核心高强混凝土柱荷载-位移恢复力模型

为建立核心高强混凝土柱的恢复力模型,在核心高强混凝土柱水平低周反复荷载试验研究的基础上,对112种工况下的核心高强混凝土柱进行计算分析和数值回归.提出以轴压比、核心高强混凝土面积比、剪跨比为参数的恢复力模型骨架曲线特征点计算公式,恢复力模型的滞回规则及卸载刚度的计算公式.按所提出的恢复力模型对试验柱进行计算,所得计算曲线与实测的滞回曲线吻合良好,说明所提出的恢复力模型具有较好的精确性,能够较好地模拟和反映构件的实际抗震性能.     

型钢高强高性能混凝土框架节点P-Δ恢复力模型

为了解地震作用下型钢高强高性能混凝土框架梁柱节点的滞回性能和恢复力特性,进行了5榀1∶4比例不同混凝土强度等级、不同轴压比的框架中节点低周反复加载试验。在试验所获得的滞回曲线和骨架曲线的基础上建立了适合于型钢高强高性能混凝土框架节点的考虑刚度退化的三线型恢复力模型。该恢复力模型包括一条基于计算的三折线骨架曲线模型、刚度退化规律以及基于试验现象的滞回规则。所提出的恢复力模型能较好地反映试件的滞回性能,可供型钢高强高性能混凝土框架节点及其结构在进行弹塑性地震反应分析时参考。     

高强钢筋高强混凝土柱的非线性数值分析

目的 研究配有高强钢筋的高强混凝土柱的抗震性能.方法 采用OpenSees开放式软件对配有高强钢筋的高强混凝土柱进行非线性有限元分析,并将计算结果与同等参数条件下的拟静力试验进行了对比.对影响柱子延性的主要因素进行了Pushover分析.结果 得到方型截面试件和圆型截面试件的滞回曲线、位移延性系数、屈服位移、屈服力和最大抗力,数值分析和试验结果吻合程度较好,还得出了轴压比、含箍特征值、纵筋对柱子延性的影响.结论 利用基于OpenSees的有限元分析方法,能够有效地对配有高强钢筋的高强混凝土柱构件进行抗震性能的非线性分析.可以辅助性地利用OpenSees研究该类型构件的抗震性能.     

高强混凝土柱滞回性能数值分析

目的通过在高强混凝土柱中配置强度超过1000MPa的纵向和横向高强钢筋的方法，改善柱的滞回性能，以提高其抗震能力．方法为定量研究配有高强钢筋的高强混凝土柱的滞回性能，利用“条带法”，在平截面假定的条件下，编制了非线性分析程序，该程序考虑了钢筋和混凝土应力应变关系的全过程，P-△效应，核芯混凝土的约束强化作用，保护层剥落影响及塑性铰影响等因素；利用该程序进行了柱在低周反复荷载作用下的强度和变形分析，绘出了P-△滞回曲线；将计算的结果与试验结果进行了比较研究．结果数值分析和试验结果之间的差异在合理范围之内；轴压比对高强钢筋高强混凝土柱的滞回性能影响较大．结论利用所提出构造处理方法可以明显提高柱子的延性；采用数值分析的方法，可以计算出配有高强钢筋的高强混凝土柱子的延性，为抗震设计提供了一种便捷的方法．     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型

混凝土压弯构件是混凝土结构中重要的受力构件，研究锈蚀钢筋对混凝土构件恢复力性能的影响，是研究服役混凝土结构抗震性能的重要内容．以退化三线形(D—TRI)模型为基础，通过对锈蚀混凝土压弯构件在低周反复加载下试验数据的统计分析，提出了确定锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力模型中关键点的方法，分析了锈蚀构件的主筋锈蚀率与屈服剪力和屈服位移、极限剪力和极限位移、破坏剪力和破坏位移同完好构件各相应值之间的对应关系，初步建立了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型的计算公式，给出了模型参数与钢筋锈蚀量的计算关系，为服役混凝土结构的地震反应分析与抗震可靠性评估奠定基础．     

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．     

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。     

高强钢筋约束混凝土矩形柱的抗震性能试验研究

目的 研究通过配置高强度等级横向钢筋，增强高强混凝土矩形柱的承载能力和变形性能．方法 通过6根配有1420级预应力钢棒（简称PC钢棒）作高强钢筋，混凝土强度等级分别为C60和C90的高强混凝土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其抗震性能的影响．结果 明确了其破坏机理和强度及变形的主要影响参数．在试验的基础上，提出了配置PC钢棒作箍筋和部分作纵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公式，计算得出的试件位移延性比的计算值与实测值吻合较好．结论 在高强混凝土柱中配置高强度箍筋和部分配置高强度纵筋，并保证一定的构造措施，可有效提高柱的延性，增强抗震能力。     

高强钢筋高强混凝土框架梁柱节点抗震性能试验研究

目的研究通过在高强混凝土框架梁柱节点中配置高强度钢筋来提高其抗震能力．方法通过6个缩尺模型的框架节点在低周反复荷载下的试验，研究混凝土强度等级、轴压比、配箍率及箍筋强度等因素对高强混凝土框架节点抗震性能的影响，重点研究了高强箍筋的抗剪作用．结果明确了配有高强度钢筋的高强混土框架节点的破坏机理．试验表明混凝土强度、节点核芯区配箍率、轴压比等因素对节点抗震性能有重要的影响．结论在框架梁柱节点内配置一定数量的高强钢筋不仅可以提高节点的承载力，而且可以明显改善节点的延性性能：框架梁柱节点在反复荷载下的位移延性比超过3．0，实测功比指数最小值为27．24，说明配置高强钢筋的框架梁柱节点破坏时具有良好的吸收和耗散地震能量的能力。能够满足结构抗震要求．     

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.     

