机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱偏心受压承载力的计算方法

介绍了机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱的小偏心和大偏心受压承载力试验成果,分析了长细比和初始偏心距分别对配筋柱正截面应变分布、混凝土和钢筋应变、侧向挠度、破坏形态、极限承载力等的影响规律.通过与现行规范相应计算公式的计算结果对比,基于混凝土材料性能与结构受力的相关机理,系统分析了机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱偏心受压承载力的主控因素,并对偏心受压承载力的计算提出了建议.     

钢筋混凝土柱大偏心受压性能尺寸效应试验研究

为了解钢筋混凝土柱大偏心受压性能的尺寸效应,对2组不同偏心距的几何尺寸相似的钢筋混凝土柱进行了大偏心受压破坏试验,偏心距分别为0.6h0和0.9h0,截面几何尺寸分别为200 mm×200 mm、400 mm×400 mm、800 mm×800 mm.分析研究其破坏形态、承载力、截面应变分布规律、变形能力及曲率随尺寸变化的规律.研究结果表明:相同偏心距下,不同尺寸的钢筋混凝土柱大偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显;承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力与规范计算值的相对误差增大,变形能力减弱.     

型钢活性粉末混凝土柱大偏压性能分析

为研究型钢活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)柱大偏心受压力学性能,采用足尺试件进行大偏心受压试验.制作了6根截面尺寸为300 mm×350 mm,高度为3 000 mm的型钢RPC柱,进行大偏压承载力性能试验,观察受力过程及破坏形态,测量极限承载力、侧向挠度及截面应变.试验结果表明,该组合结构具有较高的承载力及良好的变形能力,受压区RPC基本符合平截面假定,柱的极限承载力随含钢率的增加而提高,随偏心距的增大而降低.基于平截面假定,考虑截面受拉区RPC拉应力的贡献,建立了足尺型钢RPC柱的极限承载力计算公式,可供工程设计时参考.     

圆钢管高强再生混凝土柱重复加载偏压试验

为研究圆钢管高强再生混凝土柱偏心受压性能,完成了4个试件的单调重复加载试验.4个试件分为两组,第一组试件包括圆钢管普通混凝土柱和圆钢管再生混凝土柱,偏心距100 mm;第二组试件与第一组试件相同,区别在于偏心距为160 mm.通过试验,得到了荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、应变沿截面高度分布情况,分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度、延性和耗能等.利用国内外相关规程对圆钢管再生混凝土偏心受压柱进行承载力计算,并与试验结果比对.研究表明:圆钢管高强再生混凝土偏心受压柱的损伤破坏过程与普通混凝土柱相似,承载能力和变形性能较普通混凝土试件有所提高;截面应变分布与平截面假定符合较好;随着偏心距增大,试件承载力降低,刚度退化加剧,变形能力增强.     

高强混凝土柱小偏心受压性能尺寸效应试验研究

为了解高强混凝土柱小偏心受压性能的尺寸效应,进行了3组不同几何尺寸的高强混凝土柱小偏心受压破坏试验,其截面几何尺寸分别为200mm×200mm、400mm×400mm、800mm×800mm,对比分析了其破坏形态、承载力、变形能力及截面应变分布规律,揭示了其尺寸效应规律。研究结果表明,高强混凝土柱的小偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显;高强混凝土柱的小偏心受压承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力的安全储备量减小,变形能力减弱。     

废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的受压性能

为研究废弃玻璃细骨料对混凝土柱受力性能的影响,对6个普通骨料钢筋混凝土柱和12个废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行了静力受压试验。考虑废弃玻璃细骨料取代率、长细比和偏心距3个因素,分析了不同废弃玻璃细骨料掺量对钢筋混凝土柱的破坏形态、极限承载力、轴向位移、跨中挠度、混凝土应变和钢筋应变的影响。不论是轴心受压还是偏心受压,废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱破坏机理均与普通钢筋混凝土柱相似。掺量100%的废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面承载力较高。废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面应变符合平截面假定,采用中国相关规范计算试件的极限承载力,并将理论值与试验值进行对比,证明可以采用现行的国家规范对废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行正截面承载力计算。研究表明,废弃玻璃细骨料可以100%替代混凝土柱中普通砂,且抗压性能可以满足使用要求。     

部分再生混凝土梁的试验

为了研究部分再生骨料混凝土梁的力学性能,完成了5种配筋率共15根部分再生骨料混凝土梁的试验.试验结果表明平截面假定理论同样适用于部分再生骨料混凝土结构.部分再生骨料混凝土受弯构件的正截面承载力与普通混凝土受弯构件相比并没有降低,但是其刚度相对于普通混凝土受弯构件有所减小.通过分析得到了部分再生骨料混凝土受弯构件正截面承载力计算公式和受弯构件刚度计算的修正公式.给出了部分再生骨料混凝土轴心受压和偏心受压极限压应变以及梁最小配筋率的取值建议;通过ANSYS软件完成了部分再生骨料混凝土受弯构件的有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好.     

