钢筋混凝土框架柱增设剪力墙加固抗震性能分析

为了研究轴压比、剪力墙厚度及长度对增设剪力墙加固的钢筋混凝土框架柱在单调荷载作用下抗震性能的影响,在考虑加固柱的二次受力特性的前提下,采用数值模拟的方法分析加固柱的P-△曲线和刚度退化曲线.结果表明：随着轴压比的增大,加固柱抗侧承载力增加,刚度、延性降低;剪力墙厚度及长度的增大使加固柱的承载力得到了提高,但高轴压比下,通过增加剪力墙厚度及长度加固钢筋混凝土框架柱会使加固后柱的延性降低,刚度退化程度加大.     

后置翼墙加固框架柱抗震变形能力研究

为考察后置翼墙加固混凝土框架柱的抗震性能,结合已有研究中试验轴压比为0.31、0.36、0.40,原柱纵筋配筋率为0.82%~1.23%的18个后置翼墙加固试件的低周反复荷载试验,采用ABAQUS软件进行了675个后置翼墙加固试件在水平反复荷载下的有限元模拟。试验和有限元分析结果表明：由于后置翼墙作为原柱的耗能及加固部件有效保护了原柱,后置翼墙加固试件中原柱损伤相对较轻;后置翼墙一字形加固柱的损伤主要发生在两片后置翼墙端部区域,T形及L形加固柱原柱损伤主要发生在未后置翼墙一侧,且损伤区域较小;建立了翼墙加固柱极限层间位移角关于原柱轴压比、剪跨比、翼墙钢筋配筋率等关键参数的计算式。     

钢管混凝土复合短柱轴压性能试验研究

钢管混凝土复合柱由钢管混凝土柱肢和钢筋混凝土联接板组成。以柱肢钢管壁厚和联接板厚度为试验参数,对7个复合短柱试件进行轴压性能试验研究,同时进行了与复合柱试件组成相对应的4个钢管混凝土柱构件和3个钢筋混凝土板构件的轴压试验。研究复合短柱在轴压荷载作用下的破坏模式和荷载 位移曲线,对比分析试件与对应构件的荷载 应变曲线,研究柱肢钢管壁厚和联接板厚度对复合短柱轴压承载力的影响。试验结果表明：轴压复合短柱受力全过程分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性发展阶段;轴压复合短柱的破坏特征为钢筋混凝土联接板混凝土压碎,此时钢管混凝土柱肢的受力状态与对应的钢管混凝土构件的受力状态不同,钢管混凝土柱肢并没有充分发挥其自身的承载能力;在复合短柱的轴压承载力计算中应引入柱肢承载力折减系数,该系数与柱肢套箍系数相关;通过对现有的钢管混凝土轴压短柱的试验数据进行回归分析,拟合得到柱肢承载力折减系数的经验计算公式;按照建议方法计算得到的复合短柱的轴压承载力与试验结果吻合良好。     

矩形钢管混凝土翼缘-蜂窝钢腹板H形截面组合短柱轴压性能试验研究

为研究矩形钢管混凝土翼缘-蜂窝钢腹板H形截面组合短柱(STHCC)的轴压性能,进行了16根STHCC短柱的轴压静力试验。主要研究参数包括约束效应系数、混凝土立方体抗压强度、翼缘钢管腹板厚度和柱长细比。通过轴压试验得到STHCC短柱试件的试验现象和破坏形态、荷载-位移曲线、钢管翼缘和蜂窝钢腹板的荷载-应变曲线,分析了四参数对STHCC短柱轴压承载力的影响规律及受力机理。结果表明：钢管的外表面会产生吕德尔滑移线,所有试件钢管混凝土翼缘均呈剪切型破坏;试件荷载-位移曲线大致可分为弹性、弹塑性、荷载下降和残余变形等四段。随着约束效应系数和蜂窝钢腹板厚度的增加,试件的轴压承载力逐渐提高;随着长细比的增大,试件的轴压承载力却逐渐下降。最后,通过引入组合效应修正系数和综合影响变量,建立了与试验结果吻合较好的STHCC短柱轴压承载力计算式,并给出了该类轴压短柱的设计建议。     

考虑二次受力圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压承载力研究

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在二次受力下的基本力学性能,首先进行了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和2根圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压试验,其中1根柱通过对其施加后张预应力来模拟构件加固前的初始轴压力;其次,依照试验参数,应用有限元数值模拟加固柱在不同轴压比下的力学性能;最后建立了圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在二次受力下的轴心受压承载力计算公式.结果表明:无论是否有初始轴压力,加固柱承载力均比未加固柱高很多,但是二次受力下的加固柱的轴心受压承载力会略有降低,且承载力会随着轴压比的增大而减小;应用有限元数值模拟的结果和应用承载力公式计算出的结果均与试验结果吻合良好.     

