应变率对剪力墙性能影响的数值模拟

混凝土和钢筋均是率敏感材料,应变率效应对钢筋和混凝土的力学性能具有重要影响,而现有的抗震设计规范并未考虑材料的应变率效应。在钢筋和混凝土静力本构关系基础上引入应变率效应计算出钢筋和混凝土动力本构关系。利用数值模拟技术,模拟计算应变率效应对钢筋混凝土剪力墙性能的影响。系统地分析了加载速率和轴压比对剪力墙性能的影响及其规律。分析结果表明,加载速率和轴压比对剪力墙的承载力、刚度退化以及延性等一系列力学性能有重要影响。     

考虑应变率效应的钢筋混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过对钢筋混凝土框架梁柱节点组合体抗震性能试验,研究加载速度对节点组合体承载力和破坏形态的影响规律。研究结果表明:梁端位移加载速率分别为0.4、4、40 mm/s时,节点核心区的应变率数量级分别为10-5、10-4和10-2;随着加载速率的提高,节点组合体破坏更为严重,裂缝分布更为集中;相对拟静态加载试验,快速加载时节点组合体在破坏前的耗能增加;加载速率的提高对节点组合体屈服荷载的影响不明显,但是极限荷载稍有增大,而极限荷载后的节点组合体承载能力和刚度退化较快;快速加载时,在本文所采用的轴压比范围内,其变化对节点组合体的承载力影响不大,然而随着轴压比的提高,核心区混凝土的裂缝宽度逐渐减小;将材料动态强度直接应用于拟静态计算模型得到的节点受剪承载力高于试验结果,表明这种直接计算方法偏于不安全。     

考虑应变率效应的钢筋混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过对钢筋混凝土框架梁柱节点组合体抗震性能试验，研究加载速度对节点组合体承载力和破坏形态的影响规律。研究结果表明：梁端位移加载速率分别为0.4、4、40 mm/s时，节点核心区的应变率数量级分别为10^-5、10^-4和10^-2；随着加载速率的提高，节点组合体破坏更为严重，裂缝分布更为集中；相对拟静态加载试验，快速加载时节点组合体在破坏前的耗能增加；加载速率的提高对节点组合体屈服荷载的影响不明显，但是极限荷载稍有增大，而极限荷载后的节点组合体承载能力和刚度退化较快；快速加载时，在本文所采用的轴压比范围内，其变化对节点组合体的承载力影响不大，然而随着轴压比的提高，核心区混凝土的裂缝宽度逐渐减小；将材料动态强度直接应用于拟静态计算模型得到的节点受剪承载力高于试验结果，表明这种直接计算方法偏于不安全。     

考虑应变率效应钢筋混凝土梁柱节点受力性能有限元分析

受材料率敏感性的影响,钢筋混凝土构件具有率敏感效应,其刚度、承载力在不同应变率水平下均有所不同。基于试验结果,考虑应变率效应对钢筋混凝土梁柱节点受力性能的影响,通过有限元分析软件ABAQUS,采用混凝土损伤塑性模型以及考虑强化的钢筋双折线模型,进行了不同加载速率下梁柱节点受力性能的有限元分析。分析结果表明:采用混凝土损伤塑性模型,可以有效地模拟钢筋混凝土梁柱节点在快速加载情况下的应变率效应,数值分析得到的梁端荷载-位移骨架曲线以及节点组合体快速加载情况下的承载力与试验结果基本吻合;快速加载下,受混凝土和钢筋率敏感性的影响,钢筋混凝土梁柱节点组合体的承载力得到提高;在屈服荷载之前,有限元分析得到的梁柱节点组合体刚度略高于试验值。     

钢筋混凝土剪力墙快速单调加载试验研究

针对加载速率对钢筋混凝土剪力墙构件力学性能的影响进行了研究,在试验室浇筑了两片钢筋混凝土剪力墙构件进行单调加载试验,除加载速率不同外,其余的试验参数均相同。试验研究表明,加载速率的增大会增强钢筋混凝土剪力墙构件的承载力,但快速加载下构件的延性较静载差。     

