钢筋混凝土框架结构梁端受弯承载力放大系数研究

现行规范通过设定柱端弯矩增大系数来实现钢筋混凝土框架结构"强柱弱梁"的破坏机制,实际工程中梁端的实际受弯承载力往往大于设计弯矩,其增大系数可能超过规范规定的柱端弯矩增大系数,导致地震发生时出现柱铰破坏机制。通过分析梁中受压钢筋和梁侧现浇板内配筋对受弯承载力的影响,计算出梁端受弯承载力放大系数,并与规范规定的柱端弯矩增大系数进行对比,针对柱端弯矩增大系数提出设计建议。     

浅析一般多层框架强柱弱梁屈服机制的实现

为了研究一般多层框架结构"强梁弱柱"屈服机制,对7个典型框架柱模型进行试算。研究结果表明,对于Ⅰ—Ⅲ类场地,抗震设防7度以下的框架柱纵筋大小不由地震作用参与的组合控制,同时规范规定的框架柱端弯矩增大系数ηc不起控制作用;对于Ⅳ类类场地,抗震设防烈度为7度时框架柱纵向钢筋的大小主要由地震作用参与的组合控制;柱距为8 m的模型在Ⅲ类场地抗震等级为二、三级时,开始出现部分框架柱由地震作用组合控制配筋的情况;根据规范采用框架柱端弯矩增大系数ηc调控柱端弯矩,同时用最小配筋率提高柱的实际承载能力等措施不能保证强柱弱梁屈服机制的实现;强柱弱梁屈服机制可通过进一步减弱框架梁的抗弯承载力来实现。     

基于梁铰机制的柱端弯矩增强措施研究

汶川地震中钢筋混凝土框架结构塑性铰普遍出现在柱端,该震害现象促使我国抗震规范在2010版提高了"强柱弱梁"措施。新的柱端弯矩增大系数取值对一、二抗震等级而言与已有研究结果相近,但低烈度区、三级抗震的取值仍缺乏依据。该文按现行中国规范设计5个位于Ⅱ类场地的不同设防烈度分区、不同抗震等级的规则钢筋混凝土平面框架,讨论现浇板钢筋、梁下部纵筋等对"强柱弱梁"措施的影响规律。以强震下除底层柱下端外其他柱截面纵筋不屈服的梁铰机制为原则建立非线性计算模型,对每个框架分别输入30条符合要求的地震波,在OpenSees平台上对5个框架进行罕遇地震下的非线性反应分析,并对柱端弯矩增大系数需求进行统计分析。结果表明,对于7度区三级抗震框架的柱端弯矩增大系数,抗震规范取1.3明显不足,建议提高其取值,并同时附加将中间节点处绝对值较小的梁端负弯矩取为零的计算原则;8度区二级框架、9度区一级框架的柱端弯矩增大系数需求的统计结果较规范取值偏大得相对较少。基于梁端实际配筋和材料强度标准值的柱端弯矩增大系数需求的统计特征值离散性更小、沿楼层变化不大,同时其已包含板钢筋的贡献,是相对更好的"强柱弱梁"措施形式,此时抗震规范的一、二抗震等级的弯矩增大系数仍有待提高。     

考虑现浇楼板的柱端弯矩增大系数可靠指标分析

本文分析了考虑梁侧楼板有效翼缘宽度范围内板配筋的框架柱端弯矩增大系数可靠指标关系,表明考虑梁侧现浇楼板配筋,抗震规范给出的柱端弯矩增大系数难以实现梁铰屈服机制,柱端出现塑性铰难以避免。分析表明,柱端弯矩增大系数取值达到2.0以上,才能满足建筑结构安全等级为二级时延性破坏的可靠指标β基准值。     

等肢钢筋混凝土T形截面柱的合理配筋研究

采用数值积分法编制了T形截面柱正截面承载力非线性分析程序,对5种不同配筋的等肢T形截面柱,在不同轴压比下的Mx-My,曲线进行了计算,分析了不同荷载角的极限弯矩变化规律,探讨了截面配筋对截面承载能力的影响,得出了等肢T形截面柱的合理配筋.理论计算值与试验结果的比较表明,二者吻合较好.最后,对等肢T形截面柱的工程设计提出了建议.     

弯矩分布图形对钢管砼无侧移柱承载能力的影响

本文报导了27根两端弯矩不相等的无侧移钢管砼框架柱的试验结果。试验的主要参数为长细比、偏心率和较小端弯矩与较大端弯矩的比值β(=M_1/M_2)。试验结果表明,除了长细比和偏心率对试件承载能力有显著的影响外,端弯矩比对承载能力也有显著的影响。对于端弯矩不相等的非标准单元柱,其承载能力折减系数随长细比和偏心率而变化的规律与端弯矩相等的标准单元柱相似。文中根据这一规律,采用了一个等效长度系数k=0.5+0.3β+0.2β~2,将非标准单元柱转化为标准单元柱,应用“双系数乘积”公式计算其承载能力。经用本文和文献上的试验结果对建议的方法进行校核,实测值与计算值符合良好。     

