装配式钢筋混凝土构件竖向齿槽接缝强度的研究

至今，国内外对装配式钢筋混凝土构件竖向接缝的抗震性能研究很少。各国规范对其强度计算采用不同的破坏机理且不考虑接缝宽度变化的影响。本文进行了１８榀不同配筋率和接缝宽度的装配式钢筋混凝土试件，在低周反复荷载作用下的试验，研究试件的破坏过程；分析了接合筋“压力－摩擦”抗剪作用及接缝宽度变化对混凝土抗剪强度的影响。根据试验结果，建立了装配式钢筋混凝土构件竖向齿槽接缝考虑接缝宽度变化的抗剪承载力验算公式。建议的公式与试验结果吻合较好，为工程设计提供了可借鉴的依据。     

低周反复荷载下装配式钢筋混凝土结构竖向齿槽接缝受力性能的试验研究

进行了 18榀不同配筋率和接缝宽度装配式钢筋混凝土结构试件在低周反复荷载作用下受力过程和破坏特性的试验研究及分析对比。研究表明 :试件在接缝处均发生了剪切破坏 ,接合筋“压力 -摩擦”抗剪力作用随配筋率的增加明显提高以及接缝宽度变化对抗剪强度的影响呈非线性关系。结合试验结果 ,建立了装配式钢筋混凝土结构竖向齿槽接缝极限抗剪强度的计算公式 ,建议公式与试验结果吻合较好 ,为进行工程设计提供了可借鉴的依据     

装配式钢筋混凝土构件竖向齿槽接缝的研究

至今，国内外对装配式钢筋混凝土的构件竖向接缝的抗震性能研究很少，各国规范对其强度计算采用不同的破坏机理且不考虑接缝宽度变化的影响。东南大学、合肥工业大学、郑州大学的有关学者，对不同配筋率和接缝宽度的装配式钢筋混凝土构件，在低周反复荷载作用下的试验，研究构件的破坏过程，分析结合筋“压力－摩擦”抗剪作用及接缝宽度变化对混凝土抗剪强度的影响。研究结果：竖向齿槽接缝抗剪强度随接缝配筋率的增大而提高，建议配筋率取 0.25％～ 1.5％；竖向齿槽接缝处混凝土的抗剪强度与接缝宽度变化呈非线性关系。为施工方便和保证接缝处满足承载力的要求，建议设计宽度取 60～ 160 mm；齿槽受剪面积不宜小于接齿面积的 1/3，齿高比取 3～ 7。     

反复荷载作用下PBPS竖缝抗震性能试验及理论研究

本文对装配式大板结构(PBPS)竖缝在反复荷载作用下的抗震性能进行研究,以便使装配式结构最终成为一种完善的抗震体系。共设计、试验了18榀试件,描述了试件在反复荷载作用下的受力破坏过程,分析了竖缝的抗震性能及受力机理。认为接缝最大受剪承载力随接合筋直径的增大而增大,与接缝宽度成非线性关系,且通过接缝混凝土的斜压杆机制和接合筋的压力摩擦机制表现出来;反复荷载作用下,接缝强度及刚度退化,脆裂后的接缝受剪承载力通过削弱的斜压杆机制和接合筋的销栓作用表现出来,其大小随接缝宽度的增大而增大,随接合筋直径的增大而增大。提出了竖缝受剪承载力计算公式,并对计算值与试验值进行比较,二者吻合较好。     

装配式大板结构竖缝抗震性能研究

以试验为基础，研究了装配式大板结构竖向齿槽接缝在反复荷载作用下的受力过程，分析了竖缝的抗震性能及受力机理。认为竖缝最大承载力随接合筋直径的增大而增大，与接缝宽度几乎没有关系；反复荷载作用下，竖缝抗剪能力降低。提出了竖缝抗剪承载力计算公式，并对试验值与计算值进行比较，二者吻合较好。     

