RC带板中柱空间节点抗震性能研究和有限元分析

文章基于钢筋混凝土中柱带板空间节点低周反复荷载试验以及ABAQUS程序的有限元数值模拟,分析了在平面内和斜向45°方向上不同加载方式下带板节点的裂缝分布、力—位移滞回曲线等抗震性能;研究了负弯矩作用下梁端截面位置处的楼板钢筋应变分布规律,提出了负弯矩作用下梁端截面位置处楼板有效翼缘宽度取值建议并对梁端承载力进行了分析。结果表明:斜向45°方向加载时,节点处于双向受力状态,对结构承载力有明显影响;斜向加载同平面加载相比梁端位置处楼板有效宽度进一步增大;梁端抗负弯矩承载力计算值和试验值吻合较好,ABAQUS有限元分析所得骨架曲线与试验骨架曲线吻合较好。     

钢筋混凝土框架强柱弱梁屈服机制问题的分析

多次地震灾害表明,采用现浇楼板的钢筋混凝土框架很难实现原抗震设计所期望的“强柱弱梁”延性屈服机制,绝大多数的裂缝损伤或塑性铰发生在框架柱的端部而非梁端.基于国内外研究现状与设计规范中的规定,针对钢筋混凝土梁柱节点中的楼板贡献、柱端抗弯承载力之和与梁端抗弯承载力之和的比值选取、水平地震作用方向的影响、所用材料性能强化以及框架柱所承受轴向力的动态变化影响进行分析,进一步了解“强柱弱梁”屈服机制未能实现的多方面因素.鉴于目前此类问题常用抗震加固方法的不足,介绍一种有效可行的框架梁端部负弯矩承载力弱化的抗震加固措施,可以使得既有带现浇楼板的钢筋混凝土框架易于出现梁端塑性铰,提高钢筋混凝土框架整体的延性能力.     

预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合连续梁负弯矩区试验

为了研究预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合连续梁负弯矩区的受力性能,设计了3根6.2 m箱形组合截面的两跨连续梁试件,包括2根加固梁和1根对比梁。碳纤维板布置在负弯矩区混凝土板顶面,通过新型装配式预应力锚固系统进行后张有粘结加固,2根加固梁的预应力水平分别为20%和35%。结果表明:采用预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合连续梁的负弯矩区,中支点截面的抗弯极限承载力分别提高了19.4%和28.5%,且抗裂性大幅增强;碳纤维板加固可限制裂缝的形成、发展,减小使用阶段的挠度和裂缝宽度,同时提高极限状态下的变形能力;截面应变符合平截面假定。最后,提出了连续组合梁中支点截面抗弯极限承载力的计算方法。     

正弯矩区组合扁梁承载性能分析

钢-混凝土组合扁梁中的钢梁内嵌于混凝土楼板之中，最大限度地降低了结构的高度，增强了结构的防火能力．作为框架梁使用时，在竖向荷载作用下，跨中处于正弯矩区；水平荷载作用下，梁的一侧为正弯矩，男一侧为负弯矩．因此，明确正弯矩区组合扁梁的受力性能是进行结构分析的基础．对正弯矩区组合扁梁的抗弯刚度和承载力进行了理论分析，并通过简支梁的试验来验证理论分析结果的合理性，研究结果表明，组合扁梁抗弯承载力的理论值和试验值吻合良好，而刚度的理论值较为保守，主要原因是分析中没有考虑预制混凝土板对刚度的贡献．     

梁板抗弯刚度比对板弯矩的影响分析

采用有限元工程分析软件ANSYS对竖向荷载作用下,钢筋混凝土梁板体系中梁板的相互作用关系进行研究分析,通过调整梁与板的抗弯刚度比来分析梁的刚度对板的弯矩的影响.研究结果表明:当梁与板的抗弯刚度比α大于25时,梁的竖向变形相对于楼板可忽略,梁可近似看作楼板竖向无位移的支座,此时楼板支座负弯矩在梁跨中位置最大;随着α的减小,楼板支座负弯矩的分布规律也相应发生变化,当α<10时,楼板支座负弯矩在靠近柱支承处迅速增加.     

连续侧向约束条件下薄壁梁的整体稳定分析

通过能量法对存在连续侧向约束的薄壁梁的弹性整体稳定进行了分析,分析中考虑了在连续侧向约束条件下,梁端部负弯矩的存在,对梁整体稳定承载力产生的不利影响.通过运用有限元法的分析计算,得出了在实际设计中考虑梁端部负弯矩影响的临界条件,并提出了相应的避免出现整体失稳的构造措施.     