组合砖柱承载能力的试验

一、前言 砖柱采用纵向配筋是改善其承载能力和变形性能的有效措施。砖柱纵向配筋的方式有三:1.外包角钢;2.外配纵向配筋并抹水泥砂浆面层;3.外配纵向配筋并现浇混凝土面层;后两种通称为组合砖柱。钢筋混凝土组合砖柱的施工虽较复杂,但承载能     

砂浆抹面纵配筋砖柱承载能力的试验及计算

本文根据30个不同高厚比,配筋率,偏心率,材料强度等的砂浆抹面纵配筋原型试验的结果,得出了组合砖柱的承载能力的计算公式。 与现行《砖石结构设计规范》(GBJ 3—73)中的公式相比,本文公式计算所得的结果与试验值符合程度较好。文中还指出了规范公式存在的问题。     

新型横配筋砖砌体试验研究

本文认为横向配筋砖柱强度的提高,不是由于三向受压,而是由于钢筋的拉结作用防止了被裂缝分开的1/2砖小柱因过早失稳而破坏。试验证明盘旋式钢筋砌体的承载能力高于网状配筋的,且可节约较多钢材,此外,其偏心影响系数均高于规范所给值。     

楼板局部设缝框架的柱端弯矩增大系数可靠指标分析

本文通过对楼板局部设缝框架的柱端弯矩增大系数可靠指标分析,表明柱端弯矩增大系数η_c随实配系数λ_s增大而增大,且实配系数λ_s是框架结构实现"强柱弱梁"最大的制约因素。在λ_s=1. 0时柱端弯矩增大系数η_c=1. 6;在λ_s≤1. 1中节点柱端弯矩增大系数η_c≤1. 7,边节点下部受拉柱端弯矩增大系数η_c≤2. 2;可见,楼板局部设缝框架对框架结构采用现行《建筑抗震设计规范》中的柱端弯矩增大系数有助于实现"强柱弱梁"屈服机制。     

砂浆抹面纵配筋组合砖柱延性的试验研究

本文介绍了组合砖柱在纵,横向荷载共同作用下的延性试验和试验结果,讨论了与延伸率有关的一些问题。试验结果表明,以承受弯矩为主的组合砖柱的延性与钢筋混凝土柱相近。在受拉配筋率不大于0.3％及钢筋为软钢时,轴压比不大于0.2的组合砖柱具有符合要求的延伸率。     

传统框架及楼板局部设缝框架柱端弯矩增大系数分析

柱端弯矩增大系数是实现结构"强柱弱梁"的关键措施之一。分析了传统框架的柱端弯矩增大系数,表明现浇楼板对框架梁端抗弯承载力的贡献不可忽略,抗震规范给出的柱端弯矩增大系数难以实现梁铰屈服机制,柱端出现塑性铰难以避免,由此对框架梁侧楼板局部设缝,以消除楼板对框架梁端抗弯承载力的贡献,从而分析该楼板局部设缝框架的柱端弯矩增大系数,表明现行抗震规范给出的柱端弯矩增大系数对于楼板局部设缝的框架可以实现"强柱弱梁"屈服机制。     

带端柱高强混凝土剪力墙非线性有限元的参数分析

采用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤模型,考虑材料非线性,建立带端柱高强混凝土剪力墙的非线性有限元模型,进行数值模拟分析,并将数值分析结果与试验结果进行对比,验证了有限元模型的合理性和可靠性。在此基础上,分析了轴压比、剪跨比、边缘约束构件箍筋间距和纵筋配筋率对剪力墙抗震性能的影响。研究结果表明:随着轴压比的增大,承载能力逐渐增加,延性系数逐渐减小;随着剪跨比的减小,承载能力逐渐增加,延性系数逐渐减小;随着边缘约束构件箍筋间距增大,承载能力和延性系数均逐渐减小;随着约束边缘构件纵筋配筋率的增大,承载能力稍有增大,延性系数先增大后逐渐减小。     

一级抗震预应力混凝土框架混合出铰机制下柱端弯矩增大系数研究

按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》要求,对一级抗震预应力混凝土框架结构(简称"一级PC框架")进行"强柱弱梁"调整时,会出现中柱配筋面积过大及节点受剪承载力不足等问题。为降低中柱配筋,提出了一级PC框架结构"弱化中柱"、"强化边柱"的"强柱弱梁"调整方案,即通过弱化中柱配筋、强化边柱配筋,定义"强柱弱梁"框架为"罕遇地震作用下中柱和PC梁出现塑性铰,边柱除底层柱底外基本不出现塑性铰"的混合出铰有限延性框架。以4榀按抗震设防烈度8度(0. 2g)设计的不同跨数、层数的一级PC框架为研究对象,进行柱端弯矩增大系数研究。首先弱化中柱配筋,然后以控制边柱纵筋临界屈服为目标,对各个PC框架算例输入30条罕遇地震水准的地震波进行弹塑性时程分析,由梁实际配筋的正截面受弯承载力反算边柱所需的柱端弯矩增大系数,并经统计分析后提出具有明确概率意义的增大系数建议值。按照上述调整方案对算例进行再设计和弹塑性时程分析,结果表明,该调整方案能够避免结构在罕遇地震作用下出现整体和局部破坏,边柱除底层柱底外基本不出现塑性铰,上部楼层边柱总体安全储备较大,结构表现为以中柱和预应力梁出现塑性铰的混合耗能机制。     