不同应变率作用下钢筋混凝土梁柱节点抗震性能研究

动荷载作用下,由于应变率效应的影响,钢筋混凝土梁柱节点呈现出与拟静力加载时不同的性质。以往的研究,多数集中于梁柱节点模型以及轴压比、混凝土强度、纵筋率等各种影响因素的研究,对于应变率对节点力学性能影响的研究相对较少。对3个梁柱节点组合体试件,采用位移控制方式加载,考虑应变率效应,梁端加载速度分别为0.4,4,40 mm/s。对比不同加载速率的影响,对节点破坏形态、承载能力、刚度退化和耗能能力进行详细论述。研究结果表明:随应变率的提高,节点组合体的破坏形态没有本质变化,但节点组合体内的裂缝数量不断减少,更倾向于单一主裂缝破坏;应变率越高,组合体的屈服点承载力和极限承载力越高,并且屈服点承载力提高的程度较极限承载力明显;在一定范围内,组合体的承载力、刚度和耗能能力均随着应变率的提高而增强,当超过一定范围之后,承载力和刚度急剧下降,耗能能力减弱,应变率的提高反而有不利影响。因此,在实际设计中,考虑应变率的影响,对梁柱节点有着重要的意义。     

提高钢筋混凝土空心剪力墙抗震性能的对比性研究

通过对空心剪力墙板、带翼缘和带缝空心剪力墙板的1/2模型的低周反复荷载试验研究,对比分析了这几种不同形式的空心剪力墙板的承栽力、变形性能、延性以及耗能能力.     

钢筋混凝土剪力墙抗震性能分析

文中提出了基于结构性能的钢筋混凝土剪力墙抗震性能分析方法。构建抗震性能指标,更为简便、精确地表征各部件的工作状态。建立剪力墙结构分析模型,对钢筋混凝土剪力墙抗震性能进行评估与分析。结果表明,方法1相较于本文方法的最大位移少了0.310 mm,方法2相较于本文方法的最大位移减少了0.502 mm,因此,基于结构性能的钢筋混凝土剪力墙抗震性能分析方法能够有效控制该建筑的抗震性能,可应用在工程施工中。     

不同配筋率钢筋混凝土柱应变率效应

混凝土是一种率敏感性材料,正确把握应变率效应对钢筋混凝土构件在强震等动力荷载下力学性能的影响,对结构抗震和抗风设计至关重要。采用CEB规范建议的考虑混凝土应变率效应的动力本构关系,运用纤维模型对钢筋混凝土柱在不同加载速率下的动力性能进行了数值模拟。对4个钢筋混凝土柱构件的快速加载试验的试验结果与模拟结果进行比较,结果表明所建立的纤维单元模型能够较好预测混凝土柱恢复力特性,验证了基于动力本构的纤维单元模型的有效性。基于此模型,研究了不同纵向配筋率和体积配箍率对钢筋混凝土柱动力性能的影响,结果表明纵向配筋率和体积配箍率对动力性能的影响呈现出不同的特征。     

轻钢骨混凝土剪力墙结构抗震性能的试验

根据我国产业政策和建筑节能的要求,在主要城市取消和限制使用黏土砖建设多层建筑,为此提出一种新型结构即轻钢骨混凝土剪力墙结构取代砖混结构,并对该类墙体的抗震性能进行试验研究。通过5个缩尺轻钢骨混凝土剪力墙在低周反复荷载下的试验,对其承载力、破坏形态、滞回性能、耗能性、延性及其刚度退化情况等进行分析。研究结果表明,该类结构的受力性能良好,满足抗震性能要求。     

钢筋混凝土剪力墙塑性铰区受剪承载力分析

在已有试验研究的基础上,采用桁架-拱模型对钢筋混凝土剪力墙塑性铰区的受剪机理进行了研究。引入了考虑轴压比的混凝土强度有效系数;分析了剪力墙截面极限转角、水平分布钢筋、桁架与拱模型倾角等因素对剪力墙受剪承载力的影响;并在此基础上建立了剪力墙塑性铰区受剪承载力计算公式。理论研究与试验分析表明:基于桁架-拱模型的剪力墙受剪承载力公式具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。     

