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.     

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。     

方钢管 工字型钢骨混凝土偏压柱受力性能数值分析

针对方钢管-工字型钢骨混凝土偏压柱的受力性能,利用有限元软件ANSYS,进行了非线性数值模拟,分析结果与试验数据吻合较好,证明所建立的三维有限元模型是有效的.利用该模型,分析了方钢管-工字型钢骨混凝土偏压柱的破坏形态及长细比、偏心距、方钢管壁厚、配骨指标等因素对构件受力性能的影响,为工程设计提供参考依据.     

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.     

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。     

薄壁方形钢管/竹胶板组合空芯短柱抗压测试

对带约束拉杆和不带约束拉杆2组各5个薄壁方形钢/竹胶板组合空芯短柱(SBCC)进行轴心抗压试验,考察SBCC受压破坏形态,重点分析横向约束拉杆对试件破坏特征荷载的影响.结果表明:不带约束拉杆试件以竹胶合板基体之间的开胶破坏为主,而带约束拉杆试件主要为柱端材料压折破坏.相对于不带约束拉杆试件,带约束拉杆试件的开裂破坏荷载提高约19.4%,平均极限承载荷载(平均极限压应力)提高约17.2%,轴向压缩变形和压应变均有提高.拉杆约束可抑制SBCC短柱的开胶失效,改变其极限破坏形式而提高其抗压能力.     

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.     

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...     

混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性，基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析，从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明：在极限承载力方面，未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全；基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好，而套箍系数较小时结果偏保守；考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型，计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明，按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低，而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好，另外两种本构的计算值偏于不安全.此外，三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值，表现为模拟的荷载 位移下降段比试验曲线平缓.     

三种混凝土本构模型在圆钢管再生混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明:在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载-位移下降段比试验曲线平缓.     

高层建筑框架梁柱节点的强度验算和施工处理

在高层建筑混凝土结构设计和施工中,为了满足柱轴压比的要求,同时又要控制柱截面不过大,柱子采用较高强度等级的混凝土是一种必然.而对于以受弯为主的楼层梁板,过高的混凝土强度等级却是不需要且不适宜的,前者指对其抗弯承载力的贡献不明显,后者则指对构件承受非荷载应力(混凝土收缩应力、温度应力等)不利.     

“一”字形短肢剪力墙加暗撑时的仿真分析

选用ABAQUS有限元分析软件,对4个普通短肢剪力墙和7个加暗支撑的短肢剪力墙模型进行了低周反复荷载作用下的受力性能研究,并在此基础上分析了混凝土等级与暗支撑箍筋直径对带暗支撑短肢剪力墙受力性能的影响.结果表明:加暗支撑可以明显提高短肢剪力墙的受力性能,SBW-500的屈服荷载、极限荷载比SW-500的分别提高了111%、119%,SBW-650的屈服荷载、极限荷载比SW-650的分别提高了37%、41%.对于带暗支撑的短肢剪力墙,随着混凝土等级的提高,试件的受力性能和延性性能均提高,但选用C30混凝土时综合性能较好;随着暗支撑箍筋直径的增大,试件受力性能也增大,但影响不大.     

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。     

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。     

可拆卸钢-混凝土组合梁抗剪性能有限元分析

【目的】为了研究可拆卸钢-混凝土组合梁中螺栓连接件的抗剪性能。【方法】采用ABAQUS软件建立了推出试件的有限元模型，分析了混凝土板强度、螺栓强度和螺栓预紧力大小对抗剪性能的影响。【结果】结果表明：推出试件的最终破坏模式为螺栓剪断，同时混凝土受压破坏；试件的抗剪过程包括摩擦抗剪、螺杆承压抗剪和塑性三个阶段；混凝土板的强度对试件的抗剪性能影响较小；提升螺栓的强度可以显著提升试件的极限抗剪承载力；试件的抗滑移荷载随螺栓预紧力的增加而增大。【结论】综上所述，在实际工程中可以通过提升螺栓的强度和预紧力大小来获得更加优异的抗剪性能。     

高层建筑框架梁柱节点的强度验算和施工处理

在高层建筑混凝土结构设计和施工中，为了满足桩轴压比的要求，同时又要控制柱截面不过大，柱子采用较高强度等级的混凝土是一种必然。而对于以受弯为主的楼层梁板，过高的混凝土强度等级却是不需要且不适宜的，前者指对其抗弯承载力的贡献不明显，后者则指对构件承受非荷载应力（混凝土收缩应力，温度应力等）不利。     

双向密肋楼盖的三维有限元数值模拟

利用有限元程序ANSYS,对双向密肋楼盖的受力性能进行非线性有限元数值模拟,数值模拟与试验结果吻合较好,验证了有限元模拟的可行性和正确性;分析了楼盖在集中荷载作用下,密肋板和实心板受力性能的相似性,板区格数对密肋楼盖极限承载力的影响,以及与普通梁受力性能的异同.     

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.     

钢筋混凝土门式框架结构抗火性能试验研究

对9个钢筋混凝土门式框架结构按ISO834标准升温曲线进行火灾试验和火灾后与常温下框架结构对比静载试验,初步探讨了火烧前荷载和温度对火烧后门式框架结构力学性能的影响,以及框架结构的剩余强度与温度的关系.试验表明:火烧温度比火烧荷载对试件的影响更大,受较大火烧荷载的试件,在经受较高温度后,承载力与变形等力学性能发生了较大的改变.当火烧温度为600℃时门式框架结构极限承载力下降36.9%,800℃时门式框架结构极限承载力下降48%,1 000℃时门式框架结构极限承载力下降达57.3%,基本丧失承载能力.     

方钢管混凝土柱十字型节点力学性能试验研究

结合现行钢管混凝土柱在实际工程应用状况,提出了用于方钢管混凝土结构柱钢筋混凝土梁框架结构的新型连接节点形式,采用了X型加载试验方案,制做了1∶3十字型的试验模型,进行了低周反复荷载作用下的试验研究,得到了相关的钢筋和钢牛腿应力应变发展规律和相应的滞回曲线,对试验结果进行了节点破坏的机理分析,提出了进一步的改进措施,使其具有可靠的受力性能,与常规的连接方式相比是一种相对简捷而可靠的连接方式.