低周反复荷载作用下PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力分析

为研究PVC-CFRP管钢筋混凝土柱的受剪性能,在已完成的8根PVC-CFRP管钢筋混凝土柱和2根PVC管钢筋混凝土柱的低周反复荷载试验基础上,考虑轴压比、剪跨比、CFRP条带环箍间距对PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力的影响,选择CFRP布、PVC管、核心混凝土和钢筋的应力-应变关系模型,将圆形截面等效为矩形截面。利用桁架-拱模型对PVC-CFRP管钢筋混凝土柱的受剪机理进行分析,提出PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力计算公式。考虑低周反复荷载作用对构件受剪承载力的影响,引入位移延性系数,给出了低周反复荷载作用下PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力的设计公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

矩形截面混凝土框架柱斜向受剪承载力研究

通过14根矩形截面框架柱在斜向水平荷载作用下的受剪试验,研究其斜向受剪承载力的计算方法。基于单向桁架-拱模型,建立了一个双向桁架-拱模型。为了验证该计算模型的可行性,利用此方法对本试验的14根框架柱及其他文献中的16根框架柱的斜向受剪承载力进行了计算。试验结果和计算值的比值表明,基于双向桁架-拱模型推导的计算公式可以安全估算矩形截面框架柱斜向受剪承载力,满足工程需要。     

钢筋混凝土圆柱考虑位移延性的受剪承载力研究

现有的试验结果表明,钢筋混凝土(RC)柱受剪承载力在位移延性系数大于2后随着侧向位移的增加会逐渐下降。为了确保RC柱发生延性较好的弯曲破坏,在地震作用下柱子承受的侧向荷载要小于柱子受剪承载力的最终值。通过31个在模拟地震作用下发生剪切破坏的大比例圆柱试验结果对现有受剪承载力计算模型精度进行讨论,发现规范公式的计算结果普遍偏于保守,Priestly提出的公式考虑了位移延性系数的影响,具有较高的精度。计算结果还发现,我国规范公式计算结果和Priestly公式计算的受剪承载力最终值比较接近,可以用来计算受剪承载力最终值。     

空间桁架拱模型框架柱受剪承载力分析

建立了钢筋混凝土框架柱斜截面受剪承载力计算的空间桁架-拱模型,该模型考虑了斜裂缝出现后混凝土抗压强度降低的特性,满足应力平衡方程。理论计算结果与试验结果对比表明,空间桁架-拱模型是合理的,提出的计算公式可作为双向受剪承载力设计的参考。     

型钢混凝土柱基于受剪行为解耦的承载力计算方法研究

在各国现行规范中,强度叠加法广泛应用于型钢混凝土柱的受剪承载力计算,即型钢混凝土柱的受剪承载力单纯等同于型钢腹板受剪承载力与钢筋混凝土部分受剪承载力之和,不考虑二者间的相互作用。但因型钢与钢筋混凝土部分材料属性与截面面积差异巨大,导致两部分的受剪承载力无法同时达到峰值,致使传统强度叠合法偏于不安全。为解决上述问题,在传统桁架-拱模型和现行规范计算方法中引入了变形协调条件,以此确定了型钢与钢筋混凝土部分在受剪全过程中的承载力分配准则,并基于41个型钢混凝土柱的试验结果验证了所提方法的有效性。计算结果表明,提出的计算模型可准确预测型钢混凝土柱的受剪承载力。此外,在不考虑分项系数与强度折减系数的前提下,我国规范JGJ 138—2016、澳大利亚/新西兰规范AS/NZS2327:2017均过度低估了型钢混凝土柱的受剪承载力,而美国规范ANSI/AISC 360-16、欧洲规范BS EN1994-1-1:2004、我国规范YB 9082—2006均高估了部分试件的受剪承载力,且部分承载力高估程度超40%。     