高强混凝土柱抗震性能的试验研究

通过在周期反复荷载作用下高强混凝土柱的受力性能试验,考察了轴压比、混凝土保护层厚度等因素对柱延性等性能的影响.结果表明:柱的延性随轴压比或混凝土保护层厚度的增加而减小.综合本次试验和以往对高强混凝土柱的试验结果,提出了在不同设计轴压比下的抗震最小配箍特征值.     

内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱受力性能研究

对7个内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土长柱进行了轴压性能试验研究,得到了荷载-跨中挠度曲线和荷载-应变曲线,并分析了其受力过程及破坏特征。试验结果表明:内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱的破坏模式为弯曲失稳破坏。随着长细比的增大,试件的承载力降低。试件的荷载-挠度曲线可分为弹性段、弹塑性段以及下降段。采用ABAQUS有限元分析软件对内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱受力性能进行有限元模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上,分析了长细比、混凝土强度、钢材强度、含钢率和有无CFRP对组合柱受力性能的影响。分析结果表明,长细比对柱的受力性能影响较大,随着长细比的增加柱的承载力明显下降;提高混凝土强度可以提高柱的承载力,但延性有所降低;提高钢材强度和增大含钢率均可以提高柱的承载力;设置工字形CFRP型材可以提高柱的承载力和变形能力。     

Experimental research on concrete-filled square steel tubular slender columns with inner I-shaped CFRP under axial compression

对7个内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土长柱进行了轴压性能试验研究,得到了荷载-跨中挠度曲线和荷载-应变曲线,并分析了其受力过程及破坏特征。试验结果表明：内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱的破坏模式为弯曲失稳破坏。随着长细比的增大,试件的承载力降低。试件的荷载-挠度曲线可分为弹性段、弹塑性段以及下降段。采用ABAQUS有限元分析软件对内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱受力性能进行有限元模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上,分析了长细比、混凝土强度、钢材强度、含钢率和有无CFRP对组合柱受力性能的影响。分析结果表明,长细比对柱的受力性能影响较大,随着长细比的增加柱的承载力明显下降;提高混凝土强度可以提高柱的承载力,但延性有所降低;提高钢材强度和增大含钢率均可以提高柱的承载力;设置工字形CFRP型材可以提高柱的承载力和变形能力。     

GFRP套管与钢纤维砂浆复合加固损伤RC柱轴心受压试验研究

提出了GFRP套管与钢纤维砂浆复合加固损伤RC柱的复合加固方法.通过1根RC方形截面短柱和4根复合加固损伤RC方形截面短柱的轴压试验,研究了 GFRP套管与钢纤维砂浆复合加固损伤RC方形截面短柱的轴压性能,分析了GFRP管厚度对复合加固柱的承载力、刚度和延性的影响.试验结果表明:随着GFRP管厚度的增大,复合加固柱的承载力显著提高,GFRP管厚度对轴压刚度影响较大,对试件的延性变形能力影响相对较弱;在其他条件相同的情况下,复合加固柱承载力的提高率随GFRP管厚度的增大而减小.在试验研究的基础上,建立了复合加固损伤RC方形截面短柱的轴压承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.     

型钢再生混凝土组合柱轴压性能试验研究

通过6个型钢再生混凝土组合柱的静载试验,对型钢再生混凝土组合柱轴压承载力进行了研究。试验主要考虑再生粗骨料取代率和长细比两个参数对构件承载力的影响。由试验得出组合柱在轴心荷载下的荷载-位移曲线,分析型钢再生混凝土组合柱的破坏机理及再生粗骨料取代率、长细比对其轴压承载力的影响,提出型钢再生混凝土组合柱轴压承载力计算公式。