500MPa级钢筋混凝土偏心受压柱受力性能的试验研究

通过对9根350 mm×200 mm×2200 mm 500 MPa级钢筋混凝土偏心受压柱受力性能的试验,分析了偏心受压柱荷载—挠度曲线、荷载—钢筋应变曲线、荷载—混凝土压应变曲线以及破坏形态的特点.试验研究结果表明,500 MPa级钢筋在柱中与混凝土协同工作性能较好,其强度得到了充分发挥.在试验和理论分析的基础上,提出了500 MPa级钢筋在混凝土柱中的强度设计取值fy=450 MPa和受压承载力计算公式的建议.     

HRBF500钢筋混凝土大偏心受压柱承载力的试验研究

通过对7根HRBF500钢筋混凝土偏心受压柱和1根HRB400钢筋混凝土偏心受压柱的试验,对500MPa细晶粒钢筋混凝土偏压柱性能有了初步了解.分析了荷载-钢筋应变、混凝土应变曲线以及破坏形态的特点.试验研究表明：500 MPa细晶粒钢筋和普通的HRB400钢筋一样,当作为受力主筋用于受压构件时,其强度能得到充分的利用.在试验和理论分析的基础上,提出了HRBF500钢筋在混凝土柱中的强度设计取值为450 MPa和受压承载力计算公式的建议.     

火灾后等肢L形型钢混凝土异形柱双向偏心受压力学性能研究

为了研究火灾后L形型钢混凝土柱双向偏心受压力学性能,进行受火1小时后4根等肢L形型钢混凝土柱的常温静力加载试验,分析双向受压情况下不同加载偏心距对型钢混凝土异形柱受压承载力的影响.记录其破坏过程及破坏形态,分析其破坏机理.对试验异形柱的极限承载力、混凝土型钢应力应变曲线、柱中侧向位移曲线、混凝土与型钢之间的粘结滑移曲线进行了讨论.试验结果表明:(1)型钢混凝土异形柱与钢筋混凝土柱受压破坏机理相同,破坏形态类似.随着偏心距的增大,试件由受压破坏转变为受拉破坏.承载力也随之降低;(2)桁架式钢骨架以及腹杆能够使混凝土与型钢较好的协同工作,保证异形柱整体工作性能.平均应变平截面假定仍适用于火灾后等肢L形型钢混凝土柱的分析中;(3)异形柱在进行双向受压情况下,试件发生双向弯曲,两侧位移基本相同.     

型钢再生混凝土高轴压比柱抗震性能试验

为研究3种不同再生粗骨料取代率的足尺型钢再生混凝土柱试件在高轴压比及较低轴压比下的抗震性能差异,本文通过40 000 k N多功能试验机对4个柱试件进行了低周反复荷载试验.观察分析各试件的受力性能及破坏特征,得到不同设计变量对试件的水平承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能、变形及刚度等的影响规律.结果表明:4个柱试件的最终破坏形态均为弯剪破坏;各试件滞回曲线较饱满,试件耗能性能较好;再生粗骨料取代率增大,会使试件的变形能力有所降低,但对试件水平承载力及刚度退化影响不大;轴压比增大,试件的水平承载力、刚度及耗能性能提高,但承载力下降加快,刚度退化加剧,延性降低.总体来看,型钢再生混凝土柱在高轴压比下仍然能保持较好的抗震性能,可为后续的理论研究及实际工程应用提供依据.     

配置HRB600E高强钢筋的混凝土柱抗震性能试验研究

HRB600E钢筋是一种新型高强度钢筋,为改善矩形柱抗震性能并推广HRB600E级高强钢筋的应用,通过对6个配置HRB600E钢筋的不同轴压比、不同钢筋强度和纵筋配筋率的混凝土矩形柱进行低周往复荷载试验,得到试件的滞回曲线、骨架曲线和纵筋应变曲线。对比分析高强钢筋混凝土柱的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、刚度退化等抗震性能指标。研究结果表明：配置HRB600E高强钢筋的混凝土柱的破坏特征与配置普通钢筋的混凝土柱相似;通过减小轴压比或增加钢筋强度均能改善配置HRB600E高强钢筋试件的滞回特性、减缓刚度退化、提高试件的抗震性能;配置高强钢筋的构件与高强混凝土配合使用时受力性能更优。     

