计算矩形截面框架柱双向受剪承载力比较

通过12根加载角度不同的矩形截面框架柱在斜向水平荷载作用下试验,研究其双向受剪承载力相关关系和利用新旧《混凝土结构设计规范》（征求意见稿GB50010-200x和GB50010-2002）,计算矩形截面框架柱双向受剪承载力的差异。结果表明,矩形截面钢筋混凝土框架柱双向受剪承载力符合椭圆相关性,利用GB50010-200x和GB50010-2002标准均可安全计算其双向受剪承载力,GB50010-2002标准的安全性略高于GB50010-200x标准,而且随着加载角度增加,新旧标准计算矩形截面框架柱双向受剪承载力的差异性有增大趋势,加载角度为45°时达到极大值,而后又随着加载角度的增大而降低。     

涂覆钢筋陶粒混凝土梁延性及耗能性能的试验研究

通过8根涂覆钢筋页岩陶粒混凝土梁的低周往复荷载试验,得到了涂覆钢筋页岩陶粒混凝土梁在低周往复荷载作用下的裂缝分布、破坏形态及滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数和屈服荷载、极限荷载作用下的等效黏滞阻尼系数。研究了配筋率、翼缘宽度及剪跨比3个因素对涂覆钢筋页岩陶粒混凝土梁延性及耗能的影响。结果表明,涂覆钢筋页岩陶粒混凝土梁的滞回曲线饱满,梁的位移延性系数均大于3;等效黏滞阻尼系数的计算表明涂覆钢筋页岩陶粒混凝土梁均有良好的耗能性能。     

预应力混凝土框架边节点抗震性能试验

预应力混凝土框架结构在地震作用下的反应与普通钢筋混凝土结构相比存在着差异,且受力复杂,难以通过理论分析得到其抗震性能.结合实际工程,通过框架节点试验模型在低周反复加载作用下的拟静力试验,研究了后张有粘结预应力混凝土框架边节点的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、刚度退化、破坏时应变等.研究结果表明:水平地震作用下有粘结预应力混凝土框架边节点模型的位移滞回曲线由梭形变化到反S形,存在捏拢现象;位移延性系数能达到4.0以上,耗能能力较强,结构具有较好的抗震性能;建议通过加大柱截面和增强柱端抗剪钢筋来实现强剪弱弯.     

钢骨混凝土L形柱抗震性能试验研究

对4个钢骨混凝土(SRC) L形柱试件进行低周反复加载试验,观察了两种不同配钢形式的钢骨混凝土L形柱在沿工程轴方向加载和斜向加载的受力全过程和破坏形态.分析了钢骨混凝土L形柱的破坏特点,给出了荷载-位移滞回曲线、承载力、位移延性、刚度退化和耗能能力等力学性能.试验研究结果表明:当剪跨比较大时(λ≥2.44),钢骨混凝土L形柱发生弯曲型破坏,破坏主要表现为斜向加载时角部混凝土压碎、正向加载时腹板端部混凝土压碎,滞回曲线不对称,试件延性好,极限侧移角大,具有良好的抗震耗能能力.     

钢筋混凝土框架柱受剪性能分析

利用三维非线性有限元方法对矩形截面两个主轴方向上配箍量不等的钢筋混凝土框架柱在斜向水平荷载作用下的受剪承载力进行了分析研究,并与试验结果进行了比较分析,得出了斜向水平荷载作用下钢筋混凝土框架柱受压侧的两个角边容易发生钢筋与混凝土的粘结破坏及在柱截面短边适量增加配箍量有利于提高斜截面受剪承载力的结论.     

斜向反复加载下高轴压比RC短柱抗震性能实验

为研究斜向地震作用下高轴压比RC短柱在不同加载角度及配箍率下的抗震性能,开展5根截面尺寸为300mm×300mm,轴压比为0.6,配箍率分别为0.529%和1.058%,加载角度分别为0°、22.5°及45.0°的钢筋混凝土柱试件的低周往复加载实验,记录试件的破坏形态,提取滞回曲线和骨架曲线;从耗能能力、承载力及延性等方面对RC短柱进行抗震性能分析.结果表明:相同加载角度的试件随配箍率的增大,承载力增大,强度退化变缓,刚度基本不变.水平主轴加载时,配箍率对试件延性基本没影响;斜向水平加载时,延性随配箍率的增大而有所增大,提高配箍率可以在一定程度上改善试件的变形能力.该研究结果为RC短柱在工程中应用提供参考,为完善混凝土结构设计规范提供依据.     

