型钢混凝土异形柱的受剪机理及承载力影响因素分析

为了揭示型钢混凝土(SRC)异形柱的受剪机理,进行了17个试件的低周反复荷载试验,试验表明:SRC异形柱的破坏形态有剪切斜压、剪切粘结、剪弯型和弯曲破坏;试验实测的荷载-应变滞回曲线反映了试件在发生剪切斜压破坏时型钢及箍筋屈服,而发生剪切粘结、剪弯型和弯曲破坏时,型钢及箍筋尚未屈服.同时也对异形柱中翼缘、截面的配钢形式、荷载加载方向、剪跨比以及轴压比等因素对SRC异形柱受剪性能的影响进行了分析;结果表明:翼缘的存在能提高异形柱的抗剪承载能力,提高的程度与截面形式和荷载作用方向等因素有关;实腹配钢试件的抗剪承载能力大于空腹配钢试件;SRC异形柱的抗剪承载力随着轴压比的增大而增大,但随着剪跨比的增大反而减小.     

型钢混凝土柱骨架曲线特征点计算方法研究

收集国内近年来关于型钢混凝土(SRC)柱低周循环加载下的84组试验数据,回归分析峰值位移和屈服位移之比、强化刚度、软化刚度与SRC柱构件主要设计参数(轴压比、配箍特征值、剪跨比、体积配箍率和混凝土强度)之间的关系,提出型钢混凝土柱骨架曲线特征点的计算方法。结果表明:峰值位移和屈服位移之比与体积配箍率、混凝土强度成正比,与轴压比、配箍特征值及剪跨比均成反比;强化刚度系数与配箍特征值、剪跨比成正比,与轴压比、体积配箍率及混凝土强度成反比;软化刚度系数与配箍特征值、剪跨比及混凝土强度成正比,与轴压比、体积配箍率成反比。该结果可为型钢混凝土组合结构的地震反应分析提供参考。     

低周反复荷载下型钢混凝土柱滑移性能试验研究

通过在型钢翼缘外侧滑移传感器,对轴力和反复水平荷载作用下型钢混凝土柱的粘结滑移性能进行了试验研究.试验中主要考虑了跨比、轴压比、配箍率、混凝土强度的影响.由试验得到了水平荷载-滑移滞回曲线和骨架曲线、滑移沿柱高的分布规律等.试验结果表明,型钢混凝土的荷载-滑移滞回曲线比较丰满,在整个加载过程中没有明显的"捏拢"现象;滑移沿柱高大致呈指数分布,柱根位置的滑移量最大,由柱根向柱顶逐渐递减;当剪跨比小于2时,滑移随剪跨比的增大而减小,当剪跨比大于2以后,滑移又随剪跨比的增大而增大;滑移随着轴压比的增大增大,随着配箍率和混凝土强度的提高而减小;随着荷载循环次数的增加,滑移刚度不断减小,滑移量不断增大,出现明显的粘结退化现象.     

型钢高强混凝土柱延性的试验研究

通过9根剪跨比λ=2．0的试件。对C80型钢高强混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究．试验主要考虑配箍率和轴压比两个参数对构件延性的影响．根据试验结果，得出了配箍率和轴压比与构件位移延性的关系曲线．在满足一定位移延性的基础上．提出了C80型钢高强混凝土柱的轴压比限值；并就配箍率对轴压比限值的影响进行了分析。进一步提出了与不同配箍率相关的轴压比限值．     

预压型钢混凝土柱抗震性能有限元分析

以型钢混凝土柱为基础上,设计预压型钢混凝土柱;采用ANSYS有限元分析软件,对9个试件按照预压比、强度等级、轴压比、剪跨比、配箍率分别进行低周反复荷载试验,得到不同条件下的预压型钢混凝土柱破坏形态及滞回曲线．研究结果表明,预压型钢混凝土柱有良好的抗震性能,但抗震性能随着轴压比增大和混凝土强度的提高而降低．     

