进行了分析比较．     

钢骨超高强混凝土短柱抗震性能试验研究

对12根钢骨超高强混凝土短柱(λ≤2.0)在低周反复荷载下抗震性能进行了试验.发现其压缩强度为92.9～108.1 MPa,柱主要破坏形态为剪切破坏.并且分析了剪跨比、轴压比及配箍率对延性的影响,最后根据试验结果,提出了满足一定延性要求(μΔ≥3.0)钢骨超高强混凝土短柱的轴压比限值和箍筋加密区的最小体积配箍率的建议值.该值要比现行规程的相关规定更为严格.同时进一步提出了箍筋加密区的最小配箍特征值,可为规程的修订及工程应用提供参考.     

钢筋混凝土异形柱的轴压比限值与配箍构造

为了从配箍特征值的角度来研究钢筋混凝土异形柱的轴压比限值及其配箍构造，采用非线性分析的方法，对12960根异形柱截面的延性进行了电算分析，得到了与配箍特征值相关的异形柱的轴压比限值，然后分别从纵筋压曲和约束混凝土2个方面来分析箍筋配置对异形柱延性的影响，得到了异形柱的配箍构造要求．     

端部箍筋配置对RC柱变形机理影响的研究

为了研究调整箍筋的配箍方式对控制和预测RC柱构件的变形机理,在主筋相同但箍筋的配置方式及配箍率不同的6个试件的弯剪试验中,分析不同端部箍筋配置条件下试验柱的荷载—变形关系、R=1/50范围内各构件的性能、探讨承载能力极限状态的变形,端部箍筋配置条件对反复荷载下试验柱的极限承载能力和稳定性具有明显的影响;对同一变形角、不同配箍方式的试件,在反复荷载作用下,强度降低的差别较大;构件的变形量主要集中在箍筋加密区的两端,其次集中在回转角较大的位置;对柱端部箍筋进行加密,可以控制裂缝的发展以及剪切变形,而且从监测点的位移矢量分布情况可以得知,所有检测点的位移矢量均由加密区指向未加密区的趋势。     

柱端不同箍筋强化配置RC柱抗震性能试验

为研究柱端箍筋不同强化加密方式对钢筋混凝土柱抗震性能的影响,基于柱端体积配箍率的调整,结合规范配箍要求,制作5根钢筋混凝土柱试件,按多循环变幅加载方式进行位移控制低周反复加载试验。结果表明:加载至构件层间位移角低于1/50时,分别于钢筋混凝土柱,柱端端部、柱端腹部、柱端端部和腹部,甚至柱端全高范围内进行箍筋的强化加密,对柱的抗震性能影响不大。加载至构件层间位移角等于,甚至超过1/50时,沿柱端全高强化箍筋加密,对柱抗震效果提升明显;在柱端端部和腹部同时强化箍筋加密,也能获得较好的抗震效果;在柱端端部强化箍筋加密,效果不明显;在柱端腹部进行箍筋强化配置,并不能改善柱的抗震性能。     

再生混凝土长柱的抗震性能试验研究

为研究再生混凝土框架柱的抗震性能,对剪跨比为4、截面尺寸为450 mm×450 mm的6根再生混凝土柱和1根普通混凝土柱进行低周反复荷载试验.试验参数主要为纵筋率、轴压比、箍筋加密区的体积配箍率,其中配箍率的取值与国家规范的要求接近.结果表明,低轴压、低配箍的再生混凝土柱可实现良好的延性和变形性能,能满足抗震设计的要求;较高轴压、低配箍的再生混凝土柱最终发生剪切压溃,呈现出显著的脆性性质;较高轴压的再生混凝土柱在提高配箍后,延性与耗能性能得以改善.建议轴压比不宜过大,并适当提高配箍要求.此外,分析表明再生混凝土柱极限受弯承载力的计算可采用与普通混凝土柱类似的方法,通过考虑钢筋强化、合理选取再生混凝土的本构模型进行准确计算.     