斜向水平荷载作用下钢筋混凝土框架柱受剪性能分析

利用三维非线性有限元方法,对矩形截面两个主轴方向上配箍量不等的钢筋混凝土框架柱在斜向水平荷载作用下的受剪承载力进行了分析研究,并与试验结果进行了比较分析,得出了斜向水平荷载作用下钢筋混凝土框构件受压侧的两个角边,容易发生钢筋与混凝土的粘结破坏及在柱截面短边适量增加配箍量有利于提高斜截面受剪承载力的结论.     

轻骨料矩形钢管混凝土框架抗震性能试验研究

为了探讨轻骨料矩形钢管混凝土框架的抗震性能,以柱截面含钢率、梁截面形式为参数进行了4榀框架试件在恒定轴力与低周反复水平荷载共同作用下的试验研究.研究结果表明,轻骨料矩形钢管混凝土框架结构的滞回曲线较为饱满,没有明显的捏缩现象,表现出良好的抗震耗能能力;各试件位移延性系数在3.00~3.74之间,能量耗散系数在1.438~2.324之间,表明轻骨料矩形钢管混凝土框架结构具有良好的塑性变形能力和抗震耗能能力;随着柱含钢率的增大,框架的承载力、延性和耗能能力有不同程度的提高;在相同柱截面含钢率情况下,采用工字型钢梁的框架与采用轻骨料矩形钢管混凝土的框架相比,延性与耗能能力有小幅的提升,刚度退化较为平缓.     

反复荷载作用下型钢混凝土异形柱框架边节点力学性能试验研究

通过对9个型钢混凝土(SRC)异形柱框架边节点进行低周反复加载试验,观察了不同配钢形式、不同轴压比条件下SRC异形柱框架边节点的受力过程及破坏形态,得出了SRC异形柱框架边节点的荷载一位移滞回曲线和骨架曲线.根据试验结果,分析了节点承载力、延性、耗能以及刚度退化等性能.研究表明,SRC异形柱框架边节点的滞回曲线比较饱满,承载力高,耗能能力强,位移延性系数平均值可达到3.60,具有较好的抗震性能.     

新型预制管混凝土柱抗震性能试验

采用预制管代替钢管混凝土柱中的钢管形成一种新型的预制管混凝土柱。为了研究新型预制管混凝土柱抗震性能,制作了1根预制管混凝土柱和1根对比的钢筋混凝土柱,研究二者在低周往复荷载作用下的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形及延性。结果表明:预制管混凝土柱和钢筋混凝土柱破坏模式都为弯剪破坏;预制管混凝土柱滞回曲线呈现梭形,曲线饱满,具有良好的耗能能力;预制管混凝土柱的承载力、延性系数和弹塑性层间位移角比相应的钢筋混凝土柱都大,等效粘滞阻尼系数钢筋混凝土柱略大于预制管混凝土柱。新型预制混凝土柱具有钢筋混凝土柱的抗震性能,能够满足抗震要求。     

混凝土内含角钢柱在低周反复荷载作用下的抗震性能研究

通过对钢-混凝土(SC)框架柱在低周反复循环荷载试验,研究了SC柱在压、弯、剪作用下发生、粘着剪切、弯曲等不同破坏形式的破坏机理,分析了它们的滞回性能,延性及承载力,提出了压、弯、剪作用下混凝土内含角钢桁架柱水平承载力计算公式,计算结果与试验结果对比吻合较好。     

型钢混凝土短柱抗震性能的试验研究

本文对型钢混凝土短柱在反复剪力作用下的抗剪性能进行了试验研究。试件包括工字钢和角钢桁架的两类型钢混凝土短柱,就其开裂、滞回曲线、延性、耗能效果及破坏模式等进行了分析,提出了型钢混凝土短柱的抗剪强度计算公式。     

