跨高比l/h≤1.5钢筋钢纤维混凝土连梁受剪性能分析

小跨高比连梁在地震作用下易于发生剪切破坏,为了研究小跨高比钢筋钢纤维混凝土连梁的受剪性能,对低周水平反复荷载作用下的跨高比l/h≤1.5钢筋钢纤维混凝土连梁的试验结果进行了分析.运用拉压杆模型理论,分析了跨高比l/h≤1.5钢筋钢纤维混凝土连梁的受剪机理,提出了受剪承载力的计算模型和计算方法.研究结果表明:跨高比l/h≤1.5的钢筋钢纤维混凝土连梁主要通过对角混凝土主斜压杆机制与竖向拉压杆机制传递梁端剪力,其中竖向拉压杆机制由钢筋钢纤维拉杆与混凝土次斜压杆组成.基于拉压杆模型计算方法得到的受剪承载力计算值与试验值吻合较好,采用该计算方法能够较为准确的预测跨高比l/h≤1.5的钢筋钢纤维混凝土连梁的受剪承载力.     

拉—压杆模型RPC梁抗剪承载力试验研究

为了研究高强钢筋活性粉末混凝土无腹筋梁的抗剪承载力,进行不同剪跨比条件下HRB500级钢筋活性粉末混凝土无腹筋简支梁的结构试验,构建基于由桁架模型演化而来的拉—压杆模型高强钢筋活性粉末混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算公式,并引入拱体效应系数进行修正。研究结果表明:由于HRB500级钢筋和活性粉末混凝土的材料强度更高,试验梁的延性更好,其拉—压杆效应更加明显;将公式的计算值与试验值进行比对分析,其吻合程度较好,说明所推导的计算公式具有一定的实用性,可为同类研究提供参考。     

集中荷载作用下钢-玻璃纤维复合纵筋混凝土梁的受剪承载力

为研究钢-玻璃纤维复合筋(SGFCB)作为纵向受拉筋时混凝土梁的受剪性能,进行了集中荷载作用下SGFCB混凝土梁的受剪承载力试验.试验参数为纵筋种类、构件剪跨比和纵筋配筋率.分析总结了SGFCB混凝土梁受剪破坏形态、受剪承载力和斜裂缝宽度发展随上述试验参数的变化规律.试验结果表明:SGFCB试件梁的剪切破坏形态有斜压破坏、剪压破坏和非典型的剪压破坏3种,与钢筋混凝土梁的受剪破坏形态相似.剪跨比、配筋率和配箍率相同时,SGFCB混凝土梁受剪承载力和刚度均小于钢筋混凝土梁,斜裂缝最大宽度大于钢筋混凝土梁.在试验承载力结果基础上,拟合了SGFCB混凝土梁受剪承载力-剪跨比关系曲线.最后,提出了可用于设计的集中荷载作用下SGFCB混凝土梁受剪承载力计算公式,该公式具有较高的安全保证率.     

SIMP拓扑优化的拉压杆模型研究

采用SIMP应变能最小化的优化准则方法,对基于拓扑优化技术建立拉压杆模型的设计流程进行了深入研究.并对基于SIMP法拓扑优化建立拉压杆模型的影响因素进行了系统研究,总结出将最优拓扑转化为构件拉压杆模型的原则.为验证其最优性,对一简支开洞深梁建立了多种拉压杆模型,并与基于SIMP法的拓扑优化建立的拉压杆模型,通过承载能力和有效系数进行方案的比选.研究结果表明基于SIMP拓扑优化的拉压杆模型应变能和钢筋体积比最小,而承载能力较大.     

高强轻集料钢筋混凝土梁抗剪承载力计算

为研究高强轻集料钢筋混凝土梁的抗剪性能,对8根高强轻集料钢筋混凝土有腹筋梁进行了抗剪试验,分析了混凝土强度、剪跨比和配箍率对集中荷载作用下高强轻集料混凝土梁抗剪承载力的影响,确定了抗剪承载力计算中的各影响参数,对基于原有规程JGJ12-99的计算公式进行了优化,并指出了其适用范围.结果表明:该计算方法较全面地考虑了各参数的影响,能合理地反映高强轻集料钢筋混凝土梁的抗剪能力.     

