内置型钢剪力架板柱节点抗冲切性能研究

为了研究型钢剪力架在板柱节点抗冲切性能中的作用,采用ABAQUS有限元软件对75组配置型钢剪力架的方钢管中柱节点进行非线性有限元分析;结果表明:型钢剪力架可以有效提高板柱节点抗冲切承载力,根据计算结果对型钢剪力架长度给出建议值,对型钢剪力架的选取给出建议,并在《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)抗冲切公式的基础上,通过数据拟合得到型钢剪力架板柱节点抗冲切计算公式,与有限元计算结果拟合良好,对实际工程应用提供了理论依据。     

空间钢构架—钢管混凝土柱受力性能有限元分析

在空间钢构架混凝土柱中埋钢管形成空间钢构架—钢管混凝土柱。为了探索空间钢构架—钢管混凝土柱的受力性能,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了空间钢构架—钢管混凝土柱受力性能的非线性有限元分析模型,分析了轴压比、内埋钢管混凝土的套箍指标、外部空间钢构架的角钢肢长、缀条间距、缀条宽度等参数对空间钢构架—钢管混凝土柱受力性能的影响。分析表明:空间钢构架—钢管混凝土柱有很好的延性和较高的承载力,轴压比、外部空间钢构架混凝土的套箍系数和内埋钢管混凝土的套箍指标是影响组合柱延性和承载力的主要因素,轴压比减小、空间钢构架混凝土套箍系数增大和钢管混凝土套箍指标减小都有利于试件承载力的提高。这些结论为空间钢构架—钢管混凝土柱的工程应用提供了技术依据。     

钢筋混凝土十字形柱-板柱连接冲切性能试验研究

进行了6个十字形柱-板柱连接(其中3个未配置、3个配置了抗冲切锚栓或箍筋)和2个对比方柱-板柱连接的冲切试验,研究了异形柱-板柱连接的冲切受力特性,同时将锚栓和箍筋的抗冲切性能进行了对比.试验结果表明,与方柱-板柱连接试件相比,在柱截面积相同的情况下,异形柱-板柱连接试件具有较高的抗冲切承载力.抗冲切钢筋可以有效地提高板的冲切承载力和延性.在改善延性方面,锚栓比箍筋更有效.另外,将国外几个主要规范ACI318、BS8110及MC90关于非矩形荷载面冲切临界截面周长的规定进行了比较,从试验结果看,规范ACI318的取法更合理.     

竖向荷载下空心楼盖板柱节点试验研究与计算分析

为了研究抗冲切元件和板厚对空心楼盖板柱节点受力性能的影响,在柱周围楼盖局部实心和布置暗梁的前提下,对6个节点试件进行竖向荷载作用下的试验研究与计算分析.对比研究了6个试件的破坏机制、承载能力、变形能力和应变分布,基于屈服线理论提出了节点的极限承载力计算方法.结果表明,空心楼盖板柱节点具有冲切破坏和弯曲破坏的双重破坏特征,并以弯曲破坏为主.增加板厚和配置抗冲切元件均可提高节点的极限承载力和刚度.与增加板厚和弯起钢筋相比,配置型钢剪力架对节点极限承载力的提高效果更为明显.节点设计时,可优先选择配置型钢剪力架参与节点抗剪.节点的极限承载力计算方法综合考虑了抗冲切元件、楼板配筋率和空心率的影响,计算值与试验值吻合较好.     

型钢混凝土板柱节点抗冲切性能试验研究

为研究型钢混凝土板柱节点的抗冲切性能,考虑型钢布钢形式、板纵筋配筋率、混凝土强度、板厚及型钢含钢率等参数变化,设计制作了12个1/5缩尺试件.通过竖向单调加载试验,研究试件的破坏过程及破坏模式,分析荷载-挠度曲线、极限抗冲切承载力、延性系数及耗能能力.结果表明,型钢混凝土板柱节点具有明显的延性破坏特征,其极限抗冲切承载力、延性性能及耗能能力普遍优于钢筋混凝土试件.并且随着型钢布置数量、板纵筋配钢率、混凝土强度、板厚及型钢含钢率的增加,节点的抗冲切承载力均能得到一定程度的提升.此外,借鉴现有规范推导出了型钢混凝土板柱节点的极限抗冲切承载力计算公式,计算值与试验值吻合良好.     

