区域约束箍筋形式对RCC梁正截面抗弯性能影响分析

根据区域约束混凝土理论分析计算,对两根不同约束形式的箍筋间距为50 mm的区域约束混凝土梁(RCC梁)进行了抗弯性能的试验研究,并用ABAQUS有限元软件对梁的抗弯性能进行了模拟分析。结果表明,采用"日"字形箍筋梁与小方箍梁对比可知,"日"字形箍筋梁的箍筋形式能提高混凝土的抗剪承载力,更好的控制了裂缝向受压区延伸,因此采用"日"字形箍筋对区域约束混凝土梁的抗弯承载力以及延性均有大幅度的提高,能创造更好的经济效益。     

不同约束系数区域约束混凝土柱抗震性能对比分析

对轴压比分别为1.1及1.25的共4根约束混凝土柱的滞回曲线、耗能能力及刚度退化进行对比分析。分析表明:同一轴压比下,区域约束混凝土柱的各项抗震性能指标均优于传统箍筋柱。对于区域约束混凝土柱,在轴压比提高的同时,如果相应提高约束系数K,构件的各项抗震性能指标可以得到相应改善。所以对于区域约束混凝土柱用约束系数K作为衡量其抗震性能的一个参考指标,有一定合理性。     

钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙抗震试验研究

为研究新型钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙的抗震性能,设计制作了3片钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙和1片现浇钢筋混凝土剪力墙足尺试件进行静力往复加载试验,试验中考虑了3种不同的墙身厚度取值,以考察高厚比对剪力墙抗震能力的影响.通过试验,对比分析了剪力墙的承载力、延性、刚度及其退化、滞回特性、耗能能力及破坏特征.建立了新型钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果吻合较好.研究表明:新型钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙结合了钢筋混凝土剪力墙侧向刚度和承载力大与钢管混凝土边缘约束延性好的优势,其承载力、刚度和耗能能力较现浇钢筋混凝土剪力墙有所提高;在所试验的参数范围内,高厚比对剪力墙的力学性能影响不大.     

钢-混凝土组合梁负弯矩区弹性畸变屈曲分析

基于畸变屈曲是钢-混凝土组合梁负弯矩区钢梁的重要屈曲模式,钢梁下翼缘提供给钢梁腹板的转动约束刚度及侧向约束刚度是影响其畸变屈曲性能的关键因素之一,对工字形钢-混凝土组合梁负弯矩区钢梁腹板提供给下翼缘的转动约束刚度及侧向约束刚度进行研究。采用利用能量法推导负弯矩区钢梁腹板对下翼缘的转动约束刚度及侧向约束刚度理论计算公式,并结合弹性介质中的中心受压薄壁杆件的屈曲理论推导钢梁侧向弯曲屈曲及侧向弯扭屈曲临界应力计算公式,进一步获得相应的屈曲弯矩。结合工程实例对转动约束刚度、侧向约束刚度及屈曲弯矩计算公式进行分析及讨论。研究结果表明:钢梁腹板转动约束刚度及侧向约束刚度均与外荷载呈线性关系,同时两者还可能出现负值;本文屈曲弯矩计算结果与ANSYS有限元计算结果较吻合;现有屈曲弯矩计算方法存在一定理论缺陷,且不同计算方法所得计算结果偏差较大;本文计算公式形式较简洁,适于工程应用。     

考虑区域约束的预应力型钢混凝土梁受弯承载力研究

为研究预应力型钢混凝土框架梁中型钢对混凝土约束作用及对梁承载力的影响,对前期有黏结预应力型钢混凝土框架试验进行研究。研究发现型钢能有效地约束预应力型钢混凝土框架梁中核心混凝土变形,改善受压混凝土破坏时的脆性性能,提高梁的受弯承载力。在此基础上,提出将预应力型钢混凝土框架梁作为压弯构件,参照文献的区域约束混凝土理论,在叠加基础上考虑约束混凝土的额外强度来计算梁的受弯承载力;提出考虑区域约束影响的承载力计算方法,计算结果与试验试件极限状态受弯承载力对比,计算值与试验值比值的平均值为0.98,吻合较好。     