基于改进简化拉-压杆模型的钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法

在简化拉-压杆模型（Simplified softened strut-and-tie model， SSSTM）基础上，考虑轴压比对混凝土斜压杆倾角的影响，修正斜压杆倾角计算公式，并基于剪滞模型，考虑裂缝面纤维数量及纤维取向特性，建立裂缝面单位面积纤维拉应力计算公式，从而提出适用于钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算的改进简化拉-压杆模型（Modified simplified softened strut-and-tie model， MSSSTM）.采用MSSSTM模型、SSSTM模型对36个钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力进行计算.结果表明：MSSSTM模型、SSSTM模型的试验值与计算值之比的平均值分别为1.01、1.05，变异系数分别为0.04、0.09；按照MSSSTM模型计算得到的钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力试验值与计算值吻合较好，离散性较小，且该模型亦能较合理地反映轴压比、混凝土强度等对节点受剪承载力的影响.     

基于改进拉-压杆模型的预应力混凝土深受弯构件受剪承载力预测

以集中荷载下有粘结预应力混凝土简支深受弯构件为对象,建立了显式考虑有效预压力Fpe的改进拉-压杆模型,依据Kupfer-Gerstle双向拉压应力关系考虑了混凝土软化效应并推导了受剪承载力公式.该式也可用于分析无粘结预应力及钢筋混凝土构件.3种主要破坏模式压杆劈裂破坏、压杆或结点区压溃和拉杆屈服在公式中得到了体现.通过对4根和已有文献中39根试验梁的分析,得到试验值与预测结果的平均比值为1.15,变异系数为0.120,表明该公式预测结果精确、连续且偏于安全.     

基于软化拉-压杆模型钢骨超高强混凝土框架节点抗剪承载力计算

钢骨超高强混凝土框架节点是一种新型组合结构.为计算钢骨超高强混凝土框架节点的抗剪承载力,基于钢筋混凝土框架节点软化拉-压杆模型,以钢骨和超高强混凝土为压杆,以钢骨、纵筋、箍筋为拉杆,建立了钢骨超高强混凝土框架节点软化拉-压杆模型,进行了框架节点抗剪承载力计算,并与试验值进行了比较,分析了轴压比和配箍率对计算值的影响.结果表明,抗剪承载力试验值与计算值的比在1.2左右,吻合较好,且计算值偏于安全;随着轴压比的增大,计算值增大;随着配箍率的增大,计算值亦增大.所提出的钢骨超高强混凝土框架节点软化拉-压杆模型很好地反映出轴压比和配箍率对抗剪承载力的影响.     

基于神经网络的活性粉末混凝土梁抗剪承载力预测

为了探讨将反向传播(BP)神经网络用于活性粉末混凝土(RPC)简支梁抗剪承载力预测上的有效性,利用14根高强钢筋RPC梁抗剪破坏试验结果,对影响RPC简支梁抗剪承载力的4个主要因素进行了分析,创建了RPC梁抗剪承载力BP神经网络预测模型,并验证了该模型的可靠性。利用该模型分析了不同参数对高强钢筋RPC梁抗剪承载力的影响效应。研究结果表明:当剪跨比大于3时,剪跨比对RPC梁的抗剪承载力影响趋向于平缓。随着纵筋率的提高,RPC梁的抗剪承载力提高,且剪跨比越小这种影响越明显。配箍率对大剪跨比RPC梁抗剪承载力的提高效率要高于小剪跨比RPC梁。     

无腹钢筋混凝土梁的抗剪承载力

结合GBJ10 89混凝土结构设计规范修订课题,对钢筋混凝土无腹钢筋梁的抗剪承载力进行研究。首先对无腹筋简支梁抗剪承载力的机理进行了详细的阐述,其次以协调压力场理论为基础,采用桁架拱模型,考虑了拉应变存在条件下混凝土抗压强度的软化、剪跨比以及纵向钢筋配筋率的影响,分别对集中荷载和均布荷载作用下的矩形截面无腹筋简支梁的抗剪承载力进行了理论推导。并把得到的相应计算公式与国内外相关的试验数据进行了比较。研究结果适用于深梁、短梁和浅梁的抗剪承载力计算,并与试验资料吻合且偏于安全。     

