施工缝对框架柱抗震性能影响的试验研究

为研究施工缝对钢筋混凝土框架柱抗震性能的影响,对整浇柱和在底部设施工缝的带缝柱两种类型构件进行拟静力试验。通过对比深入分析施工缝对柱端传力机制和破坏机理的影响,并且从耗能、纵筋滑移、应力分布及剪切变形分量所占比重等不同角度分析施工缝对柱子抗震性能的影响。结果表明,同等条件下带缝柱与整浇柱的破坏形态一致,但是裂缝发展过程和破坏机理明显不同;施工缝使破坏区域集中,塑性铰长度减小;施工缝对柱抗震性能的影响程度主要与轴压比和剪跨比有关;混凝土接缝面之间的摩擦力和抗剪能力均与轴向荷载的大小有关;施工缝有割裂力在上下混凝土间的传递和利用缝面摩擦力增大耗能能力两种效应,具体哪种效应起控制作用取决于施工缝面法向应力和切向剪力的相对大小。     

施工缝对钢筋混凝土剪力墙抗震性能影响的试验研究

施工缝的存在会在一定程度上影响剪力墙的性能,为研究施工缝对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,对整浇和带施工缝两种剪力墙试件进行拟静力试验。通过对比分析施工缝对剪力墙破坏过程的影响,并从滞回曲线、承载能力、变形能力、耗能、刚度退化和破坏过程等方面分析施工缝对剪力墙抗震性能的影响。研究结果表明,同等条件下带缝剪力墙与整浇剪力墙的最后破坏形态基本一致,但是裂缝发展过程明显不同,带缝试件初始裂缝及贯通裂缝出现在施工缝处,而整浇试件的初始裂缝及贯通裂缝出现位置比较随机。轴压比较小时,整浇试件的承载力和耗能比带缝试件高;轴压比较大时,轴向力抵消了施工缝的不利影响,带缝试件的承载力和耗能比整浇试件的高;整浇试件的延性和刚度退化均比带缝试件的小;配筋率提高使带缝试件的承载力提高、耗能增大,但对刚度的影响较小;轴压比增大使带缝试件的延性降低、刚度退化变快。     

Experimental research on seismic behavior of reinforcedconcrete shear wall with construction joint

施工缝的存在会在一定程度上影响剪力墙的性能,为研究施工缝对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,对整浇和带施工缝两种剪力墙试件进行拟静力试验。通过对比分析施工缝对剪力墙破坏过程的影响,并从滞回曲线、承载能力、变形能力、耗能、刚度退化和破坏过程等方面分析施工缝对剪力墙抗震性能的影响。研究结果表明,同等条件下带缝剪力墙与整浇剪力墙的最后破坏形态基本一致,但是裂缝发展过程明显不同,带缝试件初始裂缝及贯通裂缝出现在施工缝处,而整浇试件的初始裂缝及贯通裂缝出现位置比较随机。轴压比较小时,整浇试件的承载力和耗能比带缝试件高;轴压比较大时,轴向力抵消了施工缝的不利影响,带缝试件的承载力和耗能比整浇试件的高;整浇试件的延性和刚度退化均比带缝试件的小;配筋率提高使带缝试件的承载力提高、耗能增大,但对刚度的影响较小;轴压比增大使带缝试件的延性降低、刚度退化变快。     

轴压比对带施工缝框架延性影响的试验研究

延性是评价结构抗震性能的最主要的参数之一,为了研究轴压比对带有施工缝框架结构的延性的影响,通过对带有施工缝框架进行低周反复荷载试验,得到骨架曲线,位移延性系数和滞回曲线,并与相同条件下4根框架柱的试验得到的结果进行对比分析,得到随着轴压比的提高,框架延性有所降低,且施工缝的存在对框架延性降低的影响减小。     

钢筋混凝土框架短柱抗剪性能的研究与计算

总结了国内外对钢筋混凝土框架抗剪承载力的研究现状,介绍了轴压比、剪跨比、箍筋、混凝土的强度、纵筋等因素对短柱抗剪性能的作用机理及对短柱抗剪承载力的影响,给出短柱抗剪承载力的计算方法,可供结构设计者参考。     

钢纤维局部增强高强混凝土框架边节点抗震性能试验研究

通过3个钢纤维局部增强框架边节点的低周反复加载试验,探讨了柱端轴压比对钢纤维高强混凝土框架边节点抗震性能的影响.结果表明:随着柱端轴压比的增加,其对节点核心区混凝土的约束作用逐渐增大,减缓了抗剪承载力和刚度的退化,限制了节点核心区剪切变形,提高了节点核心区的抗剪承载力、延性和耗能能力.     