再生混凝土抗剪键接缝受剪性能及承载力计算

为研究再生混凝土抗剪键接缝的受剪性能,以抗剪键数量、再生粗骨料取代率和轴向应力为变化参数,设计了6个再生混凝土抗剪键接缝试件和2个无键直缝试件进行单调推剪试验,获取了试件的破坏形态、剪力-剪切位移曲线和抗剪承载力,分析了不同变化参数对再生混凝土抗剪键接缝承载力的影响规律,提出了再生混凝土抗剪键接缝的抗剪承载力计算公式。研究结果表明:再生混凝土无筋抗剪键接缝和直缝均沿水平结合面发生剪切破坏,键槽内灌浆料存在斜裂缝,抗剪键接缝的峰值剪切位移随轴向应力的增大而减小,再生粗骨料取代率对试件剪力-剪切位移曲线影响较小,再生混凝土抗剪键接缝的抗剪承载力明显大于无键直缝,抗剪键接缝的抗剪承载力随再生粗骨料取代率的增加而减小,随轴向应力的增加而增大,所提出的承载力计算公式可用于计算无筋再生混凝土抗剪键接缝的抗剪承载力,计算结果偏安全。     

双向受弯钢筋混凝土简支梁抗剪性能试验研究

根据对正交试验结果和文献试验资料的研究,分析了次生扭矩产生的原因及期 对双向受弯钢筋混凝土简支梁抗剪强度的影响。结合次生扭矩探讨了荷载斜弯角、截面高度比、剪跨比1混凝土强度等级纵筋和箍筋配筋率等因素对有、无腹筋梁抗剪性能的影响。得出了双向受弯你件抗剪强度随着混凝土强度的提高,纵筋和箍筋配筋率的增大而提高,随着剪跨比、荷载斜弯角,截面高度比的增大而降低等结论。     

基于剪摩擦理论的U形筋接缝强度计算方法

U形筋对拼的现浇混凝土接缝是一种应用于预制梁桥面板纵横向连接的新型接缝形式,但目前国内、外规范均无相应计算方法。为建立该类接缝承载力简化计算理论,在总结归纳国内、外试验资料及计算模型的基础上,分析揭示接缝受力机理及破坏规律。提出一种基于剪摩擦理论的强度计算方法,讨论混凝土黏聚力、剪摩擦因数、接缝强度上限的拟定。结果表明:U形筋拼接形成的核心混凝土是接缝的主要传力区域,其破坏由贯穿U形筋顶端的主斜裂缝控制,且其中横向钢筋销栓作用发挥明显。经与其他计算模型比较,基于剪摩擦理论的U形筋接缝强度计算方法更简便,能准确反映接缝受力规律与破坏强度。     

预制钢管混凝土剪力墙箍筋插销连接竖缝抗剪强度分析

完成了3个截面形式分别为一字形、L形和工字形的1∶3缩尺两层单跨预制钢管混凝土剪力墙的拟静力加载试验,研究了箍筋插销连接的竖向接缝的抗剪性能,并与国内外学者及有关设计规范中提出的抗剪承载力公式计算值进行了对比。结果表明:混凝土齿槽的作用对竖向接缝总抗剪承载力的贡献远远小于抗剪钢筋的销栓作用;剪力墙底部截面的抗剪承载力对竖向接缝的变形破坏也有显著影响,墙底部截面抗剪承载力较高时,竖向接缝不易发生破坏。对预制装配式剪力墙结构,要想保证竖向接缝的可靠性,必须首先保证水平接缝的抗剪能力。     

