高强度螺旋箍筋约束下的高强混凝土圆柱延性分析

目的研究高强度螺旋箍筋约束下的高强混凝土圆柱的延性性能与其影响参数之间的关系．方法利用“截面条带法”，编制了配有高强钢筋的高强混凝土圆柱延性性能的非线性分析程序。对影响其延性的主要参数——轴压比、体积配箍率、箍筋强度、纵筋配筋率等参数的影响规律进行数值分析，揭示该类构件的位移延性系数与其影响参数之间的关系．结果通过大量的数值计算，得到了高强度螺旋箍筋约束下高强混凝土柱的位移延性系数同轴压比、体积配箍率、箍筋强度和纵向钢筋配筋率之间的关系曲线．结论数值计算表明高强混凝土圆柱的延性性能随轴压比的减小、箍筋强度的提高、体积配箍率的加大而增大；部分配置高强度纵向钢筋可明显改善高强混凝土柱的延性；通过对数值计算结果的回归分析并结合试验结果提出了配有高强钢筋的高强混凝土柱的位移延性经验计算公式．     

圆形截面高强混凝土柱抗震性能试验研究

目的研究圆截面高强混凝土柱的抗震性能和破坏机理，以提高建筑结构的抗震性能．方法通过6根配有强度等级为1420MPa的预应力钢棒作箍筋及纵筋、混凝土强度等级分别为C90和C60的高强混凝土圆截面柱，在低周反复荷载下的模型试验，研究了轴压比、箍筋（包括含箍特征值、箍筋间距、箍筋种类）、纵筋和混凝土强度等级等参数对抗震性能的影响．结果试验明确了C90和C60高强混凝土圆截面柱的破坏机理．通过对配置的PC钢棒作箍筋和部分作纵向受力筋的高强混凝土柱的位移延性比与轴压比和含箍特征值关系的经验计算公式的计算，并与实测值相比较，二者吻合良好．结论试验证明，配置PC钢棒作箍筋和部分作纵筋可明显改善高强混凝土圆截面柱的延性性能和抗震能力．     

型钢高强混凝土柱抗剪承载力的试验研究

通过20个混凝土强度为65.3—84.9 MPa的型钢高强混凝土柱在轴力和水平荷载共同作用下的试验,对型钢高强混凝土柱的抗剪性能进行了研究.试验主要考虑剪跨比、轴压比、配箍率和混凝土强度四个参数对构件抗剪性能的影响.由试验得到了水平荷载下型钢高强混凝土柱的破坏形态,分析了剪跨比、轴压比、配箍率和混凝土强度对构件抗剪承载能力的影响,提出了型钢高强混凝土柱抗剪承载能力的计算公式,公式的计算结果与试验结果符合较好.     

钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算与分析

目的得到钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算表达式.方法分别考虑钢骨混凝土部分和钢管混凝土部分各自承担的轴力和弯矩,将这两部分的轴力、弯矩叠加.钢管混凝土部分按照现行的钢管混凝土公式计算;钢骨混凝土部分采用简化分析,按照忽略环箍效应和考虑环箍效应两种情况计算,同时和按照叠加方法计算的钢管混凝土组合柱承载力进行比较.结果钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力比钢管混凝土组合柱承载力提高约15%,叠加的计算方法可以适用于钢骨-钢管混凝土柱.结论钢骨-钢管混凝土柱具有更高的承载力能力和更好的延性.     

单向偏压钢骨高强混凝土长柱承载力的数值模拟

考虑钢骨高强混凝土长柱在偏心荷载作用下的材料非线性、二阶效应、型钢与混凝土之间的粘结滑移以及型钢和箍筋对混凝土的约束作用等影响因素,对单向偏压钢骨高强混凝土长柱的变形和承载力进行了全过程分析.编制计算程序,给出其荷载与变形的关系曲线,计算结果与试验结果对比,二者吻合良好.     

钢骨高强混凝土T形短柱偏心受压的试验

目的 设计一种新型实腹式钢骨混凝土T形柱,研究不同含钢率对钢骨混凝土T形柱正截面承载力的影响.方法 对3根钢骨高强混凝土T形短柱和1根钢筋高强混凝土T形短柱在偏心作用下的力学性能进行了试验研究,分析了不同含钢率对承载力的主要影响,得出了相应的关系曲线.结果 钢骨高强混凝土T形短柱的承载力一般比不加钢骨的钢筋高强混凝土T形柱提高20%～34%.结论 实验表明,在异形柱中加入钢骨对异形柱的承载力有很大的提高,这种新型实腹式钢骨混凝土T型柱可以在工程中使用.     

配置高强钢筋的高强混凝土轴压柱承载力计算分析

通过对12个配置不同箍筋间距、箍筋强度、纵筋强度以及混凝土强度的轴压短柱进行非线性有限元分析,对其承载力进行了研究,比较了箍筋的强度、间距、纵筋强度以及混凝土强度等因素对其承载力的影响,结果表明:采用密排高强箍筋约束混凝土是提高混凝土轴向承载力的有效措施,即箍筋间距较小、强度较高的约束混凝土构件具有较好的受力性能.     