高强混凝土柱抗震性能的足尺试验研究及理论分析

利用一套简单可靠的加载装置 ,对 6根 5 1 0mm× 5 1 0mm的高强混凝土柱足尺试件进行了固定轴力下的水平往复加载试验 .试验参数为塑性铰区的箍筋间隔、强度及轴压比等 .将试验结果与理论计算结果进行了对比 .研究表明高强混凝土柱的抗震延性受轴压比及配箍率影响较大 ,而现行的美国混凝土设计规范ACI3 1 8— 99抗震规范的箍筋设计公式对轴压比的影响考虑不足 .本文根据试验提出了一个以柱端相对位移或延性为性能指标的配箍设计公式     

焊接环式箍筋约束高强砼柱裂缝开裂

对6个轻型节能钢-混凝土组合结构柱的低周期反复加载试验研究,分析各构件的延性、耗能性能、承载力,以及开裂过程和裂缝发展规律.结果表明,在轴压比相同时,高强混凝土柱的延性随着含箍特征值的增大而增大;而在含箍率相同时,其延性随轴压比的提高而明显下降,轴压比对延性的影响比箍筋因素要显著.柱的延性随着轴压比的增加而减小.使用高强度焊接环式箍筋,能有效改善高强混凝土柱的延性,特别是在较高轴压比下,箍筋的作用更加明显.     

内配螺旋箍筋方钢管高强混凝土柱的轴压试验

为研究内配螺旋箍筋方钢管高强混凝土柱的轴压性能,对内填混凝土强度为112 MPa的3个内配螺旋箍筋方钢管混凝土(SCCFST)试件和1个方钢管混凝土(CFST)试件进行单调轴压加载,试验参数为螺旋箍筋的体积配箍率和屈服强度.结果表明:相较于CFST试件,SCCFST试件的轴压承载力基本没有提高,但峰值后性能有明显改善;每一次螺旋筋的断裂会导致SCCFST试件承载力显著下降;SCCFST柱承载力实测值与CFST柱承载力计算值的吻合程度较好.     

柱端不同箍筋配置形式下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究柱端不同箍筋配置形式对钢筋混凝土柱抗震性能的影响,采用柱剪力、柱端主筋变形及柱端箍筋变形作为评价指标,对3根截面尺寸与主筋配置相同、端部箍筋配置形式不同的钢筋混凝土柱进行反复荷载作用下的地震模拟试验。结果表明,对柱端端部箍筋加密,可以提高钢筋混凝土柱的抗剪性能;而对柱端腹部箍筋加密对钢筋混凝土柱的抗剪性能没有影响。钢筋混凝土柱端端部或柱端腹部箍筋加密后,对柱端主筋变形及柱端箍筋变形的影响主要与转角相关,转角较小时影响很小,反之影响较大。该试验可为对抗震性能有要求的钢筋混凝土柱箍筋配置形式的合理确定提供科学参考。     

荷载作用下柱延性影响因素分析

结构构件延性的好坏决定了其抗震能力的强弱。通过改变轴压比、配箍量、配筋量,采用数值模拟方法对柱的延性变化进行分析。结果表明,轴压比越大,延性越差;配箍量变化,对延性产生相应的影响;配筋量变大,延性变大,但不显著。     

密置焊接高强复合箍筋约束高强混凝土柱的试验

在低周反复荷载作用下,对9根焊接环式箍筋约束高强混凝土柱以及1根绑扎环式箍筋约束高强混凝土柱进行试验.通过对比研究试件的破坏过程以及实验的结果,分析了配箍率、轴压比对混凝土柱约束的影响.各个构件的滞回曲线和骨架曲线表明:在高轴压比下的复合焊接环式箍筋均有较好、较饱满的滞回曲线,体现了其具有良好的延性和抗震性能;在同等条件下焊接环式箍筋对混凝土的约束作用要比绑扎的好;在一定配筋范围内,随着钢筋配筋率的增加,混凝土柱承受低周反复承载的能力、屈服强度有所提高,滞回曲线饱满,包络面积增大,延性提高.     

ECC外壳约束海水海砂再生骨料混凝土柱受压性能

针对海水海砂再生骨料混凝土(SSRAC)在柱构件中的应用问题,本研究采用组合设计的方法,提出工程水泥基复合材料(ECC)外壳约束SSRAC柱的形式,对其施行轴心/偏心受压试验.结果显示,ECC外壳可对SSRAC形成良好的约束作用,构件破坏时表现为受压区及受拉区的裂缝宽度增大,材料未压溃.轴心受压时,ECC外壳约束SSRAC柱的峰值荷载相比整浇SSRAC试件提高15%,但其轴向刚度降低;偏心受压时,ECC外壳约束SSRAC柱的变形能力得到提高,在大偏心条件下,极限位移与峰值位移比值较SSRAC柱提高了111%.最后,考虑箍筋、 ECC外壳约束提升作用及其与荷载偏心率的关系,分别提出在轴心/偏心受压作用下柱构件承载能力的计算公式.     