基于桁架-拱模型理论对实腹式型钢混凝土短柱受剪承载力的分析

实腹式型钢混凝土短柱是型钢混凝土组合结构的主要承重构件。目前,我国规程依据试验统计建立实腹式型钢混凝土短柱的受剪承载力计算公式,往往不考虑型钢翼缘的影响。本文采用桁架-拱模型理论对实腹式型钢混凝土短柱的受剪承载力进行了分析,将实腹式型钢混凝土短柱分为钢筋混凝土与型钢两部分考虑,然后将两部分叠加从而求得。分析钢筋混凝土部分的受剪承载力时,采用桁架-拱模型,考虑了型钢腹板和翼缘的影响;型钢部分的受剪承载力取Va=(0.58f_at_wf_w)/(λ-0.2)。本文计算结果与试验结果吻合较好。     

桁架-拱模型用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算分析

依据桁架拱模型理论分析了钢筋混凝土梁的受剪机理并给出了受剪承载力公式,该公式考虑了混凝土的软化效应、拱体作用等因素对钢筋混凝土梁的受剪承载力影响,并结合试验数据对公式中系数进行了修正。当结构材料与原建立规范计算公式时的材料性能差异较大时,规范公式不再适用。而经计算,采用桁架拱理论公式的计算结果与试验结果比值的均值更接近于1,标准偏差和变异系数均较规范公式计算结果小,与试验结果吻合较好。采用美国规范ACI 318-08中构件受剪承载力公式对所收集试验数据进行计算,计算结果表明,美国规范较中国规范保守。研究结果表明：桁架拱理论公式可以用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算。     

钢筋混凝土柱受剪承载力的理论研究

本文用桁架一拱摸型理论对钢筋混凝土柱受剪机理进行了分析 ,提出了计算模型 ,推导出理论计算公式。通过用理论公式分析各因素对柱的受剪承载力的影响 ,发现各种因素对柱的抗剪强度影响的变化规律与试验得出的规律一致 ,并且计算结果与试验结果吻合甚好。     

高温后钢筋混凝土短柱抗震性能试验研究

通过对7根高温后钢筋混凝土短柱试件和1根常温对比试件的拟静力试验,研究受火时间、轴压比和剪跨比对火灾后钢筋混凝土短柱的破坏形态、受剪承载力、骨架曲线、刚度退化、延性比、滞回耗能等的影响。利用有限元程序计算了高温后截面混凝土抗压强度的平均折减系数,提出了四周受火后钢筋混凝土柱受剪承载力的计算方法。研究结果表明：高温后短柱的受剪承载力随受火时间的增加、剪跨比的增大而减小;剪跨比对受火前后受剪承载力影响变化的程度相差较小;高温后短柱的受剪承载力先随轴压比的增大而增大,但当轴压比增大至界限轴压比后,受剪承载力反将降低,且高温后柱的界限轴压比较未受火时有减小趋势;提出的高温后钢筋混凝土柱受剪承载力计算式具有一定的安全保证率,可用于火灾后该类构件受剪性能的损伤评定。     

钢管约束钢筋混凝土柱受剪承载力计算

目前,针对钢管约束钢筋混凝土柱的受剪承载力的计算,有多种分析模型和计算方法,基于这些方法的计算结果,当钢管宽/径厚比、剪跨比、轴压比和混凝土强度等重要参数在一定范围内时与试验结果吻合较好,但对于较大参数范围内的试验结果,这些计算模型与方法的有效性尚不明确。在已收集到的方形和圆形截面钢管约束钢筋混凝土柱的剪切破坏试验结果的基础上,对国内外现有的将钢管完全等效为箍筋的受剪承载力计算方法和基于经验算式的计算方法的适用性进行了验证。结果表明:基于规范ACI 318-14或GB 50010—2010将方钢管完全等效为箍筋的计算方法在方钢管宽厚比小于80或其截面边长较大时会过高估计方形截面钢管约束钢筋混凝土柱的受剪承载力;可直接用于圆形截面钢管约束钢筋混凝土柱设计的简化计算方法较少,且缺乏试验验证。为了改进现有方法,针对钢管约束钢筋混凝土柱中钢管的受力特点,建立了其受剪承载力简化力学模型,模型中综合考虑了钢管剪应力和横向应力的受剪贡献。基于提出的模型,针对方形和圆形两种截面形式分别建立了受剪承载力计算方法,过程简洁,物理意义明确。且其与GB 50010—2010中钢筋混凝土构件的受剪承载力计算形式统一,方便设计采用,计算结果与试验结果亦吻合较好。