配筋率和纵筋强度对RPC无腹筋梁抗剪性能的影响

为研究配筋率及纵筋强度对RPC无腹筋梁抗剪性能的影响,制作了4根仅纵筋配置不同的试验梁,进行四分点加载试验。通过观察整个试验过程,以及对加载过程中挠度、纵筋应变等数据进行分析,得出纵筋配置对该试验梁抗剪承载力与剪切延性的影响规律。试验结果表明:在某一固定剪跨比下,RPC钢筋混凝土梁抗剪承载力随着配筋率的增加而增加,随着纵筋强度的降低略有降低。配筋率的提高不仅能提高纵筋与RPC的销栓作用,同时也能提高斜裂缝顶部混凝土受压区高度,而提高纵筋强度只能提高混凝土受压区高度,故提高配筋率比提高纵筋强度更能有效提高构件抗剪承载力。     

装配式剪力墙浆锚连接的受力性能试验研究

为研究装配式剪力墙竖向浆锚连接的钢筋锚固性能及结合面受剪性能,以插筋配筋率为参数进行了3组搭接试验和2组抗剪试验,确定了其竖向插筋的搭接长度,得到了抗剪试件结合面的承载力、破坏模式和荷载-滑移关系曲线。试验结果表明：选取的钢筋搭接长度能够满足承载力要求;同一试件中,结合面1（后浇混凝土与抗剪键相连的界面）先于结合面2（后浇混凝土与凹槽连接的界面）破坏;插筋配筋率对结合面开裂荷载影响较小,但对受剪承载力影响较大;抗剪试件破坏时凹槽附近易发生混凝土脱落,建议剪力墙受拉钢筋直径尽量大于8 mm。采用ABAQUS软件对抗剪试验进行了有限元模拟,并分析了后浇混凝土强度、后浇带宽度和凹槽长度等参数对结合面受剪承载力的影响。分析结果表明：提高后浇混凝土强度可使结合面受剪承载力提高;在满足锚固需求条件下,增加后浇带宽度可提高墙体的受剪承载力,减少凹槽长度对墙体受剪承载力影响较小。     

Shear strength estimation of reinforced concrete beam–column sub‐assemblages using multiple soft computing techniques

The aim of the present study is to propose innovative predictive models for shear capacity of reinforced concrete (RC) exterior joints in terms of multiple soft computing techniques. Existing models were evaluated and by a preliminary sensitivity analysis, seven parameters including compressive strength of concrete, product of the yield stress and the reinforcement ratio of the joint stirrups, the effective width of the joint panel, cross‐sectional column width, beam tensile longitudinal reinforcement ratio, beam compressive longitudinal reinforcement ratio, and column longitudinal reinforcement ratio were considered. Then, a large data set having the details of experimental programs on shear capacity of exterior RC beam–column joints was provided. The experimental data were utilized in developing the proposed models. After verification of the new models against available database, their efficiency compared with existing models was confirmed. Finally, a sensitivity analysis was performed in order to find the relative importance of each input parameter on the shear strength of RC joints. The results indicated that the beam reinforcement is the most important factor in shear capacity estimation of exterior RC beam–column connections.     

Tests on block shear of coped beams with a welded end connection

An experimental study of block shear of coped beams with a welded clip angle connection is presented in this paper. Twelve full-scale coped steel I-beam tests were conducted. The test parameters included the web block aspect ratio (height to width ratio of the web block connected to the clip angle) and the connection rotational stiffness. Out of the 12 test specimens, eight test specimens failed in block shear of the connection, namely, tensile fracture of the block width (the web underneath the clip angle) and shear yielding of the block height (the web along the vertical side of the clip angle). Two test specimens failed by local web buckling at the cope, one test specimen failed in the welds and the remaining one did not fail due to the limited capacity of the loading jack.The test results showed that in general the block shear capacity of the test specimens increased with increasing web block aspect ratio and increasing connection rotational stiffness. The current design specifications (AISC-LRFD, CAN/CSA-S16-09, CAN/CSA-S16-01, BS EN 1993-1-8-2005, BS5950-1:2000, and AIJ-1990) provide conservative estimates of the block shear capacity of the test specimens except for the specimen that had the smallest connection rotational stiffness. It should be noted that none of the design equations evaluated in this programme consider the influence of the web block aspect ratio and the connection rotational stiffness.     

钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点试验

为了研究钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点的受力性能,完成了6个“强梁弱墙”型节点试件在梁端往复竖向荷载作用下的试验。试验结果表明,达到最大承载力时,梁截面比较宽的试件,墙正面的部分受拉纵向钢筋屈服,墙背面的纵向钢筋未屈服;破坏主要发生在楼板与墙连接部位以及剪力墙的正面,楼板和梁下方墙的破坏比楼板上方墙的破坏严重;墙正面的混凝土脱落、部分竖向钢筋压屈;墙背面有裂缝但不严重,裂缝主要分布在梁的周围;连接节点有比较大的变形能力;梁截面的宽和高以及楼板对承载力和耗能能力都有影响。对试件进行了非线性有限元分析,得到应力分布与试件的试验破坏现象一致。     

部分抗剪连接的型钢混凝土组合柱正截面承载力计算

在JGJ 138-2001《型钢混凝土组合结构技术规程》中,型钢混凝土柱的正截面承载力需根据平截面假定进行计算,但该规范并没有明确给出当平截面假定不满足时型钢混凝土柱的承载力计算方法。为此,提出抗剪连接系数的概念,用于描述型钢混凝土柱中型钢与混凝土之间的相对界面抗剪能力,综合平截面假定和叠加原理,得到在部分抗剪连接条件下普通型钢混凝土（SRC）柱和分散型钢混凝土（ISRC）柱的正截面承载力与抗剪连接系数之间的定量关系,进而提出SRC柱和ISRC柱的正截面承载力设计简化方法。计算结果表明：当轴压比相同时,SRC柱和ISRC柱的受弯承载力随其抗剪连接系数的增大而增大;轴压比越大,抗剪连接系数对组合柱的受弯承载力的影响越小;与SRC柱相比,抗剪连接系数对ISRC柱的受弯承载力影响更加显著。试验结果与计算结果的对比表明,采用所提出的方法可以较准确地计算ISRC柱的压弯承载力,计算结果具有一定的安全余度。     

ALC墙板钩头螺栓连接节点平面外抗冲切试验研究

为了解节点的受力性能,对13块钩头螺栓连接的ALC墙板节点试件进行了平面外荷载试验和有限元模拟。结果表明:对于使用钩头螺栓连接的蒸压加气混凝土墙板,在风荷载平面外吸力或向墙板外侧的水平地震作用下,通过垫片传递荷载,最终形成冲切破坏,整个破坏过程大致可分为开裂前的线性阶段、开裂阶段以及最后的破坏阶段; 抗冲切承载力将随着节点区域横向钢筋数量增加或钢筋间距减小而加大; 墙板厚度可明显影响抗冲切承载力; 配置抗冲切短钢筋是提高抗冲切承载力的有效方式; 节点破坏是沿着垫片四周按一定角度发生的冲切破坏,板长度方向的冲切破坏角在67.23°～71.07°之间变化,平均值为69.35°; 板宽度方向的冲切角在61.67°～68.42°之间变化,平均值为64.89°; 长度方向的冲切角略大于板宽方向,总体较为对称; 设计的试验方法符合钩头螺栓连接的受力特点,通过跨中节点试验与有限元模拟相结合,得到端部节点的抗冲切承载力约为跨中节点抗冲切承载力的73%,可以认为随着节点位置与板端距离的增加,冲切锥体体积及周长将会增大,从而提升冲切峰值荷载。     