内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土柱-钢梁节点的静力性能

目的通过研究找出两类内置CFRP圆管方钢管高强混凝土柱-钢梁节点在单调荷载作用下的传力机制和破坏模态．方法设计了一栋采用内置CFRP圆管的方钢管混凝土柱的5层框架结构,利用有限元软件ABAQUS建立了三维有限元模型,对两类节点进行了单调荷载作用下的模拟分析．结果外加强环式节点的梁端弯矩主要通过柱角附近的水平环板和柱两侧外伸环板传递给柱壁和核心混凝土,水平环板有效宽度大约为0．5倍的柱宽度．外肋环板式节点的极限位移均大于外加强环式节点,尤其是外肋宽度大于40mm时更为明显．外肋环板式节点的极限承载力也高于外加强环式节点．结论设计节点的破坏主要原因是环板和钢梁翼缘交接位置出现局部屈曲,节点的极限承载力取决于梁的抗弯承载力,变截面位置作为整个节点危险部位,在设计中应进行计算和校核．     

组合梁混凝土板抗裂性能试验研究

设计制作了3片钢-混凝土组合梁,各梁截面尺寸相同,栓钉布置方法及钢筋用量有所不同．通过对其做负弯矩静力加载试验,研究栓钉布置方法,以及钢筋用量对组合梁负弯矩区混凝土板裂缝开展和宽度的影响,探索改善组合梁负弯矩区混凝土板开裂的有效方法．试验结果表明,栓钉布置方法及钢筋用量是改善组合梁负弯矩区混凝土板开裂的有效方法．此外,在试验的基础上,对比分析了现行关于组合梁负弯矩区裂缝宽度的计算公式．     

弯矩和轴拉力共同作用下梁柱平齐端板连接的弯矩-转角关系

半刚接钢框架内填RC剪力墙结构(SRCW)的梁端有较大的轴向拉力,梁柱连接受弯矩和轴拉力的共同作用.鉴于已有的梁柱连接研究均未考虑梁端轴拉力的影响,对弯矩和轴拉力共同作用下的梁柱平齐端板连接的弯矩-转角关系进行了研究.在有限元分析和已有的研究成果的基础上,提出了弯矩和轴拉力共同作用下梁柱平齐端板连接的抗弯承载力、初始刚度及弯矩-转角关系的简化计算方法.     

现浇楼板对RC框架梁抗弯承载力的增强作用

震害分析表明,大量的现浇钢筋混凝土框架结构并未实现设计规范所要求的“强柱弱梁”梁铰破坏机制.总结国内外研究现状,研究楼板作用(楼板内钢筋)对支座节点处的实际负弯矩增强作用机理;并基于设计规范中的规定,通过实例计算分析,表明尽管GB 50011-2010规范、GB 50010-2010规范和JGJ3-2010规程进一步提高了柱端弯矩增大系数,但在板具有较高配筋率时,仍不能完全保证“强柱弱梁”的实现.最后给出了增强柱端弯矩、以及梁端实际负弯矩计算和配置等方面的设计建议.     

剪压区和剪跨比对混凝土板受剪承载力的影响

为探究受拉纵筋屈服的情况下,混凝土板内支座控制截面的相对剪压区高度和板的剪跨比对其受剪承载力的影响,完成了4个混凝土板试件的受剪试验.试件由板、板端伸臂构件、板下柱以及底梁构成,试验借助板端伸臂构件在板端施加力偶,在预估斜裂缝起始位置的外侧施加竖向荷载,在竖向荷载和板端力偶共同作用下使板顶纵筋在斜裂缝与其相交处接近屈服...     

FRP筋混凝土板冲切承载力计算方法

基于临界剪切裂缝理论,提出FRP筋混凝土板冲切承载力的计算方法. 该方法考虑拉伸刚化效应的混凝土拉伸应力-应变关系,利用截面分析法确定FRP筋受弯构件的弯矩-曲率关系. 根据混凝土板的变形假定、弯矩-曲率关系以及板的平衡方程,确定FRP筋混凝土板的需求曲线. 收集文献中试验数据对该计算方法进行验证,并将其与其他计算模型进行比较分析. 参数分析结果表明：随着混凝土强度与柱头尺寸的增加,FRP筋板承载力名义应力相应降低,混凝土板的延性呈现增长趋势;随着配筋率与厚度的增加,板冲切承载力的名义应力增大,配筋率与厚度的增加会导致板延性降低,因此在设计中应充分考虑板厚与配筋率对FRP筋混凝土板延性的影响.     

