新型组合钢连梁弹塑性状态下的抗震性能研究

通过含有钢筋混凝土连梁、钢连梁与新型组合钢连梁的结构进行试验对比,利用ANSYS软件建立试验模型,进行模拟试验分析,研究新型组合钢连梁在弹塑性状态下的抗震性能.试验结果表明,小跨高比连梁采用新型组合钢连梁,其抗震性能好,适宜剪力墙结构采用.     

联肢剪力墙钢板组合连梁抗震性能研究

连梁作为联肢剪力墙中的重要构件,能够通过塑性变形消耗地震输入的能量,降低剪力墙肢的损伤程度,是联肢墙结构多重抗震防线设计的关键。相较于传统的钢筋混凝土连梁,在连梁中内嵌钢板更能够提高连梁的延性,获得更好的受力性能,是近年来联肢剪力墙连梁研究的热点之一。以组合连梁内嵌钢板的配钢率及其与墙肢的连接方式作为试验变量,一共设计并制作了三个组合连梁试件,通过伪静力试验研究了各试件在模拟地震作用下的力学性能,并采用DIANA软件对试验的试件建模分析,将有限元分析结果与试验结果相比较,发现二者吻合较好。     

模型砌块剪力墙连梁伪静力试验方案的研究

本文介绍了国内外一些有关剪力墙结构中连梁的试验研究方法,其中如何实现连梁的工作状态是试验方案中的难点。本文首先对连梁实际受力状态进行了分析,提出无轴向应力下连梁的加荷方案。16个模型连梁试件的试验结果表明:连梁的破坏由垮高比和配箍率等主要因素来控制。     

新型连梁连接节点抗弯性能试验研究

设计了一种新型的剪力墙与连梁的连接形式:连梁与剪力墙不再整体浇筑,而是通过钢筋机械连接二次浇筑组合而成。为测试该连梁连接节点形式的受力性能、破坏模式与节点构造,制作了一个试件,并对该试件进行了低周反复加载试验。试验研究表明,该连梁连接节点属于延性破坏,满足强剪弱弯的要求。     

配置不同形式500 MPa钢筋的小跨高比连梁的对比试验研究

已有的研究结果表明,配有对角斜筋、综合斜筋的小跨高比剪力墙连梁具有较好的抗震性能。然而使用更高强度钢筋后采用上述配筋方案能否达到预期的效果,缺乏相关的试验研究。为此完成了4根配置500 MPa钢筋的小跨高比连梁在低周反复荷载作用下的试验,研究配置500 MPa钢筋连梁主要受力性能,以及配置500 MPa级钢筋连梁与原有配置HRB335级钢筋连梁在抗震性能方面的差异。8个小跨高比连梁试件试验结果的对比说明,配置500 MPa级钢筋的综合斜筋、对角斜筋小跨高比连梁的钢筋采用等强代换的原则,并与HRB335级钢筋连梁在配箍特征值、剪压比基本相同,构造措施一样的情况下,最终破坏时能达到的最大承载能力差别不大,并表现出良好的抗震性能。     

菱形配筋剪力墙连梁的承载能力

本文介绍了菱形配筋连梁的试验结果,研究了跨高比、名义剪压比、强屈比等诸因素对连梁性能的影响。详细讨论了菱形配筋连梁的正截面承载力和斜截面承载力的计算,给出了相应的计算公式和限制条件。计算值与试验结果取得了较好的一致。     

自保温预制混凝土连梁抗弯性能试验研究

自保温预制混凝土剪力墙结构体系是一种既能承重,又能实现保温的新型体系,为配合该体系的应用,设计了一种内填保温芯的连梁截面形式。为研究自保温预制连梁在弯矩作用下的受力性能、破坏模式与节点构造,结合模块化装配式混凝土剪力墙结构体系,设计并制作了3个连梁试件(1个现浇实心对比试件和2个自保温预制试件),对其进行低周反复加载试验。通过试验研究表明,自保温预制连梁抗弯试件的平均屈服荷载和平均峰值荷载与现浇实心连梁试件相似,平均延性系数和平均累积耗能略优于现浇实心连梁试件。     

钢-混凝土组合连梁研究现状及其发展

针对目前我国在钢-混凝土组合连梁的研究工作较少,相关理论很不完善,我国现行的有关规范缺少专门针对钢-混凝土组合连梁的设计计算方法和构造措施的现状,对国内外有关钢-混凝土组合连梁的试验研究、承载力计算以及受力性能影响因素进行了综述和分析评价,对比了几种典型连梁的抗震性能,并指出目前有关钢-混凝土组合连梁研究领域中存在的问题和尚未涉及的方面,为钢-混凝土组合连梁的进一步试验研究及设计提供借鉴和参考。     