板柱节点抗冲切措施概述

要提高板柱节点的抗冲切能力,从其基本影响因素来看,可以提高混凝土强度,增大纵向配筋量,增加板的厚度,扩大柱截面尺寸,减小板的跨度。但这些传统的方法受制于建筑上的要求,而且,这些参数的改变（比如增大纵筋配筋量）可能对抗弯能力提高更多,因此一来无法实现延性设计,二则即使抗冲切能力够了,也会造成较大浪费。总结了其它一些抗冲切措施,通过比较,得到了利用锚栓和扁钢U型箍能有效提高板柱节点抗冲切性能,并提出一种新型抗冲切方法。     

柱端不同箍筋配置形式下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究柱端不同箍筋配置形式对钢筋混凝土柱抗震性能的影响,采用柱剪力、柱端主筋变形及柱端箍筋变形作为评价指标,对3根截面尺寸与主筋配置相同、端部箍筋配置形式不同的钢筋混凝土柱进行反复荷载作用下的地震模拟试验。结果表明,对柱端端部箍筋加密,可以提高钢筋混凝土柱的抗剪性能;而对柱端腹部箍筋加密对钢筋混凝土柱的抗剪性能没有影响。钢筋混凝土柱端端部或柱端腹部箍筋加密后,对柱端主筋变形及柱端箍筋变形的影响主要与转角相关,转角较小时影响很小,反之影响较大。该试验可为对抗震性能有要求的钢筋混凝土柱箍筋配置形式的合理确定提供科学参考。     

双空间钢构架混凝土组合柱复合受扭性能试验研究

双空间钢构架混凝土柱是在空间钢构架混凝土柱中内埋空间钢构架所形成的组合柱,是一种新型的钢-混凝土组合柱.为了研究这种新型钢-混凝土组合柱在轴力、弯矩、剪力和扭矩复合作用下的受扭性能,以轴压比、内侧和外侧空间钢构架缀条的体积配箍率等为设计参数,进行6根双空间钢构架混凝土组合柱试件在轴力、弯矩、剪力和扭矩复合作用下的静力试...     

十字形截面钢-混凝土组合异形柱受力性能及有限元分析

为解决十字形截面异形柱的薄弱问题,在钢筋混凝土异形柱内部添加型钢以改善其受力性能。对不同轴压比和不同配钢形式的钢-混凝土组合异形柱进行拟静力试验,对比柱根部的型钢应变、箍筋应变、混凝土应变的变化规律。研究表明:添加型钢可明显改善试件的受力性能。T形钢的腹板和翼缘的竖向应变大于实腹式配钢试件中的型钢腹板和翼缘的应变。腹板箍筋中与剪力方向平行箍肢的应变大于与剪力方向垂直的箍肢的应变,添加型钢可提高异形柱腹板的抗剪性能。在试验的基础上,采用有限元软件进行数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。     

新型钢管混凝土板柱结构中柱节点抗震性能试验研究

对5个新型钢管混凝土板柱结构中柱节点的模型试件进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析并评价了不同配筋方式对其破坏形态、滞回特征及延性等抗震性能的影响.试验结果表明：新型钢管混凝土板柱节点在低周反复荷载作用下具有良好的受力性能,其构造方式能够满足＂强柱弱板＂的抗震设计原则;在柱上板带配置抗冲切箍筋能有效提高节点的抗震性能;无论是否配有抗冲切箍筋,弯曲破坏时节点的塑性变形能力和抗震性能均优于发生冲切破坏的节点.     