冷挤压套筒连接RC装配式剪力墙抗震性能试验研究

为解决RC装配式剪力墙钢筋连接施工和质量检验困难的问题,提出了一种采用冷挤压套筒钢筋连接方式的装配式剪力墙构造形式。为探明此连接方式装配式剪力墙的可行性及其抗震性能,完成7个装配式剪力墙试件和2个现浇剪力墙对比试件的拟静力试验。对试件的水平荷载-侧移曲线及其特征点、钢筋应变进行了分析。结果表明：装配式剪力墙试件和现浇剪力墙试件均为压弯破坏。在简化构造的情况下,冷挤压套筒连接能有效传递钢筋拉压力。采用该连接的装配式剪力墙具有良好的抗震性能,耗能能力、延性均与现浇剪力墙试件接近。在轴压比为0.25~0.6范围内,轴压比增大,承载力增大,极限位移角减小;在剪跨比为0.9~1.35范围内,剪跨比增大,承载力减小,极限位移角增大,刚度退化更为平缓。     

装配式剪力墙齿槽式连接受剪性能研究

为研究装配式剪力墙齿槽式连接的受剪性能,进行了8片1/2缩尺剪跨比为0.54的齿槽式连接试件单调推覆加载试验。研究了装配式剪力墙齿槽式连接的破坏模式、开裂形态、荷载-位移曲线和承载力,分析了轴压比、暗柱设置、齿槽长度等因素对装配式剪力墙齿槽式连接受剪承载力的影响。结果表明：轴压比对齿槽式连接试件的开裂模式影响较大,轴压比较大的试件,裂缝开展以对角线方向的斜裂缝为主;轴压比较小的试件,裂缝开展以齿槽接合面裂缝为主;增加轴压比和设置暗柱提高了装配式剪力墙齿槽式连接的受剪承载力,齿槽长度对装配式剪力墙齿槽式连接受剪承载力影响较小。基于现有研究成果和试验结果,提出了装配式剪力墙齿槽式连接受剪承载力计算式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

强墙弱梁型钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点试验

为研究剪力墙设置暗柱的钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点的抗震性能,完成了6个按强墙(暗柱)弱梁设计的梁-墙平面外连接节点试件在梁端施加往复竖向荷载的试验,试件的主要变化参数为暗柱宽度、暗柱纵向配筋和梁纵筋在暗柱内的锚固。结果表明,6个试件在达到最大承载力前,梁的纵筋已屈服;梁纵筋在墙内锚固不足的试件,最终为剪力墙墙面混凝土局部拉脱破坏;暗柱宽度为梁宽3倍、梁纵筋在墙内锚固得到加强的试件,为梁弯曲破坏,具有大的变形能力;暗柱宽度为梁宽4倍的试件,梁、墙都发生破坏。在试验研究的基础上和参照现行国家标准,提出了剪力墙暗柱的设计建议:暗柱宽度不宜大于3倍梁宽;暗柱平面外弯矩设计值应根据梁端实配抗震受弯承载力确定;暗柱最小总配筋率不小于1.0%,箍筋最小直径为10mm、最大间距为150mm等。     

柱截面形状对板柱节点受冲切性能影响的试验研究

我国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的板柱节点受冲切承载力计算公式考虑了柱截面形状的影响,但相关的试验研究十分有限,机理尚不明 确。为研究柱截面形状及纵筋配筋率对板柱节点受冲切性能的影响,完成了10个轴心荷载作用下的板柱节点冲切破坏试验。试验变量为柱截面形状（包括圆 形、六边形、方形和矩形截面）以及纵筋配筋率。通过试验获取了荷载-挠度曲线、破坏形态、钢筋和混凝土的应变分布。采用专门设计制作的应变测杆, 得到了板柱节点内部裂缝发展过程。结合试验结果和已有试验数据进行分析,结果表明：柱截面形状对受冲切承载力的不利影响的根本原因是冲切截面计算 周长与板截面有效高度的比值增大导致的应力集中现象;现行《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）假定的冲切锥面倾角以及圆柱板柱节点的受冲切 承载力计算方法存在不合理之处;板内斜裂缝首先在靠近柱头的中上部区域形成,冲切破坏呈现剪切劈裂的特点。