混凝土组合柱高温后轴压性能试验研究

针对RPC(活性粉末混凝土)管-混凝土组合柱(CFRT)这一新型组合结构的抗火性能开展试验研究.采用高温试验炉对7个大尺寸CFRT短柱进行升温试验及高温后的轴压试验，试验参数包括控制温度、配箍率和配箍方式.结果表明，CFRT高温下未发生爆裂现象；高温后的轴压承载力和刚度随试验温度的提高而降低，但具有相对较高的残余承载力；提高配箍率和采用双层配箍方式，有利于改善CFRT高温后的抗压性能；与已有的普通钢筋混凝土约束柱抗火试验结果相比较，CFRT具有更高的残余承载力比.CFRT具有优异的抗火性能.     

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.     

钢管高强混凝土组合柱地震损伤性能试验研究

为研究不同加载制度、轴压比、体积配箍率、钢管径高比及箍筋形式对钢管高强混凝土组合柱地震损伤演化规律及抗震性能的影响,进行了11根组合柱和1根钢筋高强混凝土柱的水平承载力加载试验.研究表明:组合柱的抗震性能整体上要优于钢筋高强混凝土柱;随着循环次数和位移幅值的增加,组合柱损伤累积加重,其承载力、刚度、延性降低;轴压比增大,组合柱的承载力有所提升,但后期变形能力和耗能能力降低,强度衰减和刚度退化加快;在1.33%～1.63%的范围内增加体积配箍率,可显著提高组合柱的抗震性能;随着钢管径高比增大,组合柱承载力略有提高,但后期损伤发展较快;相比配井字形拉筋,配八边形箍筋的组合柱有着更好的抗震性能.     

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.     

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.     

利用ADINA的CSRC柱轴压性能数值模拟

通过6个核心型钢混凝土CSRC柱试件的轴压性能试验,并利用高级结构非线性及流固耦合计算系统(ADINA)进行10个试件的有限元数值模拟试验,研究不同配箍特征和配钢率对混凝土柱轴心抗压承载力及轴向变形性能的影响.试验结果表明,混凝土轴压柱试件配置的配钢率分别为1.63%,2.88%,4.02%,核心型钢的极限承载力可分别提高11.9%,26.8%,40.7%,极限变形可分别提高32.3%,52.0%,75.8%.增加试件体积配箍率可有效提高试件的轴向变形能力,并改变试件的脆性剪切破坏形态为整体压溃.采用不同的混凝土本构建立有限元模型,对比分析表明,计算结果与试验结果吻合较好.     

内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱的偏压受力性能

为研究内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱的偏压受力性能,对2个内配螺旋箍筋方钢管混凝土柱和1个普通方钢管混凝土柱进行偏心受压试验,试件内填混凝土的轴心抗压强度为111 MPa.结果表明:组合柱承载力的下降主要是由混凝土压溃导致;螺旋箍筋对提高组合柱承载力的作用不明显,但可显著提高组合柱的延性.     

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.     

劲性钢管混凝土组合柱轴压性能试验研究

采用15MN大型长柱压力试验机对10根劲性钢管混凝土组合柱试件进行轴心受压试验，在试验现象和数据分析的基础上，研究劲性钢管混凝土组合柱的轴压力学性能，分析柱的钢管（骨）含钢率，纵筋配筋率，配箍率及截面形式等因素对组合柱轴压性能的影响，研究结果表明外包钢筋混凝土能够与核心钢管混凝土共同工作，柱的钢管（骨）含钢率，纵筋配筋率，配箍率及截面形式等因素对柱的轴压性能的显著的影响。     