配置500 MPa箍筋混凝土梁在间接荷载作用下受剪性能的研究

对3根配置500 MPa箍筋的混凝土梁进行间接加载试验,分析了高强箍筋混凝土梁的受力性能、斜裂缝开展情况以及破坏形态.结合ABAQUS有限元软件研究了剪跨比和配箍率对试验梁抗剪承载力的影响.研究表明：《混凝土结构设计规范》能很好地预测配置500 MPa箍筋混凝土梁在直接加载作用下的抗剪承载力;间接加载梁与直接加载梁相比,抗剪承载力有一定程度的降低,降低因素主要为剪跨比和配箍率;规范中附加横向配筋的构造要求可以有效补偿间接加载作用下高强箍筋梁抗剪承载力的降低.     

500 MPa箍筋混凝土梁间接荷载作用下的受剪性能

对3根配置500 MPa箍筋的混凝土梁进行间接加载试验,分析了高强箍筋混凝土梁的受力性能、斜裂缝开展情况以及破坏形态.结合ABAQUS有限元软件研究了剪跨比和配箍率对试验梁抗剪承载力的影响.研究表明:《混凝土结构设计规范》能很好地预测配置500 MPa箍筋混凝土梁在直接加载作用下的抗剪承载力;间接加载梁与直接加载梁相比,抗剪承载力有一定程度的降低,降低因素主要为剪跨比和配箍率;规范中附加横向配筋的构造要求可以有效补偿间接加载作用下高强箍筋梁抗剪承载力的降低.     

型钢混凝土梁受力性能试验研究

为了研究型钢混凝土梁的受力性能,对8根内含H型钢的型钢混凝土梁进行了试验和研究,结果表明：型钢混凝土梁的开裂弯矩与粘结力、箍筋、剪力连接件无关;型钢混凝土梁具有较好的延性;当配箍较少时,型钢混凝土梁会发生斜截面受剪破坏;粘结力对梁的承载力和刚度有显著影响;型钢和混凝土之间的滑移一般在加载后期出现,在接近极限荷载时迅速增加,剪力连接件对滑移无影响。     

钢筋混凝土高墩非线性稳定分析和模型试验

以高墩大跨径曲线刚构桥为工程背景，应用非线性有限元分析与模型试验相结合的方法，分析了混凝土与主筋联合作用、箍筋对混凝土的约束作用，得出了非线性钢筋混凝土本构关系对高墩承载力的影响规律。结果表明，考虑主筋的作用，可以使钢筋混凝土高墩稳定荷载提高30％，箍筋对混凝土的约束作用可以使高墩极限承载力再提高13％。模型试验验证了该分析方法和结论的正确性。     

内埋空间钢构架圆形钢管混凝土柱轴压性能分析

为了改善圆形钢管混凝土柱的受力性能,在圆钢管混凝土中内埋空间钢构架形成一种新型的双约束混凝土组合柱。为了进一步探究这种双约束组合柱的轴压性能,在试验研究的基础上,采用ABAQUS软件建立内埋空间钢构架圆形钢管混凝土轴压短柱非线性有限元模型,其计算值与试验值吻合较好。在此基础上,以影响内埋空间钢构架圆形钢管混凝土短柱轴压性能的因素为参数,对这种新型组合柱的轴压性能进行模拟分析。分析表明:内埋空间钢构架圆钢管混凝土短柱有较高的承载力和变形能力,外部钢管套箍指标和内部空间钢构架的约束影响系数是影响这种新型组合柱轴压性能的主要因素。     

HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能及恢复力特性

为研究HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能,对6根配置HRB600E高强钢筋与1根配置HRB400E普通钢筋的正方形截面混凝土柱进行低周往复荷载试验.研究轴压比、箍筋间距、纵筋强度和纵筋配筋率对高强钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立HRB600E高强钢筋混凝土柱恢复力模型.研究结果表明：配置HRB600E高强钢筋混凝土柱的滞回性能、变形能力与耗能能力良好;轴压比增大,试件延性降低,承载力与耗能能力提升;减小箍筋间距,试件变形能力与耗能能力增强;增大纵筋配筋率,试件承载力提升,耗能能力与延性降低;建立的HRB600E高强钢筋混凝土柱三线型恢复力模型与试验结果吻合较好,为工程结构弹塑性分析提供参考.     