高强轻集料钢筋混凝土梁抗剪性能试验

为研究高强轻集料钢筋混凝土梁的抗剪性能,通过对10根高强轻集料混凝土梁和1根普通高强混凝土梁在集中荷载作用下的抗剪试验,研究了混凝土强度、配箍率、剪跨比等因素对构件抗剪强度的影响,分析了几种不同抗剪承载力公式的适用性.试验结果表明,高强轻集料钢筋混凝土梁斜截面破坏型态和普通混凝土梁相似;随着混凝土强度的提高,极限抗剪承载力提高的幅度较小;配箍率的提高,能提高极限抗剪承载力,但对斜裂缝的开裂和临界斜裂缝承载力影响很小.原规程JG J12-99中所规定的抗剪承载力公式不仅适用于普通轻集料混凝土,对于估算高强轻集料有腹筋梁的抗剪承载力也是适用的.     

C80高强混凝土柱在反复荷载作用下的抗剪性能

通过1根C40普通混凝土柱与4根C80高强混凝土柱在竖向轴压力和水平反复荷载作用下的抗剪性能试验,深入研究了混凝土强度等级、剪跨比、轴压比和配箍率等因素对柱的破坏形态、滞回性能、位移延性及受剪承载力的影响.分别采用中国规范GB50010—2010、美国规范ACI318—08、加拿大规范CSA—04及桁架-拱模型对钢筋混凝土柱的受剪承载力进行计算,并与试验值进行对比分析.结果表明:对于小剪跨比钢筋混凝土柱,上述规范受剪承载力计算公式均偏于保守;由于考虑了拱效应,桁架-拱模型较其他规范对钢筋混凝土柱受剪承载力的预测更为准确.     

型钢混凝土柱位移延性系数研究

综合现有型钢高强混凝土柱的试验研究成果,讨论了影响型钢高强混凝土柱位移延性系数的因素,并基于BP神经网络研究了轴压力系数、体积配箍率、剪跨比和配钢率等参数对型钢高强混凝土柱延性的影响及规律.通过对国内50根型钢高强混凝土柱试验数据的整理和回归分析,得到考虑多因素的位移延性系数经验公式,该公式可供型钢高强混凝土框架柱抗震设计和抗震性能评估参考.     

型钢混凝土柱抗扭刚度试验研究

通过5根型钢混凝土柱的试验数据,分析轴压比、扭弯比、配箍率和栓钉对型钢混凝土柱抗扭刚度的影响.通过分析型钢混凝土柱的扭矩-单位扭转角曲线可知,配箍率对构件开裂后的抗扭刚度影响最大;分析各试件的开裂扭矩,轴压比对构件开裂扭矩的影响最大;且各影响因素对开裂扭矩的影响与对抗扭刚度的影响规律大致相同.     

基于修正压力场理论的超高性能钢纤维混凝土柱抗剪承载力

为了分析超高性能钢纤维混凝土柱抗剪性能,基于修正压力场理论提出了柱子抗剪承载力计算模型.该模型通过柱端部截面中心正应变来考虑轴力和弯矩对抗剪承载力的影响,通过关键参数混凝土主压应变与主压应力间的角度和平均正应变来反映剪跨比、轴力以及配箍率对柱抗剪承载力的影响.结果表明:对剪跨比为1.5~2.0的柱子,该模型剪力计算值与试验值吻合良好.     

配筋UHPC柱的抗震性能及影响因素分析

为研究配筋超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)柱抗震性能及影响因素,以碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布缠绕、钢筋强度和剪跨比为参变量,对1根普通钢筋UHPC柱、1根CFRP布缠绕的普通钢筋UHPC柱和3根高强钢筋UHPC柱进行了低周往复试验,分析了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、延性和耗能能力等。结果表明:对于剪跨比为1.5～4.0的配筋UHPC柱,延性及耗能能力均较好;在CFRP缠绕或较大剪跨比下,试件的破坏形态由剪压破坏转变为弯剪破坏,延性得到明显改善;提高UHPC柱纵筋和箍筋的强度可提高试件的承载力和延性;普通箍筋的裂后工作能力较差,建议UHPC受剪构件配置屈服强度在600 MPa以上的箍筋;基于桁架-拱模型,建立了考虑钢纤维抗拉贡献、轴压比和剪跨比影响的配筋UHPC柱的抗剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好,可为UHPC结构设计提供参考。     