爆炸荷载作用下钢管混凝土柱非线性分析

基于统一强度理论,推导了钢管混凝土柱的塑性极限弯矩和均布荷载作用下简支梁的极限位移。考虑爆炸反应过程中钢管混凝土柱质量和刚度改变产生的非线性影响,采用等效单自由度模型和逐步积分法,分析了爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的动态响应。将理论计算结果与相关文献计算结果进行对比,验证了理论计算方法的正确性。研究结果表明:随着套箍系数的增大,塑性极限弯矩及极限位移增大;随着侧压系数的增大,塑性极限弯矩增大;考虑钢管对受压区混凝土抗压强度的提高比不考虑时塑性极限弯矩提高了12%~19%;提出的计算方法满足钢管混凝土柱抗爆分析的精度要求,可为钢管混凝土柱的抗爆设计和防护提供参考。     

FRP筋混凝土偏压柱承载力计算方法

采用OpenSees有限元程序建立纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer,FRP)筋混凝土偏压柱非线性分析模型,通过已有试验结果验证了该模型的合理性。基于该模型开展了18 000根FRP筋混凝土(FRP-RC)偏压柱二阶效应的参数分析,主要参数包括材料强度、荷载偏心率、长细比、FRP筋类型和配筋方案等。分析结果表明,我国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土偏压柱的弯矩增大系数低估了FRP-RC偏压柱的二阶效应。通过对参数分析结果的回归分析,得到了FRP-RC偏压柱的弯矩放大系数修正计算公式。此外,基于平衡条件和变形协调条件,推导了FRP-RC柱正截面承载力计算式。结合弯矩放大系数法和正截面承载力计算式,提出了FRP-RC偏压柱承载力计算方法。将收集的国内外43个FRP-RC偏压柱试件承载力试验值与该方法计算值进行了对比,二者吻合良好。     

配筋圆钢管混凝土轴心受压短柱试验研究与承载力分析

在圆钢管混凝土柱内配置钢筋形成配筋圆钢管混凝土柱,可以进一步提高其承载能力,改善构件的塑性及延性。基于圆钢管混凝土的极限平衡理论,通过38个配筋圆钢管混凝土短柱轴压静载试验,揭示其受力机理和破坏形态,并对影响轴压承载能力的若干因素进行比较分析,探讨研究配筋圆钢管混凝土短柱轴压承载力计算方法,为后续研究和规范修订提供参考。     

青草沙水源地原水工程输水隧道单层衬砌管片接头荷载试验研究

纵缝转角刚度、纵缝（环缝）剪切刚度和弯矩传递系数是盾构隧道衬砌结构计算模型中的关键参数，历来是本领域研究的重点和热点。结合青草沙水源地原水工程，通过管片接头 原型荷载试验 ，对上述关键计算参数进行研究。试验结果表明正弯矩作用下接头转角刚度符合双直线模型，负弯矩作用下转角刚度近似成线性，而且不同的接头构造情况下纵缝转角刚度值和其变化规律不同。在纵缝和环缝剪切试验中，管片间的错动随荷载变化过程分为 3 个阶段，其中错动主要发生在第二阶段。弯矩传递试验表明弯矩传递系数随着荷载的增大而减小。并且当纵缝转角刚度较大时，弯矩传递系数较小，反之亦然。最后结合试验结果，给出了盾构隧道衬砌结构计算模型关键参数具体取值范围和一些 有益 的结论，以供盾构隧道衬砌结构设计计算参考。     

钢筋混凝土框架结构设计的几个问题

阐述了钢筋混凝土框架的诸多优点，对框架粱及框架柱中的配筋、梁端弯矩调幅，框架柱的计算长度等作了探讨，从而使框架结构设计更合理。     

L形异形柱抗弯能力方向异性与合理作用效应组合研究

L形异形柱由于形心主惯性轴与柱肢轴线不平行,其正截面双偏压曲线表现出较强的方向异性特征.采用截面数值积分方法,通过大量参数分析研究了等肢L形异形柱量纲一承载力方向异性与轴压比、肢长厚比和纵筋配筋特征值之间的关系,得出在绝大多数参数范围内,最不利受荷方向承载能力都小于坐标轴方向承载能力的最小值,并且最大相差可达23%,配筋设计时若沿用传统的以坐标轴方向为主的作用效应组合,则难以确保其在最不利受荷方向上的能力验算得到满足.针对这一问题提出补充最不利受荷方向上的作用效应组合,并对组合系数的取值给出简化建议.进一步定量分析了简化系数的误差.最后给出考虑与不考虑最不利作用方向组合的工程实例对比分析.