纤维增强混凝土对角斜筋小跨高比连梁抗震性能试验研究及受剪承载力分析

为了改善小跨高比连梁的抗震性能,考虑连梁跨高比和对角斜筋配筋率的影响,在课题组前期试验的基础上,在对角斜筋上增设拉筋,制作3个纤维增强混凝土（FRC）对角斜筋小跨高比连梁试件,对其进行拟静力试验,分析连梁的破坏形态、滞回耗能、刚度退化以及延性等抗震性能。基于试验结果及小跨高比连梁的受剪机理,建立连梁受剪承载力计算公式。结果表明,在小跨高比连梁对角斜筋上增设拉筋之后,跨高比为1.25和1.5的连梁,由原来的剪切破坏变为弯曲剪切破坏,并提高了连梁的延性、抗损伤能力和耗能能力;提出的连梁受剪承载力计算公式的计算值与试验值吻合较好。     

混杂纤维混凝土连梁抗震性能试验及受剪承载力研究

为了改善小跨高比连梁的抗震性能，对3个混杂纤维混凝土连梁和1个普通混凝土连梁进行了拟静力试验，分析了连梁的破坏形态、滞回性能、受剪承载力和延性等性能，研究了连梁基体材料和连梁截面宽度对其抗震性能和受剪承载力的影响。试验表明：混杂纤维混凝土有利于连梁的多裂缝开展，3个混杂纤维混凝土连梁均表现为弯曲剪切型破坏；跨高比和配筋相同的混杂纤维混凝土连梁的受剪承载力和位移延性系数比普通混凝土连梁分别提高了53.66%和29.31%。同时，应用ABAQUS有限元分析软件探究了跨高比和箍筋间距对混杂纤维混凝土连梁受剪承载力的影响规律。在此基础上，基于分项叠加思想，建立了同时考虑混凝土、纵筋、箍筋和纤维贡献的混杂纤维混凝土连梁受剪承载力计算式，计算结果与试验结果吻合良好，可为该类构件设计及其相关领域研究提供参考。     

内置压型钢板装配式宽连梁构件抗震性能研究

为提高装配式结构预制程度、解决剪力墙结构连梁剪压比不足问题,保证结构抗震性能,提出一种内置压型钢板装配式宽连梁.首先通过拟静力试验研究了内置压型钢板装配式宽连梁剪力墙抗震性能,然后通过结构数值模拟研究了采用该型连梁的12层剪力墙结构在地震波作用下的动力响应.研究结果表明:内置压型钢板装配式宽连梁剪力墙试件在水平往复荷载作用下,发生弯剪破坏,延性较好、耗能能力较强,与现浇连梁的剪力墙结构相比,采用压型钢板装配式宽连梁剪力墙结构抗震性能明显改善.     

小跨高比超高韧性水泥基复合材料连梁抗震性能试验研究

完成了3个小跨高比超高韧性水泥基复合材料连梁和1个普通钢筋混凝土连梁的低周反复加载试验,研究了连梁的破坏形态、滞回性能、耗能能力、刚度退化等性能,分析了连梁跨高比变化对其抗震性能的影响。研究结果表明,与普通钢筋混凝土连梁相比,小跨高比连梁的破坏形态有从脆性向塑性转变的趋势;超高韧性水泥基复合材料连梁的滞回曲线呈反S形,刚度退化较为明显,但较普通钢筋混凝土连梁的滞回曲线更为饱满,刚度退化趋势变缓;超高韧性水泥基复合材料连梁能改善连梁抗震工作性能,满足工程设计要求。     

新配筋方案小跨高比连梁受剪承载力计算

联肢剪力墙中的洞口连梁一般为小跨高比连梁,这种连梁的受剪承载力计算目前尚未很好解决。根据9个沿梁截面高度布置三层封闭箍筋连梁的试验结果,分析了影响连梁破坏形态、位移延性系数和耗能比的因素。研究了连梁跨高比、截面尺寸、材料强度、箍筋数量和纵向钢筋数量对其受剪承载力的影响。在此基础上,通过多元回归分析,建立了新配筋方案小跨高比连梁受剪承载力计算公式,提出了相应的剪压比限值。受剪承载力公式的预测值与试验值吻合良好。     

装配整体式连梁抗震性能试验研究

装配整体式连梁由预制窗下墙、现浇带和预制窗上墙组成。为研究装配整体式连梁的抗震性能,完成9个5种跨高比连梁试件的拟静力试验,其中4个试件的窗下墙与现浇带之间采用钢筋套筒灌浆连接,4个试件的窗下墙与现浇带之间没有钢筋连接,1个试件由现浇带和窗上墙组成。试验结果表明:连梁以弯曲破坏为主,连梁与墙肢交界面开裂,两端或角部混凝土压碎,受弯裂缝与斜裂缝布满连梁;窗下墙与现浇带之间没有钢筋连接的试件,窗下墙与现浇带分开(除两端外),形成2根连梁;连梁端弯矩-转角滞回曲线有一定程度的捏拢;连梁的极限位移角(正反向加载的平均值)为1/24~1/60,具有很好的弹塑性变形能力,跨高比为1.5的连梁试件的极限位移角小于同一类型跨高比为2.0及2.4的连梁试件;可按整体连梁采用规范公式计算装配整体式连梁的受弯承载力;窗下墙与现浇带之间是否采用钢筋套筒灌浆连接,对连梁的承载力及滞回性能影响不大。     