圆钢加固钢管混凝土偏压构件弯曲性能提升机制

为探索拱腹焊接圆钢对钢管混凝土偏压构件弯曲性能的提升机制，在ABAQUS软件中建立了圆钢加固钢管混凝土梁数值模型，并采用试验数据验证了模型的合理性。通过分析圆钢加固钢管混凝土偏压构件的弯矩-挠度曲线、弯矩-纵向应变曲线、环向应变曲线、约束指数和中性轴偏移规律，揭示了焊接圆钢对钢管混凝土偏压构件弯曲性能的提升机制。进一步，分析了圆钢直径以及构件长细比对圆钢加固钢管混凝土偏压构件弯曲性能的影响规律。结果表明：焊接圆钢可以降低截面中性轴的位置，增大受压侧钢管环向应变，从而提高了受压区混凝土面积，增强了受压侧钢管对混凝土的约束作用，进一步提升钢管混凝土偏压构件的抗弯承载力和弯曲刚度，并且圆钢直径越大提升幅度越高；圆钢加固钢管混凝土偏压构件的极限弯矩随着轴压比的增加而减小，减小的幅度随着圆钢直径和构件长细比的增加而增大，焊接圆钢提升大长细比偏压构件弯曲性能的效果更好，且对大长细比构件弯曲性能的提升效果随着轴压比的增加而增大。     

高温后钢骨再生混凝土柱的加固疲劳行为

针对大量建筑物在火灾中损坏急需修复,对高温（500º）后钢骨再生混凝土柱进行了纤维复合材料（CFRP）加固前后的静力轴压试验和加固后的疲劳实验,通过对破坏模式、承载力、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线进行分析,结果表明：CFRP能有效提高高温后钢骨再生混凝土柱抗压强度,刚度和延性,承载力提高幅度最高可达141%;当再生混凝土取代率为50%时,CFRP加固短柱取得最大承载力;加固试件破坏形式为CFRP拉断、内部混凝土压碎以及钢骨上部屈曲,未加固试件的破坏形式为钢骨上部屈曲,外部混凝土剥落;加固后的钢骨再生混凝土柱305RF能够在上限为50%承载力的荷载下经过200W次疲劳试验,200W次后试件最大竖向位移接近相同试件静力破坏时对应位移。     

全轻混凝土柱偏心受压性能试验研究

为形成集承重、轻质、节能于一体的多层建筑结构体系,推广全轻混凝土在结构体系中的应用,需对全轻混凝土柱偏心受压性能进行试验研究.试验共设计偏心受压柱6根,对比分析不同配筋、不同偏心距对偏心受压柱的破坏形态、变形特点和承载性能的影响.试验结果表明,全轻混凝土偏心受压柱破坏特征、挠曲模式及截面应变分布与普通混凝土柱基本一致,而且承载力高、延性好,全轻混凝土可作为结构材料替代普通混凝土.     

不锈钢筋混凝土柱小偏心受压性能

为了解决氯盐环境下混凝土结构中钢筋的锈蚀问题,采用新型的不锈钢代替传统碳素钢筋,开展不锈钢筋小偏压柱试验研究,探讨不锈钢筋混凝土柱小偏心受压的破坏过程以及各阶段的变形与裂缝发展规律,分析不锈钢筋的本构模型,开展小偏心受压构件极限承载能力的理论计算.结果表明：不锈钢筋混凝土小偏压柱跨中截面应变分布符合平截面假定,受力过程可以分为弹性、开裂、破坏3个阶段;不锈钢筋混凝土柱小偏心受压破坏模式与碳素钢筋小偏压柱相同,但变形较大,与碳素钢筋偏压柱相比具有更好的延性;不锈钢筋本构模型采用双斜线模型时与试验结果符合较好,且具有一定的安全储备,建议受压设计时予以采用;提升混凝土强度能够提高柱子受压极限承载能力,针对本文的不锈钢筋C70左右的混凝土提升效果较好.     

GFRP 筋混凝土短柱偏压性能试验研究

进行了3组玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋混凝土短柱偏心受压破坏试验,对GFRP筋混凝土偏心受压柱的破坏形态、侧向挠度、内部筋体应变与混凝土表面的应变等试验结果进行了分析。结果表明：GFRP筋混凝土柱的破坏形式为受压破坏,随着初始偏心距的减小,GFRP筋混凝土柱的承载力有增大趋势;GFRP筋作为受压筋与混凝土的协同作用良好,且试件加载时的初始偏心距越小,混凝土与GFRP筋的协同作用越好;GFRP筋有较好的抗压性能,作为受力筋应用到混凝土受压构件中有很大的优越性。     

玻璃纤维聚合物约束混凝土柱轴压比限值研究

对采用外粘玻璃纤维布加固震损柱进行低周反复荷载试验 ,研究其力学性能。试验结果表明 :无论轴压比的高低 ,加固后柱的承载力和位移延性都有了不同程度的提高和改善 ,高轴压比柱的效果更加明显 ,加固前为小偏压破坏的柱 ,加固后变成了大偏压破坏 ,变形性能和耗能能力显著提高。基于试验结果和约束混凝土的计算分析理论 ,导出了玻璃纤维聚合物加固柱的轴压比限值。计算结果和试验结果均表明 ,加固后柱的轴压比限值可予以适当放宽。