配置GFRP筋的混凝土矩形截面柱抗震试验研究

通过6根全GFRP筋混凝土柱和1根混合配筋混凝土柱的低周反复加载试验,研究了体积配箍率、轴压比、剪跨比和纵筋种类对其抗震性能的影响,并将由国内外规范抗剪承载力计算方法得出的理论值与试验值进行对比.研究结果表明:全GFRP筋混凝土短柱均发生了剪切破坏,而全GFRP筋混凝土长柱和混合配筋混凝土短柱发生了弯曲破坏;全GFRP筋混凝土柱的滞回曲线具有明显的捏缩效应,且耗能能力稍差;传统的延性系数评价方法不能客观的评价GFRP筋混凝土柱的抗震性能,而综合性能指标则可以全面的反映GFRP筋混凝土柱的承载力和变形能力;当GFRP体积配箍率增大、剪跨比增大或轴压比减小时,柱的综合性能指标增大,抗震性能更好;各国规范计算的抗剪承载力均偏于安全,规范CSA-S806-12和GB50608—2010的计算值过于保守,而规范ACI 440.1R-15对抗剪承载力的预测相对合理.     

超高性能混凝土剪力墙抗剪承载力分析

对超高性能混凝土UHPC(Ultra-High Performance Concrete)剪力墙在单向水平荷载作用下的受力过程进行了非线性有限元分析.重点分析了轴压比、剪跨比、暗柱纵筋配筋率、暗柱箍筋配箍率、分布钢筋配筋率等因素对UHPC剪力墙抗剪承载力的影响.结果表明:UHPC混凝土剪力墙抗剪承载力高,延性较好,值得在工程领域应用.随着轴压比的增大,承载力先增大后减小,延性大幅下降,应该严格控制轴压比;随着剪跨比增大,破坏形态发生变化,承载力减小;随着暗柱纵筋配筋率的增大,承载力增大;暗柱箍筋体积配箍率及分布钢筋的增大对承载力的影响不很明显.     

蜂窝状钢骨混凝土T形柱-钢梁节点抗剪承载力研究

蜂窝状钢骨混凝土异形柱是一种特别适用于住宅的新型异形柱结构体系。在已有学者试验研究的基础上,采用数值模拟的方法对蜂窝状钢骨混凝土T形柱-钢梁节点的抗剪承载力性能进行全面研究,研究参数包括柱轴压比、节点配箍率、混凝土强度、型钢强度等,得到了节点抗剪承载力实用设计公式。     

RU-NC组合短柱轴压受力性能研究

由配筋的超高性能混凝土（Reinforced Ultra-high Performance Concrete，RU）圆管与普通混凝土（Normal Concrete，NC）芯柱组成的RU-NC柱是一种新型组合结构. 为探讨RU-NC组合短柱轴压性能与承载力计算方法，以UHPC圆管壁厚、箍筋间距和钢纤维体积掺量为参数，开展了RU-NC组合短柱轴压试验，同时进行了由超高性能混凝土（U）圆管与普通钢筋混凝土（Reinforced Concrete，RC）芯柱组成的U-RC组合短柱对比试验. 在此基础上，基于ABAQUS软件建立有限元模型开展数值分析. 结果表明，RU-NC组合短柱轴压受力全过程分为弹性阶段、带裂缝工作阶段和钢筋屈服阶段，RU圆管与螺旋箍筋均对核心混凝土具有一定约束作用，组合短柱破坏模式为RU圆管与核心混凝土被压溃、螺旋箍筋拉断；与U-RC组合短柱相比，将钢筋笼从核心混凝土移至UHPC圆管的RU-NC组合短柱具有更好的抗裂性能和延性以及更高的极限承载力；随着UHPC圆管壁厚和UHPC抗拉强度的增加，RU-NC组合短柱承载力大致呈线性增长趋势；随着箍筋间距的减小，承载力呈非线性增长趋势；采用现行规范与已有文献算法无法精确计算RU-NC组合短柱的极限承载力，基于RU圆管约束混凝土的理论分析，提出了RU-NC组合短柱轴压承载力算法，计算值与试验结果比值的均值为0.984，方差为0.005 3，精度较高，可为将来该新型组合结构的设计与应用打下基础.     

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.     