闭口型压型钢板-再生混凝土组合楼板的受弯性能

为了解再生混凝土组合楼板的受弯性能,进行了闭口型压型钢板-再生粗骨料混凝土组合楼板在重复荷载作用下的弯曲性能试验,研究了不同钢筋构造措施和不同厚度的再生粗骨料混凝土组合楼板的受弯性能,并与普通混凝土组合楼板的受弯性能进行了比较,给出了闭口型压型钢板-再生粗骨料混凝土组合楼板的受弯极限承载力计算和挠度验算方法.研究结果表明:与压型钢板-普通混凝土组合楼板相比,再生粗骨料混凝土组合楼板的受弯承载力及刚度降低幅度较小,经过合理设计,可以应用于实际工程结构;在再生混凝土组合楼板中采取钢筋桁架加强构造措施,可以明显提高组合楼板的受弯性能.     

预应力CFRP板加固钢筋混凝土双向板的正截面抗弯承载力

共制作了6块规格相同的钢筋混凝土(RC)双向板(4块预应力碳纤维板加固RC双向板、1块非预应力纤维板加固RC双向板和1块未加固的对比试验板)进行加载试验,研究预应力碳纤维板加固RC双向板的正截面抗弯承载力.结果表明:非预应力纤维板加固RC双向板、预应力纤维板加固RC双向板的单位和极限荷载比未加固的对比板极限承载力提高程度都较大,预应力碳纤维板加固法的加固效果更明显,碳纤维的强度利用率更高,预应力加固板板材间距较小时,单位板宽受弯承载力增加明显,同对比板相比显著提高了构件的抗弯强度和刚度,理论计算值与试验值较吻合.     

正六边形蜂窝型空腹楼盖混凝土板的有效宽度计算

为便于工程简化计算,将混凝土楼板和下空腹钢结构梁运用刚度等效原则简化为钢结构梁,利用有限元方法分析了正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖和刚度等效钢结构楼盖在竖向荷载作用下的静力特性,通过对比分析,研究了不同混凝土楼板参与宽度的竖向挠度,计算出钢-混凝土组合结构混凝土楼板的有效宽度,并分析得出的混凝土板有效结构宽度与混凝土板厚度和钢-混凝土组合结构厚度间的关系。研究结果表明：正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖结构的抗弯刚度随剪力键高度的增加而加大,上翼缘混凝土板有效结构宽度随剪力键长细比的增加而减小;混凝土板有效结构宽度随自身板厚的增加而增加,近似为线性增长。     

火灾下混凝土构件正截面承载力估算方法

针对火灾下混凝土构件正截面承载力计算繁杂的问题.提出对于受拉区为迎火面的板的控制截面,不考虑压区混凝土强度的变化,考虑高温对受拉钢筋强度的影响;对于受压区为迎火面的板的控制截面,引入截面有效高度折减值,不考虑折减后剩余混凝土强度和拉区钢筋强度的变化,考虑高温对受压钢筋强度的影响;对于四面受火的轴心受压混凝土方柱,引入截面尺寸折减值,不考虑折减后剩余混凝土强度的变化,考虑高温对钢筋强度的影响,并建立了火灾下板及四面受火钢筋混凝土方柱正截面承载力的估算方法,可供钢筋混凝土结构抗火验算时参考.     

冷轧带肋钢筋混凝土板类构件试验研究与应用

本文基于７２块冷轧带肋钢筋砼板类构件试验，对应用冷轧带肋钢筋的预应力砼空心板、现浇楼板、叠合板的工作性能、承载力与经济效益进行了较深入的研究与分析。试验研究结果表明，冷轧带肋钢筋砼板类构件中有着显著的经济效益与广阔的应用前景，应加快推广应用。     

集成光场三维显示亮度均匀性校正方法

针对集成光场三维显示亮度不均匀的问题,提出基于光场重构的提高三维显示亮度均匀性的方法. 该方法通过调制每台投影机投射画面各颜色通道的各处亮度,从而提高三维画面的整体亮度均匀性. 实验样机主要由76台小投影机构成的投影阵列和光场调控屏幕组成,通过 实验验证了提出的改善亮度均匀性的方法. 实验结果表明,采用该方法可以克服现有基于多投影的光场三维显示中画面亮度不均匀的缺陷.     

80mm厚预应力混凝土空心薄板结构性能试验研究分析

对80mm厚预应力空心板进行了结构性能试验，并得出了相关结论，为该类型板作为农村住宅坡屋顶挂瓦板应用的可行性提供了试验依据。