钢筋混凝土框架柱延性分析

分析了影响钢筋混凝土框架柱延性的主要因素,指出框架柱延性主要与轴压比和箍筋对混凝土的约束程度有关,并结合《建筑抗震设计规范》（GB50010-2010）介绍了保证框架柱延性的主要抗震构造措施：轴压比限值、最小配箍特征值及纵向钢筋最小配筋率.     

地铁车站站台柱抗爆性能及其优化设计

地铁车站的整体抗爆安全性能与其站台柱抗爆能力的大小密切相关.为此,从截面选择、轴压比的确定、箍筋形式及配筋率等方面对站台柱的抗爆性能进行了系统研究,并提出优化设计方法.研究结果表明:在对地铁车站站台柱进行抗爆设计时,截面形状宜采用圆形;增大箍筋直径或提高纵筋配筋率都不能显著提高钢筋混凝土柱抗爆性能,减小箍筋间距对提高柱子的抗爆能力具有明显的效果;针对圆柱提出改善其抗爆性能的箍筋配置方法;提出了站台柱合理安全防护距离的概念,并针对典型地铁车站给出建议值.     

高强箍筋约束混凝土桥墩的抗震耗能分析

利用有限元软件ABAQUS对8根分别配置PC钢棒或HRB500级钢筋作箍筋的高强混凝土桥墩进行了低周反复水平荷载下的抗震性能仿真分析,研究其滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、累积滞回耗能、能量延性系数等的变化规律.进一步探讨轴压比、配箍种类、箍筋间距、混凝土强度等对桥墩抗震性能的影响,结果表明:模拟结果与文献试验结果吻合良好,验证了有限元模拟的正确性;PC钢棒或HRB500级钢筋作高强箍筋约束高强混凝土在低周反复水平荷载作用下的滞回曲线均较饱满,滞回环包络面积大,延性和耗能能力好,且相比之下PC钢棒的抗震性能更为优越.     

RPC预制管混凝土组合柱组合效应试验研究

配有高强螺旋箍筋的活性粉末混凝土(RPC)预制管内浇筑混凝土,形成一种新型组合结构——RPC预制管混凝土组合柱(CFRT).对9个不同箍筋间距的CFRT,3个箍筋约束混凝土柱和3个RPC空管开展轴向抗压试验,研究RPC管与内部混凝土之间的组合效应,以及箍筋间距对CFRT轴压性能的影响.结果表明:在荷载峰值下,组合柱中的RPC管没有出现明显的剥落现象,构件截面较为完整;CFRT柱的承载力显著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,在承载力上实现了超叠加;CFRT中配置的箍筋间距越小,组合柱的抗压性能越好;基于Mander模型和相应的简化,对CFRT的组合效应进行了分析,RPC管对组合柱的轴向承载力贡献在0.22~0.26之间,且随箍筋间距的增大而有提高的趋势,并提出了CFRT轴向承载力计算方法.     

钢筋混凝土框架柱的三维有限元模拟分析

通过ANSYS软件模拟了单调荷载作用下钢筋混凝土试验框架柱的荷载—位移曲线,并与相应的试验结果进行比较分析.在有限元模拟试验框架柱的基础上,用ANSYS软件模拟了未做过试验的不同轴压比下的框架柱荷载—位移曲线.最后,根据ANSYS模拟的普通混凝土和高强混凝土框架柱的单调荷载—位移曲线,分析和讨论了箍筋形式、混凝土强度及截面形式等因素对轴压比限值的影响,从而确定出各种情况下的轴压比限值.     

箍筋不同配置钢筋混凝土柱的力学性能分析

为进一步明确柱箍筋配置对钢筋混凝土(RC)柱的力学性能影响,以柱箍筋不同配置形式为主要研究参量,浇注4根RC柱试件。对各试件进行反复加载试验,研究各试件的滞回曲线、剪切变形、轴向变形、刚度退化及能量耗散系数等。结果表明：对柱箍筋进行加密,有增大试件的最大承载力和控制试件破坏之前的剪切变形和轴向变形的作用;随着箍筋加密区的增大,试件的延性和耗能性能提升。而柱箍筋加密对试件的屈服荷载、初始刚度、第二刚度及刚度退化等没有明显的影响。