PE-ECC短梁抗剪性能研究

设计制作了一根高强混凝土短梁和两根PE-ECC短梁,完成了其抗剪性能试验,通过应用拉-压杆方法、有限元方法及规范方法对其进行了抗剪承载力计算.结果表明:三根短梁均发生了剪切破坏,但剪切破坏形态并不相同,高强混凝土短梁发生剪压破坏,PE-ECC短梁发生弯剪破坏;与高强混凝土短梁相比,PE-ECC短梁的初裂荷载和极限荷载均有较大幅度提高,显示了较好的剪切延性;拉-压杆方法及有限元方法计算的抗剪承载力数值与实测值吻合良好,而规范方法计算值偏小,过于保守.     

基于拉压杆模型的ECC深梁受剪承载力分析

为研究分布筋对ECC深梁破坏模式和受剪承载力的影响,对分布筋配筋率分别为0、0.31％、0.63％的ECC简支深梁进行剪切试验,分析其破坏模式及纵筋和分布筋应变的发展规律.在拉压杆(STM)模型的基础上,根据Mohr-Columb破坏准则推导建立了STM1模型,基于压杆的试验结果建立了STM2模型,并与美国规范ACI3...     

一种无腹筋混凝土梁受剪承载力计算的新方法

为了提高无腹筋混凝土梁特别是大尺寸、低纵筋率的无腹筋梁的受剪承载力预测精度,提出了一种无腹筋混凝土梁受剪承载力计算的新方法.首先,假定剪力主要由无腹筋梁的混凝土受压区承担,并根据其破坏模式将混凝土受压区细分为剪压区和斜拉区2个部分;其次,通过分析剪压区和斜拉区的破坏机理,建立抗剪贡献的计算公式;然后,通过合理简化和理论推导,确定受压区高度、剪压区高度等主要参数的取值;最后,在考虑尺寸效应的基础上,建立无腹筋混凝土浅梁的受剪承载力解析公式,该公式具有明确的物理涵义,能够反映混凝土强度、纵筋率、剪跨比以及尺寸效应等主要因素的影响.试验结果表明,相比于现行主要规范公式,所提公式的预测精度和预测稳定性均有明显提高.     

不同剪跨比预应力活性粉末混凝土梁抗剪承载力分析

为了研究预应力活性粉末混凝土简支梁的抗剪性能,对4根不同剪跨比无粘结后张预应力活性粉末混凝土梁展开抗剪试验研究,分析剪跨比对承载力的影响,并运用我国现行规范和塑性上限理论等公式对试验梁的承载力计算进行适用性验证.结果表明:随着剪跨比的增大,试验梁的破坏形态由斜压破坏向剪压破坏和斜拉破坏转化;试验梁的承载力随剪跨比的增大而减小,斜裂缝倾角也相应变小,预应力筋应力增量提升速率加快;在Voo塑性上限理论公式的基础上,考虑截面尺寸的影响,运用MATLAB对试验梁数据进行拟合,建立的预应力活性粉末混凝土梁抗剪承载力计算修正公式具有较好的实用性.     

CFRP加固高强钢筋混凝土梁抗剪承载力计算

为深入探讨高强混凝土结构用碳纤维布(简称CFRP)增强系列问题,对基于碳纤维布拉断的高强钢筋混凝土加固梁进行了抗剪性能试验研究,考虑了加固量、加固形式、剪跨比、预损伤程度、配箍率等参数的影响.试验结果表明,经碳纤维布加固的高强混凝土梁抗剪承载力提高较多,加固效果明显;预损伤对加固梁的抗剪承载力影响不大;剪跨比、加固量综合起来影响着碳纤维布的受力程度,从而影响到碳纤维布的有效应变,最终决定了试验梁的抗剪承载力.基于有效应变模型,提出了与试验结果相吻合的碳纤维布抗剪承载力计算方法,并结合我国碳纤维布加固混凝土结构规程,提出了高强钢筋混凝土梁用碳纤维布进行抗剪加固的设计方法.     