不同配箍形式下混凝土柱延性的试验研究

本文对6根区域约束混凝土柱和3根普通井字箍约束混凝土柱进行了周期往复荷载作用下的试验研究,分析了配箍形式及轴压比等因素对构件延性的影响。试验结果表明,区域约束的配箍方式能有效提高构件的延性。另外,通过本次试验还发现适当提高轴压比可以更好的发挥材料力学性能。     

体外预应力加固混凝土简支梁的反拱挠度分析

为了在施加预应力阶段准确地计算混凝土梁的反拱挠度,在计算过程中将混凝土梁的抗弯刚度分为有裂缝抗弯刚度和裂缝闭合抗弯刚度.试验采用6根体外预应力加固混凝土简支梁进行研究,先将混凝土梁加载至一定裂缝宽度,再进行体外预应力加固.在试验过程中发现,从张拉预应力初始阶段到张拉预应力结束,由于混凝土梁裂缝的逐渐闭合,混凝土梁的抗弯刚度是逐渐增大的.通过对混凝土梁的截面分析,将混凝土梁的抗弯刚度分为有裂缝抗弯刚度和裂缝闭合抗弯刚度,提出了体外预应力加固混凝土简支梁反拱挠度的计算方法,并用试验结果与计算公式的计算值进行了对比分析,结果表明,计算结果与试验结果吻合较好.     

部分预应力煤矸石混凝土梁的短期刚度

本文进行了18根部分预应力煤矸石混凝土梁及1根非预应力煤矸石混凝土梁的试验,研究分析在使用阶段,不同配筋率,不同预应力度对梁刚度的影响根据煤矸石混凝土应力应变曲线的特点,提出了正常使用极限状态下部分预应力煤矸石混凝土梁的短期刚度公式,计算值与试验值符合良好。     

配置高强钢筋混凝土梁抗弯刚度的研究

随着高强钢筋的使用,混凝土梁的变形计算和控制显得更为重要.为了研究配置HRB500级高强钢筋混凝土梁的变形性能,对28根配置500MPa钢筋的混凝土梁进行了受弯刚度试验和分析,研究结果表明,现行国家混凝土规范GB 50010-2002刚度计算公式和作者提出公式与试验值吻合较好,适用于配置高强钢筋的混凝土梁变形计算.结合本次试验数据,对国内各规范的刚度计算方法进行了比较研究,并对影响刚度的主要因素进行了分析,提出了刚度计算公式进一步简化的建议.     

钢板笼约束混凝土组合柱正截面偏心受压承载力分析

在8根偏心受压钢板笼约束混凝土组合柱试验研究的基础上,基于箍筋的拱作用原理和方钢管混凝土承载力的计算方法,参考混凝土结构设计规范中偏心受压柱承载力计算的相关公式,提出钢板笼约束混凝土组合柱偏心受压情况下的正截面承载力计算方法,并将计算结果与试验数据进行对比.结果表明:可采用混凝土结构设计规范提供的方法计算钢板笼约束混凝土组合柱偏心受压承载力,理论计算结果和试验数据吻合地较好.     

几种区域约束混凝土柱的抗震性能试验研究

对比分析同一轴压比下的4根不同配筋形式的约束混凝土柱在拟静力试验下的抗震性能(1个为普通约束混凝土柱,3个为区域约束混凝土柱),以得到普通约束和区域约束的差异,同时亦期望得到改用角钢代替角部纵筋筋的区域约束是否能对区域内的混凝土进行良好的约束。试验结果表明,良好的区域约束使得试件有较好的抗震性能,且改用角钢代替角部钢筋的试件对区域内混凝土约束良好,未出现掏空现象。     