高强箍筋约束混凝土轴心受压性能分析

在高强箍筋约束混凝土轴心受压试验研究的基础上,对高强箍筋约束混凝土进行了三维非线性有限元分析,与试验结果比较吻合较好;通过数值模拟分析了箍筋间距、箍筋强度及箍筋形式等对约束混凝土轴压性能的影响,分析了箍筋受力与混凝土截面应力分布,揭示了箍筋与混凝土在轴压下的相互作用,探讨了箍筋对混凝土的约束机理;结果表明,通过合理选择有限元分析模型,可较好地预测箍筋约束混凝土柱的轴心受压性能.     

高强约束混凝土框架柱抗震性能的研究

通过九根强度68．3－76．5MPa，采用箍筋约束的高强约束混凝土框架柱在低周反复作用下的试验研究，分析了影响高强混凝土框架柱延性的主要因素。着重提出了在满足构件有限延性基础上的，可用于工程设计的轴压比限值和配箍水平限值。在试验结果与按照文献[6]建议方法的计算对比基础上，提出了高强约束混凝土压弯构件正截面强度计算方法的建议。     

方形高强钢管混凝土叠合柱轴压极限承载力分析

对于新提出的方形高强钢管混凝土叠合柱的极限承载力,基于统一强度理论,考虑中间主应力和材料拉压比的影响,引入有效约束系数和非有效约束系数并考虑箍筋对钢管外混凝土约束作用的不同,把钢管外箍筋约束混凝土划分为有效约束区和非有效约束区,将方形截面等效为圆形截面以考虑钢管核心混凝土受到的钢管和外围钢筋混凝土的双重约束效应,提出了方形高强钢管混凝土叠合柱的一种新的轴压极限承载力计算方法。将所得理论计算结果与文献试验结果进行对比,吻合良好,证明了公式的正确性。对各参数的影响规律分析表明,方形高强钢管混凝土叠合柱的承载力随着侧压系数、中间主应力影响系数、材料拉压比和纵向配筋率的增大而增大,随着钢管径厚比的增大而减小。     

影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力因素分析

利用正交试验设计法、规范方法对影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力的各因素进行分析,考虑的因素包括混凝土强度等级、高宽比、横向钢筋配筋率,得出了各种影响因素的重要程度。影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力最敏感的因素是高宽比,混凝土强度次之,横向钢筋配筋率影响最小。随着高宽比的增大,混凝土强度等级的提高剪力墙抗剪承载力呈上升趋势。由于钢筋混凝土低剪力墙中水平钢筋对抗剪承载力的作用有限,当其抗剪承载力不足时,应主要通过调整截面尺寸或提高混凝土强度等级来满足抗剪承载力的要求。     

混杂纤维高性能混凝土深梁斜截面抗裂度计算方法

为研究混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土深梁的斜截面抗裂度,采用正交试验法设计了18组混杂纤维高性能混凝土深梁试件和2组未掺纤维的普通高性能混凝土深梁对比试件.通过静载作用下的受剪试验,探讨了钢纤维的特征参数(类型、体积率、长径比)、聚丙烯纤维体积率、水平分布钢筋配筋率及竖向分布钢筋配筋率等6个因素对高性能混凝土深梁斜截面抗裂度的影响,通过正交试验的直观分析法比较了各个因素对斜截面抗裂度的影响顺序.试验结果表明:掺入适量的混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)后,无腹筋高性能混凝土深梁斜截面抗裂度提高幅度可达34.9%,有腹筋高性能混凝土深梁斜截面抗裂度提高幅度可达83.8%.基于现行规范提出了与钢纤维部分增强钢筋混凝土深梁相衔接的混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土深梁斜截面抗裂度的计算公式,可为工程设计提供参考.     

复合螺旋箍筋约束混凝土柱偏压性能试验

采用复合螺旋箍筋约束混凝土柱,能在提高混凝土核心强度的同时,实现高延性,可支撑高地震设防烈度区重要结构的设计建造.以箍筋间距与轴向力偏心距为基本参数,完成了6根复合螺旋箍筋约束混凝土柱偏心受压试验,并与同条件下两类常规复合箍筋柱进行对比.获得了轴向力-侧向变形关系、轴向力-箍筋应变关系及轴向力-压区边缘混凝土压应变关系等,发现不同螺距/间距及偏心距下试验柱先后出现纵筋屈服与混凝土压碎的破坏模式.试验结果表明,破坏时采用不高于80 mm螺距/间距的复合螺旋箍筋柱正截面承载力及以柱高中点侧移定义的位移延性系数较常规螺旋箍筋柱有一定提高.结合试验结果,发现偏压复合螺旋箍筋柱破坏机制与螺旋箍筋强核心约束和外围方形箍筋次约束的复合作用明显相关,破坏主要是核心螺旋箍筋约束失效后混凝土压碎引起,而外围复合箍筋在峰值荷载后对混凝土仍具有一定约束作用.基于破坏机制,区分了两类约束区对柱承载力贡献,提出了复合螺旋箍筋柱偏压承载力计算方法.     