应变速率对粘土不排水抗剪强度的影响

由于流变特性的影响，饱和粘土的不排水抗剪强度与加载速率有关。应变速率对粘土不排水抗剪强度的影响程度通常采用应变率参数（应变速率增长10倍下不排水抗剪强度的增长率）来反映。国外大量的试验结果表明这个参数为8％～20％，而大部分在12％左右，并且超固结比、固结状态、试验类型对应变率参数P的影响并不明显。介绍了一个用来研究应变率参数P的各向异性弹粘塑性本构模型，在这个本构模型的基础上推导得出了应变率参数P的理论表达式。实际上，只要是采用滞后变形理论构建的流变本构模型，都可以推导得出这个公式。这个公式从理论上证明了应变率参数与固结状态、试验类型的无关性。众多试验结果表明，对于大多数粘土，压缩指数与次压缩指数的比值大都为0．03～0．05，代入公式中ρ的计算结果为7．2％～12．2％。试验中所得到的高达20％的数值与灵敏性土在结构破损明显阶段所具有较高的压缩指数与次压缩指数的比值有关。计算结果与一些试验结果的对比表明了这个表达式的可靠性。     

型钢高强混凝土短肢剪力墙节点抗裂承载力研究

为了研究型钢高强混凝土短肢剪力墙节点的抗裂能力,以配钢形式、轴压比和梁结构类型为变化参数设计了4个型钢高强混凝土短肢剪力墙节点试件和1个高强混凝土短肢剪力墙节点试件进行低周反复荷载试验,观察试件的受力破坏全过程,并获取其开裂荷载。结果表明:节点破坏先后经历初裂、通裂、极限和破坏4个阶段,开裂荷载约为极限荷载的30%～40%,配钢形式对节点抗裂承载力的影响较明显,增大轴压比对节点抗裂承载力有所提高。在试验基础上提出节点抗裂承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

新型空心带缝耗能剪力墙抗震性能试验研究

新型空心带缝耗能钢筋混凝土剪力墙结构是一种新型抗震、节能的承重结构。通过对3个剪力墙构件的试验研究,分析了这种新型结构的破坏形态、破坏机理和变形特征。研究结果表明,空心带缝耗能剪力墙呈现出延性的弯剪型破坏形态,抗震能力与普通空心剪力墙相比有明显的提高。     

开洞对钢板混凝土剪力墙抗震性能的影响研究

对带洞口钢板混凝土剪力墙进行低周反复加载试验,在试验中考虑了孔洞、补强措施以及轴压荷载对钢板混凝土剪力墙抗震性能的影响。根据试验现象及数据得到钢板混凝土剪力墙的破坏模式和极限承载力,并通过非线性有限元对试验进行建模分析。     

碳纤维加固钢筋混凝土梁的抗剪及耐久性研究

为了对碳纤维加固钢筋混凝土梁的抗剪及耐久性性能进行研究,通过加固的试验梁和未加固的对照梁在氯离子侵蚀下的耐久性试验,对比分析了在荷载作用下钢筋混凝土梁在使用阶段的裂缝开展、挠度、电化学指标和应变。表明碳纤维能起到很好的屏障作用,并能有效限制裂缝的开展,且加载后均未出现剪切破坏,碳纤维可明显提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力和耐久性,但不同的加固方式对其耐久性影响较大。     

无约束边缘构件混凝土剪力墙的轴压比限值研究

混凝土剪力墙轴压比限值的确定方法是目前尚未很好解决的问题之一。通过理论分析和数值计算,研究不设置约束边缘构件时矩形截面剪力墙的轴压比限值。研究结果表明:在混凝土极限压应变给定时,影响无约束边缘构件混凝土剪力墙轴压比限值的主要因素为剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值,混凝土强度、竖向分布钢筋强度和配筋率的影响较小。据此提出了根据剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值确定其轴压比限值的方法。方法简单实用,可供修订规范时参考。     

配筋砌块砌体剪力墙抗剪性非线性分析

本文采用ANSYS软件对 7片纵横配筋大剪跨比的砌块砌体剪力墙进行数值模拟 ,得出承载力计算值与试验值相吻合 ,侧移计算值略小于试验值的结论 ;并认为将ANSYS软件用于砌块剪力墙的非线性有限元分析是一种可行的研究手段     

预应力钢纤维混凝土梁斜截面承载力试验和计算方法

根据２５根预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和 ２５根预应力钢纤维混凝土配箍筋梁的试验结果,分析 了预应力、剪跨比、钢纤维含量特征值及配箍特征值等变化对预应力钢纤维混凝土梁斜截面破坏形态和斜截面 承载力的影响规律,提出了预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和预应力钢纤维混凝土配箍筋梁的斜截面承载力计算 方法。该成果可作为《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》增订相应条款的研究基础,并可供实际工程设计应 用参考。