区域约束混凝土梁抗剪试验研究及有限元分析

区域约束混凝土是基于约束混凝土而提出的全新的概念,大量试验研究证实了区域约束钢筋混凝土结构的抗压、抗剪、抗震及延性较传统约束混凝土均有一定程度的提高,结合区域约束混凝土的非线性本构关系模型,用ABAQUS对4根在集中力荷载作用下的区域约束混凝土梁建立有限元分析程序,模拟构件在剪切作用下的受力过程,证实了程序分析结果与试验值相符合,为今后区域约束的有限元分析提供了有效的理论依据。     

轴心受力H型钢PEC组合柱承载能力分析

近年来国内对型钢混凝土组合结构的研究应用已经非常广泛,但就型钢混凝土部分外包组合柱的研究仍较少。为了研究H型钢混凝土组合截面部分外包组合柱(PEC组合柱)的极限承载力、稳定性及刚度,利用有限元ANSYS软件,对3组共18根构件(12根PEC组合柱,6根H型钢柱)进行单向轴心受压模拟试验,观察了试件加载后的变形情况及截面应力云图,提取数据绘制出型钢对混凝土的约束曲线。根据模拟结果分析了试件的强度承载力、稳定性承载力及刚度等力学性能。为了验证模拟的可靠性,选取1 m不同截面的两根PEC组合柱进行轴向加载试验。结果表明:PEC组合柱具有较好的变形能力;PEC组合柱的强度承载能力、稳定性及刚度比单独型钢柱均有提高;混凝土对防止型钢柱的局部屈曲起良好作用;型钢对混凝土的约束能力随型钢的高宽比的减小而增加;试验结果与模拟结果吻合较好,证实了模拟的可靠性。研究为后续的试验研究提供了合理的理论依据和参考。     

具有可恢复性的BFRP约束混合配筋混凝土轴压短柱力学性能研究

为实现结构构件既具有较高承载力,同时具有较小的残余位移,提高震后的可修复性,提出具有可恢复性的BFRP管约束混合配筋混凝土构件.根据纤维体积包裹率、截面尺寸和混合配筋率三个参数,设计制作了4根BFRP管约束混合配筋混凝土短柱和3根不同对比柱,对其进行轴压试验.结果表明:试件的破坏属于强度破坏;纤维体积含量和截面尺寸的增加可以提高试件的承载力和刚度,而混合配筋对其提高幅度有限;该构件具有稳定的二次刚度;试件的应力-应变曲线可分为弹性段、弹塑性阶段和强化段,构件达到极限承载力后,荷载突降,达到无约束钢筋混凝土短柱承载力后稳定下降.最后提出该组合轴压短柱的承载力计算公式,计算结果和试验值吻合良好.     

桩支承混凝土底板约束收缩裂缝计算模型

为了对承受内外部约束作用的桩支承混凝土底板约束应力分布和开裂危险区域进行预测,采用直接刚度法建立了桩支承混凝土底板约束收缩裂缝计算模型,并编制了相应的计算程序.通过算例验证了计算模型中若干参数取值的合理性,并对参数进行敏感性分析.结果表明,混凝土底板约束收缩应力与地基土的弹性模量和不排水抗剪强度、混凝土收缩应变以及底板配筋率成正比,与板的有效宽度成反比.其中,混凝土收缩应变、底板配筋率和地基土弹性模量的影响较大,并据此提出了相应的防裂措施.     

玻璃纤维聚合物约束混凝土圆柱简化分析模型

混凝土圆柱受到有效的侧向约束后,其强度和延性都有不同程度的提高．粘贴玻璃纤维布约束混凝土施工方便,质量可靠．但在设计时。需要合适的分析模型用来保证计算结果的正确性．若采用以往基于钢筋约束混凝土的分析模型会过高估计GFRP材料的约束作用,导致计算结果偏于不安全．共进行了27根(9组)混凝土圆柱试验,其中一组试件未贴布直接试验以便观察其破坏模式,其他8组试件贴布后进行试验．结果表明,加固后柱的强度和变形能力都有了显著提高．基于试验结果,并参考其他研究者的研究成果,提出了一种双线性分析模型,计算结果与试验结果基本吻合．     

