钢管-钢骨混凝土组合柱轴压比限值的研究

目的研究使钢管-钢骨混凝土组合柱发生延性破坏时所需要确定的轴压比限值．方法通过对钢管、钢骨的简化处理，从界限破坏出发，分析了钢管-钢骨混凝土组合柱轴压比限值的组成，建立了界限破坏时的计算简图，进而推导出轴压比限值的理论计算公式．结果在确定了轴压比限值的计算公式基础上，对其进行了简化计算，根据不同的抗震等级确定了试验中3个试件的轴压比限值．结论钢管-钢骨混凝土框架柱比钢管混凝土核心柱的轴压比限制提高10％左右，其值随着钢骨含率的增加而提高．因此相比钢管混凝土核心柱，钢管-钢骨混凝土组合柱具有更好的延性．     

钢骨混凝土柱轴压比限值控制的讨论

介绍了钢筋混凝土柱和钢骨混凝柱的轴压比限值,并通过试验研究,分析了轴压比对钢骨混凝土柱抗震延性的影响,得出了满足一定位移延性要求、对应于不同体积配箍率的钢骨混凝土柱的轴压比限值.     

钢骨-方钢管高强混凝土柱的轴压比限值

以轴压比为主要参数,对14根反复荷载作用下的钢骨-方钢管高强混凝土柱进行研究.结果表明,钢骨的加入使方钢管高强混凝土柱的位移延性系数显著提高,但轴压比仍是影响其组合柱延性的主要因素;组合柱的位移延性系数μ_Δ介于2.54～3.84.这表明当内填混凝土强度很高时,为满足抗震设计的要求,有必要对其轴压比的限值作出规定.通过试验轴压比与设计轴压比的换算,提出在满足组合柱有限延性基础上(μ_Δ≥3)轴压比的限值.     

钢骨高强混凝土柱抗震性能影响因素的研究

通过6根钢骨高强混凝土柱在低周反复水平荷载作用下的试验研究,分析了轴压比、配箍率及钢骨形式对柱抗震性能的影响,研究发现,钢骨高强混凝土柱的抗震性能除对轴压力系数敏感外,钢骨形式也是一个重要的影响因素,对于钢骨形式不同的钢骨高强混凝土柱,可适当调整其轴压力系数限值,而配箍率的影响则不显著.     

钢骨-钢管混凝土柱恢复力模型

目的建立能够反映结构或构件动力特性重要参数的恢复力模型,研究钢骨-钢管混凝土柱的抗震性能.方法通过设置不同的试验参数,对5个钢骨-钢管混凝土柱进行了低周反复荷载作用下受力性能的试验研究,并分析了试件的破坏形态.考虑了含骨率和轴压比对构件延性、耗能和强度、刚度退化等的影响,建立了折线型钢骨-钢管混凝土柱的恢复力模型.结果得到不同轴压比和不同含骨率下的荷载-位移滞回曲线,含骨率和轴压比对钢骨-钢管混凝土柱有着明显的影响,随着含钢率的增加,构件的变形能力得到了提高,而轴压比越大,构件的变形能力越差.结论钢骨-钢管混凝土柱多折线恢复力模型的建立为钢骨-钢管混凝土柱的弹塑性时程分析提供了参考.     

Experimental Studies on Seismic Behavior of Exterior SRUHSC Joints

钢骨超高强混凝土边节点抗震性能试验研究

刘 伟,贾金青

（大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁 大连,116024）

创新点说明：

1)研究了轴压比对钢骨超高强混凝土边节点破坏形态的重要影响,随着轴压比提高,破坏形态由梁塑性铰延性破坏变为节点核心区剪切破坏,当轴压比超过试验轴压比0.38,破坏形态转变为小偏心受压破坏。