轻钢轻混凝土连梁抗震性能试验研究

为研究轻钢轻混凝土连梁的抗震性能,进行了4榀不同跨高比连梁的拟静力试验,研究其在水平往复荷载下的破坏机理、延性及耗能能力等。试验表明:试件的破坏模式随跨高比的增加由剪切破坏向受弯破坏转变;小跨高比连梁的受力机制可视为平面桁架,大跨高比连梁的受力机制类似普通框架梁。     

剪切型消能连梁的塑性强化特性研究

该文对剪切型消能连梁的塑性强化特性展开了试验研究,并通过数值模拟分析不同参数对塑性强化特性的影响规律。研究表明轴向位移约束引起的附加轴拉力会提高连梁的塑性强化,且位移角越大时提高越明显。随着轴压力增大,连梁的塑性强化逐渐降低|轴拉力对连梁的塑性强化有一定提升,但轴拉比超过0.1后塑性强化值趋于稳定。腹板高厚比对连梁的塑性强化特性基本无影响|腹板宽高比、加劲肋间距和等效连梁长度系数eVp/Mp的减小将提高连梁的塑性强化|钢材强化应力的增大会显著提高连梁的塑性强化。最后,提出连梁塑性强化特性的理论预测方法,试验和数值验证表明该方法具有较高的准确性。     

新配筋方案小跨高比连梁有效性的有限元验证

试验表明,新配筋方案小跨高比连梁具有较高的延性和耗能能力,且施工便捷,但试验数据不多.利用有限元软件ANSYS对新配筋方案小跨高比连梁的有效性进行了补充验证.数值分析结果与试验结果基本一致,新配筋方案小跨高比连梁的应力场分布更均匀,抗剪能力比普通配筋连梁更强.     

外包钢板-混凝土组合连梁非线性有限元分析:传力与变形机理研究

在外包钢板-混凝土组合连梁试验研究的基础上,对组合连梁试件和不同参数取值的补充模型进行了非线性有限元分析。有限元分析得到的滞回曲线与试验曲线吻合良好,能较好地模拟组合连梁的受力行为。通过应力分析,发现内填混凝土的工作机制类似于斜压杆,其压力沿着连梁对角线方向从一端的受压侧传递到另一端的受压侧。外包钢板承担的剪力比例和弯矩比例的范围分别为0.36~0.76和0.57~0.82;混凝土的剪力与轴压力之比和连梁的高跨比近似相等。连梁的侧向位移由节点区变形引起的梁端转角、连梁的弯曲变形与剪切变形产生;在常用的跨高比范围内,剪切变形产生的侧向位移在总位移中占有较大比例,且受跨高比的影响很大。     

Experimental study on seismic behavior and shear capacity of FRC coupling beams with small span-to-depth ratio

为了改善小跨高比连梁的抗震性能,采用纤维增强混凝土（FRC）替代连梁中的普通混凝土,考虑跨高比、箍筋间距和FRC强度等因素的影响,设计了7个小跨高比FRC连梁试件和1个普通混凝土连梁对比试件。通过拟静力试验,观察连梁试件在低周反复荷载作用下的破坏过程和形态,研究其滞回特性、变形能力、耗能能力及刚度退化等。结果表明：8个小跨高比连梁试件发生了剪切破坏或弯曲剪切破坏;跨高比和配筋相同的FRC连梁的受剪承载力和位移延性系数比普通混凝土连梁分别提高了9.71%和24.31%,达到破坏荷载时的累积耗能是普通混凝土连梁的1.5倍,采用FRC可提高连梁的承载能力、延性和耗能能力;随着跨高比增大和箍筋数量的增加,连梁的变形和耗能能力提高。基于试验结果和受剪机制分析,提出了小跨高比连梁的受剪承载力计算式,其计算值与试验值吻合较好。     

剪切机制耗能端板螺栓连接组合联肢剪力墙钢连梁抗震性能试验研究

将端板螺栓连接构造引入钢-混组合联肢剪力墙中,用于连接钢连梁与混凝土墙肢。设计并制作了1组(2个)小剪跨比连梁双肢组合剪力墙试件,分别采用端板螺栓连接和传统直插式的连梁-墙肢连接构造形式,进行低周往复加载试验,以研究两种连接构造形式下钢连梁与混凝土墙肢连接试件的滞回性能、刚度与承载力退化特征以及破坏模式。试验结果表明:用端板螺栓连接代替直插式连接构造,能够有效减轻钢连梁-墙体连接区域混凝土损伤程度,屈服后非线性变形主要集中在钢连梁端部,且钢连梁能够达到美国AISC 341-05规范要求的0.08 rad非线性转角限值,充分发挥滞回耗能作用,刚度、承载力退化不明显,延性好,与传统直插式钢连梁-墙肢连接具有相同甚至更好的抗震性能。