非对称集中荷载下无腹筋RC梁受剪性能试验研究

非对称集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋简支梁具有两个不同的剪跨比,而两剪跨段受剪承载力与剪力作用之间的相对大小存在不确定性.通过开展6根非对称和4根对称集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋简支梁受剪性能试验研究,获取了破坏形态、荷载-跨中位移曲线和纵向受拉钢筋应变,并分析了《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）公式、修正压力场理论、基于截面应变分析的抗剪模型和Zsutty统计公式的适用性.结果表明,对于小剪跨比恒为1.0的无腹筋简支梁,大剪跨比为2.0~4.0的梁均在大剪跨段发生剪切破坏;当大剪跨比由3.0增大至3.5时,梁的极限承载力出现由大剪跨段控制转变为小剪跨段控制的现象.《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）预测非对称集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋简支梁发生剪切破坏的位置与试验结果相反,而Zsutty统计公式的预测效果最好.     

小剪跨比内置钢管组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究小剪跨比内置钢管组合剪力墙(STLW剪力墙)的抗震性能,对STLW剪力墙试件进行低周反复加载试验,分析其破坏形态、破坏机理、变形能力、耗能性能、刚度及承载力退化规律.然后,采用拉压杆-滑移模型对STLW剪力墙的承载力进行分析.试验结果表明,在水平荷载作用下,STLW剪力墙由整截面墙渐变为开竖缝剪力墙,有效避免了小剪跨比钢筋混凝土剪力墙发生脆性剪切破坏.与传统小剪跨比剪力墙相比,STLW剪力墙的变形能力及耗能性能显著提高.经合理设计,其极限位移可提高约50%,黏滞阻尼系数提高约2倍.STLW剪力墙承载力计算值与试验结果较符合,拉压杆-滑移模型能较好地反映STLW剪力墙受力机理.     

基于修正压力场理论的钢纤维RPC梁受剪承载力分析

为了研究钢纤维活性粉末混凝土(RPC)梁的抗剪性能,分析了钢纤维RPC梁斜截面裂缝间骨料咬合力和钢纤维拉拔阻力对平均拉应力的贡献比,通过对试验梁的受剪承载力结构试验,并充分考虑了钢纤维RPC和高强钢筋的本构关系,提出了基于修正压力场理论(MCFT)的弯剪复合应力下试验梁受剪承载力计算模型.利用作者及其他研究者的试验对该模型进行了验证,结果表明:对剪跨比为1.0~4.0的钢纤维RPC梁,所建模型的受剪承载力计算值与试验值吻合良好,验证了该方法有效性,可为钢纤维RPC梁的受剪承载力计算提供参考.     

离心钢管混凝土桩抗剪性能研究

针对离心钢管混凝土桩(普通SC桩),建立有限元横向受剪模型,并利用该模型进行参数分析,试件的参数包括材料的强度、钢管的壁厚、桩壁的壁厚和剪跨比.结果表明,剪跨比λ≤0.8的普通SC桩构件为剪切破坏,0.8<λ≤1.0的普通SC桩构件为弯剪破坏,λ>1.0的普通SC桩构件为弯曲破坏.根据有限元计算结果,拟合推导出离心钢管混凝土桩抗剪承载力的经验公式.     

钢筋混凝土牛腿抗剪承载力设计修正系数研究

为了研究钢筋混凝土牛腿的抗剪承载力,并评估我国和欧美规范牛腿设计方法的准确性和安全性,基于收集的209组牛腿竖向受剪试验数据对ACI 318-19、EC2、CSA A23.3-04和其他主要的牛腿抗剪承载力计算方法进行评估,发现欧美规范拉压杆模型方法较为保守,而软化拉压杆模型(softened strut-and-tie model,SSTM)能够较好地预测牛腿的抗剪承载力.在此基础上,设计了一系列满足我国规范要求的钢筋混凝土牛腿,主要变化的参数包括剪切跨度、混凝土强度、钢筋强度等,通过将牛腿的设计剪力与软化拉压杆模型计算得到的抗剪承载力进行对比,分析了不同设计参数下我国规范方法的准确性和安全性.并根据参数分析结果拟合了牛腿承载力修正系数的简化公式,并通过试验数据验证了简化公式的准确性和合理性.最后对牛腿在剪力作用下的设计方法提出了改进建议,可供钢筋混凝土牛腿设计参考.