2)研究了不同轴压比下钢骨超高强混凝土边节点抗震性能,包括承载力、延性、剪切变形、应力应变,在此基础上,提出了钢骨超高强混凝土边节点的轴压比限值。

3)提出了钢骨超高强混凝土边节点轴压比限值下的最小配箍率。

研究目的：

主要解决钢骨超高强混凝土边节点抗震设计问题,提出这种新型结构体系的轴压比限值及最小配箍率。

研究方法：

开展了钢骨超高强混凝土边节点的低周往复试验研究,使用IMC数据采集系统采集数据,节点核心区采用LVDT测量剪切变形,并进行理论分析。

结果：

1)随着轴压比提高,破坏形态由梁塑性铰延性破坏变为节点核心区剪切破坏,当轴压比超过试验轴压比0.38,破坏形态转变为小偏心受压破坏。

2)当轴压比提高80%时,构件的延性系数下降57%。

3)当试验轴压比小于0.38时,提高轴压比能提高构件的初始刚度,而当试验轴压比超过0.38时,提高轴压比导致初始刚度下降,且刚度急速退化。

4)当试验轴压比小于0.38时,提高轴压比能提高构件的承载力,而当试验轴压比超过0.38时,提高轴压比承载力反而降低。

5)提出钢骨超高强混凝土边节点的轴压比限值0.38（设计轴压比0.65）,及对应的最小配箍率。

结论：

1)研究了轴压比对钢骨超高强混凝土边节点破坏形态的重要影响,随着轴压比提高,破坏形态由梁塑性铰延性破坏变为节点核心区剪切破坏,当轴压比超过试验轴压比0.38,破坏形态转变为小偏心受压破坏。

2)研究了不同轴压比下钢骨超高强混凝土边节点抗震性能,包括承载力、延性、剪切变形、应力应变,在此基础上,提出了钢骨超高强混凝土边节点的轴压比限值。

3)提出钢骨超高强混凝土边节点的轴压比限值0.38（设计轴压比0.65）,及对应的最小配箍率。

关键词：边节点,钢骨超高强混凝土结构,钢骨,轴压比

     

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.     

钢骨高强混凝土叠合柱压弯承载力的计算

通过数值计算,分析了参数叠合比和轴压比对钢骨高强混凝土叠合柱压弯承载力的影响;介绍了我国钢骨混凝土结构设计规程中钢骨混凝土柱的承载力计算方法;在此基础上,建议了钢骨高强混凝土叠合柱压弯承载力的实用设计方法,并与数值计算结果进行了比较。     

钢骨-钢管高强混凝土长柱稳定承载力分析

基于切线模量理论和钢管混凝土统一理论推导了钢骨一钢管高强混凝土组合轴压长柱弹塑性稳定承载力计算公式,理论计算值与试验结果吻合良好,在此基础上推导了该组合柱的临界长细比。以千分之一柱长作为初始挠度,利用数值计算方法对钢骨-钢管高强混凝土组合轴压长柱进行非线性全过程分析,数值计算的荷载-变形曲线与试验曲线吻合较好。在大量数值分析的基础上,提出了便于工程应用的钢骨-钢管高强混凝土组合轴压长柱极限承载力简化计算公式。     

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。     

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．     

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.     

中国钢筋混凝土柱的位移角统计分析

根据收集到的80根中国的钢筋混凝土柱在固定轴向荷载和水平反复荷载作用下的试验结果,分析回归出试验柱的延性系数和各位移角与剪跨比、轴压比、配箍特征值之间的关系．结果表明：钢筋混凝土柱的延性系数随着轴压比和剪跨比的增加而减小,随配箍特征值的增加而增加,且都近似呈线性关系;随着轴压比的增大,屈服位移角和极限位移角均增大,最大位移角则随着轴压比的增大而减小;随着剪跨比的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角均增大;随着配箍特征值的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角亦相应增大．通过对试验柱位移角进行频数统计分析可知,我国建筑抗震设计安全水准偏低,现行规范的屈服位移角和极限位移角限值有提高的余地．     

混凝土板墙加固砖墙轴心受压承载力试验

为研究混凝土板墙加固砖墙后的墙体轴压力学性能,通过张拉螺杆对砖墙预压来模拟工程中的在役砖墙加固前承受竖向荷载并发生轴向压缩变形,进行了高宽比为0.8、1.1,轴压比为0.15、0.25、0.35共6片混凝土板墙加固砖墙的轴心受压试验.试验结果表明:在新增轴心荷载作用下,混凝土板墙加固砖墙截面新增的轴向压缩变形均匀,混凝土板墙首先被压坏,混凝土板墙加固砖墙的轴心受压承载力比未加固砖墙有明显提高.基于试验结果,引入混凝土、砖墙的强度利用系数,建立了混凝土板墙加固砖墙轴心受压承载力计算公式.     

圆CFRP钢管混凝土外加强环节点有限元分析

为了深入研究圆CFRP钢管混凝土外加强环节点的力学性能,使用有限元软件ABAQUS分析了混凝土强度、钢材强度、轴压比、加强环板的厚度和加固形式对节点力学性能的影响.对节点模型进行了低周往复荷载下数值模拟.结果表明,当混凝土和钢材强度不变时,随着轴压比的增加,外加强环节点的承载力保持不变;加强环板厚度对节点承载力影响较大,随着加强环板厚度的增加,节点的承载力明显增加,当厚度增加到一个限值时,承载力基本保持不变;加强板和加强筋加固形式可以显著提高节点的刚度,使钢梁先于柱屈服,实现强节点弱构件的抗震目标.