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。     

高强钢筋高强混凝土框架梁柱节点非线性有限元分析

目的研究在高强混凝土框架梁柱节点中配置高强纵筋和高强箍筋,增强对高强混凝土的约束,以此来提高节点的承载能力和变形性能．方法利用有限元软件建立框架节点模型,通过改变轴压比、配箍率、钢筋强度等参数对节点进行一次单调加载情况下的非线性数值分析,得出不同参数下的荷载一位移曲线．并将数值分析结果与试验结果进行比较．结果明确了节点承载能力和变形性能随各参数变化的规律,并对该类结构轴压比限值及箍筋间距给出合理建议．结论在框架梁柱节点内合理配置一定数量的高强钢筋不仅可以提高其承载能力而且可以改善其变形性能．     

双向地震输入下配高强钢筋的框架结构非弹性地震反应

为了研究配置不同高强钢筋的混凝土框架结构的抗震性能,在3个抗震设防烈度区按现行规范分别设计了按等强代换原则配置3种不同高强钢筋的空间框架结构（I组）,利用OpenSEES软件对结构进行了多组双向水平地震动输入下的非弹性地震反应分析。并以HRB400钢筋为基础,按等面积代换原则将8、9度区结构的柱纵筋分别替换为HRB500及HRB600钢筋（II组）,并完成相应非弹性地震反应分析以考察此做法对结构屈服机制的控制效果。I组结构的分析结果表明：在同一烈度区,随配筋强度的增大,结构的整体和局部位移响应呈小幅增大,而杆端出铰率及转角延性需求都有所下降,结构抗震性能有所提高;8、9度区采用HRB400及HRB500钢筋的结构,在罕遇地震作用下形成以柱铰为主或柱铰偏多的梁柱铰混合耗能机制,其地震反应相对不利,而采用HRB600钢筋之后,柱铰数量明显减少,抗震性能明显改善,但其柱端最大转角及其最大延性需求仍大于梁端,未能充分发挥梁端的良好耗能作用。II组结构的分析结果表明：将柱纵筋按等面积代换原则由HRB400钢筋替换为更高强度钢筋后,柱承载力得到实质性加强,柱铰数量显著减少,梁铰数量增加,结构形成了以梁铰为主或梁铰较多的混合耗能机构,其整体抗震性能明显提高。     

考虑非线性剪切效应的钢筋混凝土柱模型化方法及应用

采用纤维模型梁柱单元和与之串联的零长度单元,模拟柱的弯曲机制和剪切机制。利用OpenSees提供的Limit State Material和Shear Limit Curve材料模型,定义钢筋混凝土柱的非线性剪切效应及其与弯曲效应的耦合。通过与不同学者的试验结果比较,验证了该方法的可靠性。最后,对笔者完成的原位推覆试验的一榀平面框架进行了Pushover分析。结果表明,考虑非线性剪切效应的模型化方法能较好地模拟钢筋混凝土柱抗剪承载力和刚度的退化现象,传统的纤维模型梁柱单元难以反映配箍不足的钢筋混凝土柱的弯剪破坏机制。该方法可用于存在抗剪能力缺陷的框架结构的非线性分析。     

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.     

钢骨高强混凝土柱的非线性分析

目的 进一步研究钢骨高强混凝土柱的工作性能．方法 以有限元理论为基础，运用分析软件(ANSYS)对钢骨高强混凝土柱在单调载荷作用下由混凝土开裂、型钢屈服直至构件破坏的整个受力过程进行数值模拟．结果 计算得到的荷载一位移曲线与试验曲线比较一致，当水平荷载达到极限荷载50％左右时，混凝土开裂；水平荷载达到极限荷载的60％左右时，跨中钢骨下翼缘开始屈服．结论 采用ANSYS程序中的SOLID65单元、SOLID45单元、LINK8杆单元建立钢骨高强混凝土柱有限元模型并进行计算是可行的．     

火灾下FRP筋混凝土柱性能

为了深入了解FRP筋混凝土柱的抗火性能.采用有限元方法分析了火灾作用下FRP筋混凝土柱的温度场和力学性能.研究结果表明,通过减小配筋率或增大截面尺寸可以提高柱的抗火性能,存在一个最佳保护层厚度使柱的抗火性能达到最佳.通过对结果进行分析,拟合出关于配筋率和截面尺寸的耐火时间公式.通过与已有试验对比,验证了该有限元模型的有效性.