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.     

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     

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。     

UHPC加固钢筋混凝土柱轴压模拟研究

【目的】为研究超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC)对钢筋混凝土柱的轴压性能的影响。【方法】选取1个普通混凝土柱和3个UHPC加固的钢筋混凝土柱进行竖向轴压模拟试验，研究不同加固材料、加固层厚度对钢筋混凝土柱轴心受压性能的影响情况。【结果】研究结果表明：UHPC加固的钢筋混凝土柱和普通钢筋混凝土柱的荷载—位移曲线趋势基本一致，但UHPC加固的钢筋混凝土柱轴压承载力提升更为明显，并且随着加固层厚度的增加，承载不断提高。本研究分别选取20 mm、30 mm、40 mm厚度的UHPC加固层钢筋混凝土柱与普通钢筋混凝土柱进行承载力比较，加固后的钢筋混凝土柱承载力分别提高了154.6%、192.9%、264.1%。【结论】对试验结果进行分析，为进行承载力试验提供了数据支持，也为工程实际提供理论依据。     

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.     

高性能复合砂浆钢筋网加固空斗墙的试验研究

采用两种不同的加固方式,对六片空斗墙进行了试验研究,介绍了试验中对构件的加载控制过程,分析了用HPFL加固后空斗墙在水平低周反复荷载作用下的水平承载能力和延性,比较了不同的加固方案对空斗墙的抗剪承载力、抗震性能、延性等各方面的影响程度.试验证明,采用HPFL加固能显著提高空斗墙的抗震性能.     

水平与竖向近场强震作用下混凝土框架结构的抗剪性能

探讨水平与竖向耦合近场强震作用对钢筋混凝土框架结构梁、柱相对抗剪性能的影响,分析双向加速度峰值比、构件剪跨比、结构竖向自振周期及框架柱初始轴压比与框架梁、柱的抗剪性能之间的关系.结果表明:峰值比及竖向自振周期的增加对梁、柱抗剪性能有明显的削弱作用;梁、柱抗剪性能系数随着剪跨比及初始轴压比的增加呈先增大后减小的变化趋势;在水平与竖向近场地震作用下,对常规的抗震设计工况,出现了混凝土框架柱先于框架梁的剪切失效破坏模式.     

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。     

植筋混凝土压弯构件的恢复力特性

植筋技术是一种新的钢筋锚固技术，在解决新老混凝土连接、钢筋漏埋、错埋等钢筋生根问题中发挥着重要作用。被广泛应用于结构加固改造中，为研究植筋构件的延性和抗震性能，设计制作了两组六个钢筋混凝土压弯构件。一组为整体浇注的构件，一组为植筋构件，通过试验。对比分析了两组构件在反复周期荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线、极限承载能力、极限变形能力与延性。并进行了理论分析，对比分析表明，在植筋锚固长度大于20D的情况下，植筋压弯构件的极限承载能力、极限变形能力和延性等主要力学指标都与整浇构件相当，植筋构件的抗震性能是可靠的。     

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.     

采用铁皮网加固片石砌体的抗震性能有限元分析

石砌体结构是由石块和砂浆2种性质截然不同的材料砌筑而成的,由于二者之间粘结力的薄弱,严重影响了石砌体结构的抗震性能.为此建立了3种模型,分别为普通石砌体墙,铁皮方格网加固石砌体墙和铁皮斜格网加固石砌体墙.通过有限元软件ANSYS对3种模型进行伪静力模拟分析,分别得出各自的滞回曲线、骨架曲线等抗震性能指标.通过对比可知,普通石砌体墙的抗震性能比较差,铁皮网加固后的石砌体墙的耗能能力、延性、整体性等抗震指标都有一定程度的提高,铁皮网加固石砌体是一种施工方便、经济可行的方法.     

梁柱弱轴螺栓拼接节点性能分析

通过试算和参考前人所做的试验数据，提出了一种经济实用的拼接节点设计方法，用这种方法所设计的节点在满足承载力和抗震要求的条件下具有较好的延性．利用ANSYS软件对梁柱弱轴这种拼接节点进行了研究，详细分析了基本试件的受力性能和连接的破坏机理，同时考虑了梁、柱的翼缘、腹板的厚度，摩擦系数等多个因素对节点性能的影响，为设计、施工提供一定的参考．     

新型钢框架梁柱T型节点抗震性能试验研究

根据钢框架强柱弱梁的抗震设计原则，按照有效控制粱上塑性铰位置的思路，采用在粱腹板进行开孔削弱的节点形式，通过开孔位置与大小控制节点处的塑性铰形成位置，同时进行了反复荷载历程下的5组试件破坏试验，探讨了粱柱节点的滞回性能、节点破坏模式及其极限承载力，并进行对比分析．研究结果表明，采用腹板开孔的构造形式，可以大大缓解节点处的高三轴应力状态，使节点的破坏模式从脆性破坏转变为粱的局部屈曲破坏，降低了连接焊缝发生脆性破坏的可能性，很大程度地改善了节点延性性能。     

持有荷载作用下钢筋混凝土节点抗震性能研究

为研究持有荷载作用对钢筋混凝土节点抗震性能的影响,基于大型有限元软件ABAQUS建立了钢筋混凝土节点的抗震性能分析模型,并对其进行了数值分析。结果表明,持有荷载比、柱截面含钢率、柱箍筋加密区体积配箍率、混凝土强度等级、梁柱线刚度比对持有荷载作用下钢筋混凝土节点抗震性能影响显著,钢筋强度等级对持有荷载作用下钢筋混凝土节点抗震性能影响不大。     

近断层轴向速度地震效应对RC柱抗剪性能的影响分析

研究近断层轴向速度脉冲地震效应对钢筋混凝土(RC)柱抗剪性能的影响.以竖向和水平向恒定振动周期的单个RC柱为分析对象,采用台湾集集地震中3组断层距18条速度脉冲型地震动记录,通过非线性动力时程分析方法,研究断层距、竖向与水平加速度谱值比、柱初始轴压比和剪跨比对RC柱抗剪性能的影响规律.结果表明:轴向速度脉冲地震效应对RC柱的抗剪性能有很大影响;抗剪性能系数随反应谱比值增大而减小,中等初始轴压比与断层距,以及剪跨比与近断层距(0～10km)对柱抗剪性能有交互影响.     

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。     

拼接设计方法对树状柱节点抗震性能的影响

利用5种不同的拼接设计方法对树状柱弱轴螺栓拼接节点进行了设计,并对设计结果分别进行了单调和循环加栽有限元模拟．通过对比,发现这5种设计方法的极限承载力均相差不多．等强设计法试件受力过程中不出现滑移,破坏时最终位移最小．而S-F法试件出现滑移最早,破坏时最终位移最大,与最小的等强设计法试件相差13．6％,表现出较好的半刚性连接性能．5种设计方法试件均具有较好的抗震性能．滞回曲线饱满、稳定,在各次循环中强度、刚度没有明显退化,破坏时整体塑性转角等强设计法试件最小,而S-F法试件最大,二者相差25％．