轴压比对方钢管混凝土框架延性影响的有限元分析

为了研究框架柱的轴压比对方钢管混凝土框架延性的影响,建立了方钢管混凝土框架结构的非线性有限元分析模型。将该模型的计算结果与方钢管混凝土框架结构在低周反复荷载作用下试验所得的滞回曲线进行对比,可见模型的计算结果较为精确,可以应用于框架的结构分析中。利用此模型对在低周反复荷载作用下的、轴压比不同的方钢管混凝土框架结构进行了有限元分析,并对其滞回曲线和位移延性系数进行了对比分析。结果表明:随着边柱和中柱轴压比的增大,框架延性降低。     

轴压比对方钢管混凝土框架延性影响的有限元分析

为了研究框架柱的轴压比对方钢管混凝土框架延性的影响，建立了方钢管混凝土框架结构的非线性有限元分析模型。将该模型的计算结果与方钢管混凝土框架结构在低周反复荷载作用下试验所得的滞回曲线进行对比，可见模型的计算结果较为精确，可以应用于框架的结构分析中。利用此模型对在低周反复荷载作用下的、轴压比不同的方钢管混凝土框架结构进行了有限元分析，并对其滞回曲线和位移延性系数进行了对比分析。结果表明：随着边柱和中柱轴压比的增大，框架延性降低。     

纤维增强石膏板的力学性能研究

灌注混凝土纤维增强石膏板(GFRGP)是一种新的建筑材料,可在抗震区的低层建筑物中应用。为研究GFRGP的力学性能及灌注混凝土柱与GFRGP间的协同作用,对四块部分灌注混凝土的纤维石谊板进行了侧向作用下的低周反复试验,得到了各试验构件的裂缝分布特点、开裂荷载及极限荷载。结合试验结果,分析了试验构件的抗剪能力、延性特点滞回特性、能量耗散和刚度递减规律。分析表明GFRGP在抵抗侧向剪力时起着重要作用,而混凝承担主要的竖向荷载及侧向荷载引起的弯矩,GFRGP和混凝土柱互相协同共同抵抗外荷载。部分灌注混凝土纤维增强石膏板具有良好的能量耗散能力,在侧向荷载作用下,纤维和混凝土柱在抵抗外荷载中起着关键作用。     

爆炸荷载作用下基于抗剪承载力的钢柱失效准则

为实现爆炸荷载作用下钢柱快速损伤评估及失效分析,作者分别基于壳单元的精细化模型和梁-柱纤维模型,研究了爆炸荷载作用下钢柱的动态响应;通过位移、剩余竖向承载力和钢柱最大剪力指标,对钢柱进行损伤评估和失效分析.在钢柱剩余承载力基础上提出了基于抗剪承载力的钢柱失效破坏准则,并通过数值模拟对其进行验证.结果表明:基于抗剪承载力的钢柱失效准则能较为准确地预测钢柱在爆炸荷载作用的剪切破坏及由此导致的钢柱剩余承载能力的丧失;梁-柱纤维模型可用于钢柱的损伤失效分析,比精细化模型的计算效率高,但分析结果偏于安全.     

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.     

型钢混凝土组合框架力学性能非线性分析

在充分考虑混凝土损伤、材料非线性及单元类型的基础上,建立了由预应力（非预应力）型钢混凝土梁及角钢混凝土柱构成的型钢混凝土组合框架有限元模型,对其在水平荷载作用下的力学性能进行数值分析及试验对比验证。在此基础上,进一步研究了水平荷载作用下组合框架受力的全过程,并对影响此类框架力学性能的主要因素进行了参数敏感性分析。结果表明：组合框架在梁端和柱底部均出现塑性铰,能实现“强柱弱梁”的破坏机制;随着轴压比增大,水平荷载‐位移曲线峰值荷载先增加后减小,峰值荷载对应的位移减小,延性降低;随着长细比增加,结构刚度降低,峰值荷载减小,延性增加。     

Low cyclic fatigue performance of concrete-filled steel tube columns

Eight concrete-filled steel tubular(CFT) columns were tested subjected to cyclic loading under constant axial load. Experimental parameters included axial compression ratio, loading sequences, and strength of concrete and steel. The seismic performance of CFT columns and failure modes were analyzed. The test results show that different axial load ratios and loading sequences have effects on the load carrying capacity, ductility and energy dissipation capacity of CFT columns, as well as the failure modes of the CFT columns. The failure pattern can be categorized into two types: local buckling failure of steel tube in compression zone, and low cycle fatigue tearing rupture failure of steel tube. The seismic behavior was evaluated through the energy index obtained from each cycle.