空间钢构架高强混凝土约束机理的试验研究

为了进一步探讨空间钢构架对核心高强混凝土的约束机理,以空间钢构架角钢净距、缀条宽度和缀条间距等为设计参数,进行了7个空间钢构架高强混凝土短柱试件在轴向荷载作用下的试验研究。在试验分析的基础上,分析了空间钢构架约束高强混凝土的机理,并对Mander约束本构模型进行修正,提出了空间钢构架约束高强混凝土的本构关系模型。分析表明:轴向荷载作用下,空间钢构架高强混凝土柱破坏始于纵向弦杆(角钢)抗压屈服,峰值荷载时,缀条达到抗拉屈服强度和角钢被压曲,试件具有较高的承载力和变形性能;空间钢构架高强混凝土短柱的轴压承载力大致随着空间钢构架混凝土约束综合影响系数的增大呈线性关系提高。用建议的本构关系对空间钢构架约束高强混凝土短柱荷载—位移曲线分析表明,计算曲线与试验曲线吻合较好。     

HRB500高强钢筋钢纤维混凝土梁受剪试验和承载力计算

通过钢纤维高强高性能钢筋混凝土梁受剪试验,分析了混凝土强度等级、钢纤维掺量及箍筋配置对梁受剪承载力影响;结果表明:混凝土强度提高与钢纤维的掺入显著提高梁受剪承载力,箍筋充分发挥作用;结合梁受力模型,分析梁受剪承载力主要影响因素,基于国内外钢纤维高强钢筋混凝土无腹筋梁及有腹筋梁受剪试验数据,提出钢纤维高强钢筋混凝土有腹筋梁受剪承载力经验计算公式并验证,计算结果与实测值吻合较好。     

高强超高延性混凝土梁弯剪性能理论分析与数值模拟

开展了14根高强超高延性混凝土（high-strength engineered cementitious composite,HS-ECC）梁的四点弯曲试验,研究了混凝土类型、纵筋配筋率和是否配置箍筋三因素对配筋梁弯剪性能的影响。基于平截面假定和材料本构关系,计算了配筋HS-ECC梁的受弯承载力。基于国内外规范,计算了无腹筋HS-ECC梁的受剪承载力。最后,采用Abaqus软件建立了HS-ECC梁的有限元模型。结果表明：有腹筋梁均为受弯破坏,随着纵筋配筋率增大,试件极限荷载和刚度逐渐增大,而延性未显著降低,配筋HS-ECC梁较普通混凝土梁具有更优异的裂缝分散能力和抗弯性能;无腹筋HS-ECC梁的破坏模式随配筋率增大由受弯破坏转变为受剪破坏,梁受剪承载力和刚度增大,但延性逐渐降低;配筋HS-ECC梁受弯承载力的计算结果与试验值吻合较好;HSECC梁有限元模型可有效模拟试件的荷载-位移曲线。     

无粘结预应力混凝土平板-T形柱节点冲切性能试验研究

针对平板-异形柱节点冲切试验很少以及现行规范没有明确规定的情况,进行了5个无粘结预应力混凝土平板-T形柱节点试件和1个钢筋混凝土平板-T形柱节点试件的冲切性能对比试验.阐述了无粘结预应力混凝土平板-T形柱节点的冲切受力性能和破坏特征,研究了无粘结预应力钢筋应力变化特点以及抗冲切箍筋、板暗梁面筋的应力变化特点,并将其受力性能与具有相同板厚和相同板面平均配筋率的钢筋混凝土平板-T形柱节点进行了对比,探讨了施加预压应力对平板-异形柱节点冲切受力性能的影响.试验结果表明,与相应的钢筋混凝土平板-T形柱节点试件相比,施加一定预压应力的试件具有相当的延性和较好的抗冲切受力性能;增加预压应力可提高节点的冲切承载力.最后采用ACI 318 - 02, Eurocode 2和GB 50010 - 2002所推荐的计算公式对上述节点的冲切承载力进行了验算,提出规范公式均适用于计算平板-异形柱节点冲切承载力的设计建议.