CSRC柱轴压性能试验及非线性全过程分析

进行6个核心型钢混凝土(CSRC)柱试件的轴压性能试验,并利用有限元分析软件对试件进行非线性全过程数值模拟.研究配置核心型钢和不同配箍特征,及其对混凝土柱轴心抗压承载力和轴向变形性能的影响. 试验结果表明,设置配钢率为2.88%的核心型钢,试件的轴压强度可提高约30%,轴向变形能力可提高约1倍. 增加试件体积配箍率,可有效提高试件的轴向变形能力并改变试件的脆性剪切破坏形态为整体压溃. 把试件截面混凝土划分成约束区与非约束区,采用不同的混凝土本构建立有限元模型,ANSYS分析结果与试验结果对比分析表明,程序计算结果与试验结果吻合较好.     

配置HRB500高强钢筋T形柱抗震性能试验及有限元分析

通过对4根配置HRB500钢筋的混凝土T形柱试件进行低周往复荷载试验,对比分析不同轴压比和体积配箍率的T形柱试件的滞回特性和累积损伤。采用ANSYS有限元软件对试件进行有限元分析,对比分析试件的承载力和滞回曲线,有限元软件分析结果与试验结果吻合较好,然后利用有限元软件对比分析混凝土强度、轴压比和体积配箍率对钢筋混凝土T形柱承载能力、滞回特性和刚度退化的影响。研究结果表明:配置高强钢筋的混凝土T形柱具有良好的变形能力和承载能力,刚度退化比较平缓。提高混凝土强度和轴压比均能提高试件的极限承载力。     

型钢混凝土框架边节点抗剪承载力的分析

研究了轴压比、混凝土强度和配箍率对钢骨混凝土柱——钢筋混凝土梁框架边节点受力性能的影响.通过对节点承受低周反复荷载的有限元分析,确定了节点抗剪的各组成部分,提出了SRC框架边节点的抗剪承载力计算公式,式中确定了节点抗剪计算中混凝土强度影响系数,考虑了混凝土脆性和配箍率对节点承载能力的影响.     

角钢混凝土柱延性与抗震措施

针对目前的规范或规程均尚未明确给出角钢混凝土柱的抗震构造措施这一问题,基于9根剪跨比为3、采用钢板箍的角钢混凝土柱拟静力试验获得的骨架曲线,采用能量等效法计算了试验柱的位移延性系数.结果表明,轴压比不变的试件,随钢板箍配箍率的增加,位移延性系数增大;钢板箍配箍率不变的试件,随轴压比的增加,位移延性系数减小;最后给出角钢混凝土柱抗震构造措施,为采用该类柱的结构设计提供依据.     

配高强箍筋的高强混凝土柱抗震性能试验研究

设计制作了不同配箍率及箍筋强度的C100高强钢筋混凝土柱模型,并对其进行了低周反复荷载试验,研究其破坏形态、骨架曲线、延性性能、刚度退化、承载力退化等性能。对比分析不同箍筋强度和配箍率对高强钢筋混凝土柱抗震性能的影响,结果表明,除常用的提高配箍率能有效提高高强混凝土的抗震性能外,配高强度箍筋的高强混凝土的承载力有较大提高,并能有效提高高强度混凝土柱的延性,对高强混凝土柱的抗震性能有明显改善,在配箍率提高空间有限情况下,提高箍筋强度也是改善高强混凝土柱抗震性能的有效措施,也可以同时采用两种措施。     

双向水平加载下钢筋混凝土柱抗震性能的数值模拟

为了研究双向水平荷载作用下钢筋混凝土柱的抗震性能,基于地震工程模拟平台OpenS-ees,采用纤维模型对钢筋混凝土柱空间受力性能进行了数值模拟,模拟结果与已有试验结果吻合较好.在此基础上,讨论了双向水平加载下轴压比、体积配箍率等参数对柱抗震性能的影响规律.结果表明:双向水平加载对柱构件的界限轴压比几乎没有影响,界限轴压比为0.4～0.5;轴压比小于0.1时,柱斜向水平承载力较主轴方向略有提高;在界限轴压比附近,柱斜向水平承载力下降10%左右,主轴方向水平承载力下降幅度达35%左右,同时主轴方向上柱的极限位移角及滞回耗能均随轴压比的增大而显著降低,故实际设计时应充分考虑空间作用对单一主轴方向的不利影响;体积配箍率对柱的延性有较大影响,但对峰值承载力的影响不明显.