三类混凝土受弯构件短期刚度通用公式

本文以双直线的弯矩-挠度曲线关系为基本计算模式,运用全过程非线性分析方法,利用计算机对有粘结、无粘结部分预应力与非预应力混凝土受弯构件进行大量的模拟计算,然后对模拟计算结果进行理论分析和数学回归分析来确定构件开裂后的平均刚度与各影响因素之间的量值关系,从而推导出适合上述三类混凝土受弯构件短期刚度的通用计算公式.对276根三类混凝土受弯试件的挠度计算结果表明,计算挠度值与试验实测挠度值吻合.     

高钛重矿渣钢筋砼柱偏心受压力学性能研究

为了研究高钛重矿渣混凝土柱在偏心受压状态下的极限承载力、刚度与普通混凝土柱的差异,对3根高钛重矿渣混凝土柱和3根普通混凝土柱进行偏心受压对比试验,并对试验过程进行有限元模拟。研究结果表明:高钛重矿渣混凝土柱与普通混凝土柱Nua/Nu0(Nua为极限承载力模拟值,Nu0为极限承载力试验值)的平均值分别为1.022、0.999,其均方差分别为0.009、0.027,采用文中有限元方法可较准确预测高钛重矿渣混凝土柱和普通混凝土柱的极限承载力;高钛重矿渣混凝土偏心受压柱荷载—侧向挠度曲线的刚度略低于普通混凝土偏心受压柱;可采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)来计算高钛重矿渣钢筋混凝土偏压柱的承载力,其计算结果偏于安全。     

T形钢管混凝土短柱轴压试验

进行了6根普通构造T形钢管混凝土轴压短柱的试验研究,以考察无加劲措施T形钢管混凝土柱的变形特征、破坏模式和承载能力.试验的主要参数有管壁宽厚比、截面高宽比.试验结果表明,由于T形钢管混凝土柱的核心混凝土延缓了钢管的局部屈曲,尽管该组合构件承载力不能得到有效提高,但延性却得到相当改善;阳角钢管对混凝土提供了较强的约束,而由于钢板与混凝土的分离,阴角钢管几乎不能约束混凝土;T形钢管混凝土柱的破坏形态主要为钢管鼓曲及此部位及阴角区域混凝土压碎破坏;管壁宽厚比越小,初始鼓曲发生越晚,钢管对混凝土的约束效应越强,承载力越高、延性越好.最后采用现有规范或规程的计算公式对试件轴压承载力进行了计算,并对不同计算方法的适用性进行了探讨.     

负弯矩作用下钢-混凝土组合箱梁畸变屈曲分析

畸变屈曲负弯矩区是钢-混凝土组合箱梁的最重要屈曲模式之一,而钢梁底板的转动及侧向约束刚度是影响其畸变屈曲的关键因素.文中对钢-混凝土组合箱梁负弯矩区钢梁底板的等效侧向及转动约束刚度进行了分析,结果表明钢梁底板侧向及转动约束刚度均与外荷载有耦合关系;基于钢梁底板侧向及转动约束刚度计算公式,利用弹性地基梁法推导了组合箱梁畸变屈曲临界应力计算公式,并进一步获得组合箱梁畸变屈曲临界弯矩;最后通过算例将该方法与ANSYS有限元法进行对比.算例分析表明:负弯矩作用下组合箱梁畸变屈曲临界荷载受构件长度影响较小;负弯矩作用下,转动约束刚度折减系数取0.5时,该方法屈曲弯矩计算结果与ANSYS有限元计算结果吻合良好.该方法利用了更为科学的钢梁底板侧向及转动约束刚度,考虑了负弯矩区底板和腹板的耦合失稳,计算方法物理意义更为明确,同时该计算方法较为简便,为变轴力作用下组合箱梁畸变屈曲临界荷载计算方法提供了理论基础.