Seismic Performance of Steel Reinforced Ultra High-strength Concrete Columns

The seismic performance of steel reinforced ultrahighstrength concrete columns (SRSHC) with various shearspan ratios (λ) were studied through a series of experiments. The concrete compressive cube strength value of experimental specimens ranged from 92.9 MPa to 108.1 MPa. The main experimental variables affecting seismic performance of specimens were axial load ratio and stirrup reinforcement ratio. The columns (λ=2.75) subjected to low cyclic reversed lateral loads failed mainly in the flexuralshear mode failure and columns (λ≤2.0) subjected to low cyclic reversed lateral loads failed mainly in the shear mode failure. Shear forcedisplacement hysteretic curves and skeleton curves were drawn. Coefficient of the specimen displacement ductility was calculated. Experimental results indicate that ductility decreases with axial pressure ratio increasing, and increases with stirrup reinforcement ratio increasing. Limit values of axial pressure ratio and minimum stirrup reinforcement ratio of columns are proposed to satisfy definite ductility requirement. The suggested values provide a reference for engineering application and for the amendment of the current Chinese design code of steel reinforced concrete composite structures.     

方钢管混凝土柱抗剪性能试验研究

研究方钢管混凝土柱在弯剪和压弯剪受力状态下的力学性能,进行了6个足尺方钢管混凝土柱的抗剪承载力试验,以剪跨比和轴压比作为主要参数,讨论试件的破坏形态、剪力-位移曲线等试验结果,分析剪跨比和轴压比等因素对构件抗剪承载力的影响,并对构件的抗剪性能进行非线性有限元分析.根据有限元计算结果,拟合推导出考虑轴压力影响的方钢管混凝土柱弯剪试件抗剪承载力与剪跨比关系的经验公式,公式计算结果与试验结果吻合较好,稍偏于安全,可供工程实践参考.     

剪力连接件对型钢混凝土超短柱抗震性能的影响

进行了6个剪跨比为1的超短柱的滞回性能试验研究,其中包括2个钢筋混凝土柱(RC)、2个不设剪力连接件的型钢混凝土(SRC)柱和2个设剪力连接件的型钢混凝土柱.试验结果表明,不设剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为粘结破坏,与RC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力无显著提高,但耗能能力有所提高.设置剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为斜压破坏,与不设剪力连接件的SRC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力显著提高.随轴压比的提高,SRC超短柱的抗剪承载力提高;但轴压比对SRC超短柱的延性和变形能力无显著影响.     

T型钢PEC梁抗剪性能研究

为研究T型钢PEC梁抗剪性能,对其进行试验,并用有限元模型与试验对比,结果吻合较好。在此基础上分析不同剪跨比下破坏模式及混凝土强度等级和箍筋间距对T型钢PEC梁抗剪性能的影响。分析结果表明,剪跨比为1和剪跨比为1.5时,均呈斜压破坏,剪跨比为2时,呈剪压破坏,3个试件均具较好延性;混凝土强度等级提高对抗剪有一定影响,可取混凝土等级为C30~C50;箍筋间距对抗剪强度影响较小,可取规范最大间距;相对于箍筋,型钢腹板承担较大的剪力。     

钢骨高强混凝土柱轴压力系数限值的研究

通过4根剪跨比为2.2的钢骨高强混凝土柱的低周反复荷载试验,研究了不同轴压力系数和体积配箍率条件下钢骨高强混凝土柱的破坏形态、延性与耗能能力,通过试验结果结合理论分析提出了钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值.     

钢骨高强混凝土柱受力性能的试验研究

通过对6根钢骨高强混凝土柱在低周反复水平荷载下的试验研究,分析了含钢率、配箍率、轴压比以及钢骨形式等因素对钢骨高强混凝土柱受力性能及抗震性能的影响,其中轴压比与钢骨形式的影响最为敏感,决定着该种构件的受力特性,分析所得的结论可为相关研究提供试验及理论分析依据.