矩形钢套筒约束混凝土轴心受压应力应变关系

进行了6个矩形钢套筒约束混凝土试件的轴心受压试验,试验结果表明：矩形钢套筒能够对其内部混凝土形成有效约束,显著提高混凝土受压峰值应力,使约束混凝土受压应力应变曲线的下降段更加平缓,有效改善混凝土的极限变形能力。在试验的基础上,通过对试验中钢套筒的应变和钢套筒内混凝土的受力状态进行分析,给出了矩形钢套筒对混凝土横向有效约束力的计算方法,借用Mander模型,进一步提出了受约束混凝土单轴受压应力应变计算模型。将计算模型与试验的钢套筒约束混凝土应力应变曲线进行对比,二者吻合良好。     

约束混凝土柱配置高强纵筋小偏压性能分析

采用高强箍筋能够对高强混凝土形成有效约束并大幅提高其变形能力,为受压构件中配置高强度纵筋奠定了基础。本文提出采用高强度钢筋（500 MPa 以上）作为高强箍筋约束高强混凝土柱中的纵筋。首先对建立的有限元模型与相同参数下的试验结果进行对比,验证了模型的准确性;然后,采用有限元方法分析了箍筋间距、纵向钢筋配筋率对纵筋应力水平、混凝土强度的影响,结果表明合理的选择箍筋间距,高强纵筋在构件中可发挥较好的作用;最后,探讨了纵向钢筋强度与构件承载力之间的关系,为约束混凝土柱中配置高强纵筋的理论研究与应用提供了参考。     

中、美规范中受压构件的正截面承载力计算

对中国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002）和美国ACI 318M—05规范中钢筋混凝土受压构件的最小和最大配筋率、正截面轴心受压、偏心受压承载力及其配箍构造的规定进行了对比分析。结果表明：对于轴心受压构件,美国规范中受压承载力的折减系数小于中国规范;随着受力状态由大偏心受压向小偏心受压过渡,美国规范抗力折减系数的变化与构件的受力破坏特征有关,而中国规范的抗力折减系数基本不体现大、小偏心受压构件受力破坏特征的影响;对于高强混凝土,中国规范在确定混凝土材料强度标准值时引入了脆性系数,而美国规范通过较高的配箍率规定来保证高强混凝土构件的受力破坏特征与普通混凝土一致。     

碳纤维布加固薄壁钢管再生混凝土短柱力学性能的试验研究

针对四川地震中产生的大量废弃建筑骨料,设计了10个薄壁钢管再生混凝土短柱的轴压性能试验,其中6个试件采用外贴碳纤维复合材料(CFRP)进行加固,研究不同加固形式对薄壁钢管再生混凝土短柱的极限承载力,变形能力,刚度和破坏形态的影响。试验分析了不同再生骨料替代率,钢管截面形式和加固面积比,以及钢管长径比对加固效果的影响。试验结果表明,2种加固方式均可显著提高薄壁钢管再生混凝土短柱的极限承载力和变形能力,改变其破坏模式和提高其整体刚度。碳纤维加固面积比越大,试件极限承载力和变形能力提高幅度越大,但其提高程度并不与加固面积成正比。对于不同长径比的薄壁钢管再生短柱,不同加固方式对其加固效果差别不大。     

加强型预应力混凝土管桩抗弯剪性能试验研究

为有效解决普通预应力混凝土管桩抗弯（剪）性能较差的现状,研发了主筋加强型预应力混凝土管桩,并进行抗弯及抗剪性能方面的原型试验研究.抗弯试验结果显示：非预应力螺纹钢筋的配置较大幅度提高了预应力混凝土管桩的抗弯性能,且原有预应力钢筋配筋率越低效果越明显,但抗裂性能没有明显改善;螺纹钢筋的配置明显减小了桩身裂缝的长度和平均宽度,裂缝分布范围及数量有一定程度的增加.2种类型管桩的主要应力均位于跨中纯弯段内,裂缝出现以前跨中界面应变基本符合平截面假定,裂缝出现后中性轴上移.抗剪试验显示：非预应力螺纹钢筋的配置改变了桩身的应力和裂缝分布规律,较大幅度减小了管桩在剪力作用下的变形量,但抗剪承载力提高程度取决于原有预应力钢筋配筋率.对比试验结果说明此创新型管桩在抗弯及抗剪性能方面的优势是明显的.     

高强型钢混凝土组合柱小偏心受压力学性能

为研究圆截面Q460高强钢混凝土组合柱在小偏压作用下的受力性能,进行了两根组合柱的工程性试验,对其破坏过程及特征进行分析,结果表明,钢骨有效限制剪切斜裂缝的发展,组合柱发生弯曲破坏,表现出良好的延性;采用有限元方法分析钢骨应力分布与变化规律,结果表明,混凝土压溃失效引起钢骨应力重分布,加剧了钢骨部分承担轴力和弯矩;对型钢屈服强度、含钢率进行有限元参数分析,结果表明,采用高强钢可有效提高承载力,同时控制构件截面尺寸与自重;对计算SRC柱压弯承载力的两种主要方法进行了比较分析,提出等效矩形概念的简化计算,为圆截面SRC柱设计提供依据.