煤矸石混凝土框架短柱抗剪性能的试验研究

本文根据8根煤矸石混凝土框架短柱在周期反复荷载下的试验,分析了不同剪跨比、轴压比、配箍率及加载方式对框架短柱的破坏形态、抗剪性能的影响。提出煤矸石混凝土短柱设计中对轴压比、配箍率的限值。最后利用试验与电算结果,给出了煤矸石混凝土框架短柱受剪承载力计算公式。     

带施工缝钢筋混凝土柱剪切恢复力模型试验研究

考虑轴压比、剪跨比、配筋率等不同参数的变化,设计一组端部带施工缝的钢筋混凝土柱进行低周反复荷载试验。观察试件的破坏形态并与无缝柱对比,发现施工缝对柱端传力机制和破坏机理均有影响,会造成应力集中,使塑性铰长度变小,沿施工缝的滑移使塑性铰区剪切变形增大。试验中测量了施工缝周围的剪切变形,得到剪力-剪切变形滞回曲线。分析各个参数对剪切滞回曲线的影响,发现轴压比增大使受剪承载力提高而使延性降低;剪跨比减小使剪切变形分量增大,同时使滞回曲线由梭形变为反S形。回归得出二折线骨架曲线的分段计算式,并在综合现有剪切恢复力模型研究成果基础上确定加卸载规则,给出了带施工缝钢筋混凝土柱截面剪切恢复力模型。对带施工缝试件进行数值计算,力-位移滞回曲线的计算结果与试验吻合良好,验证了模型的有效性。     

框架-嵌入式墙体结构抗震性能试验研究与有限元分析

对框架-嵌入式墙体结构进行了拟静力试验和有限元分析,研究了其承载力和耗能能力,探讨了墙板与柱间摩擦系数、轴压比以及墙板分割块数对结构抗震性能的影响。研究结果表明：框架-嵌入式墙体结构滞回曲线形状较为饱满,表现出良好的延性和耗能能力,且嵌入墙体后明显提高了框架结构的抗侧刚度和承载力;在结构屈服前（正常使用状态）,墙板间无明显通缝,屈服后,墙板错动现象明显,墙板与墙板、墙板与底梁间均出现明显的通缝,增加墙板与柱间的摩擦系数,可减小通缝宽度;在一定范围内,增大柱轴压比,可提高框架-嵌入式墙体结构的承载力;由于嵌入墙板与柱轴线不在一直线上,框架柱承受了一定的扭矩,在实际工程设计中,应增加柱的抗扭构造配筋或进行柱抗扭配筋设计。     

基于有限元的新型RCS组合节点抗剪性能分析

新型RCS组合节点由RC柱、钢梁与型钢节点3部分组成,其中型钢节点包括外围的钢桶端板、条带钢板及内部的开孔腹板、弧形强化肋。用仿真模拟的方法分析不同RC柱轴压比及材料强度下组合节点的抗剪性能。受P-Δ效应影响,新型RCS组合节点在RC柱轴压比增大后抗剪承载力显著降低,实践应用时建议将轴压比控制于0.3之内。组合节点的形变主要发生在梁端“塑性铰”区域,强化肋对钢梁端部加强效果显著,梁端应力及变形减小,“塑性铰”区域外移。较小位移下,新型RCS组合节点的抗剪强度及形变主要由型钢节点的钢材强度决定;较大位移下,提高钢梁材料强度可增强组合节点的抗剪能力。混凝土强度对于组合节点抗剪能力影响较小。     

焊接箍筋钢筋混凝土构件抗剪承载力试验研究

为了研究焊接箍筋钢筋混凝土构件的受剪性能,对6根焊接箍筋钢筋混凝土框架短柱和3根普通箍筋钢筋混凝土框架短柱对比试件展开低周反复加载试验,以及5根焊接箍筋和4根普通箍筋钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验,分析混凝土强度、箍筋配箍率、轴压比和剪跨比对焊接箍筋钢筋混凝土框架柱和梁受剪承载力的影响,并对比焊接箍筋与普通绑扎箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的受剪承载力的区别。结果表明:焊接箍筋与普通绑扎箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的破坏形态基本相同,并且焊接箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的极限抗剪承载力高于普通箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁。另外,用现行的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定的框架短柱和梁的抗剪承载力计算公式计算的结果偏低,因此进一步结合试验数据进行分析并拟合出焊接箍筋钢筋混凝土构件抗剪承载力计算式,计算值与试验结果较吻合,可用于工程设计。     

高强混凝土L形柱框架节点的非线性有限元分析

在华东交通大学所做试验的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对L形柱框架节点进行了非线性有限元分析,主要考察裂缝发展机理及轴压比对节点受剪承载力的影响。经过分析,得到了高强混凝土L形柱框架节点受剪承载力在不同轴压比情况下的变化规律。     

钢筋混凝土Z形截面柱框架节点抗震性能试验研究

为了研究钢筋混凝土Z形截面柱框架节点的抗震性能,进行了8榀缩尺比为1∶2的Z形柱中间层节点的低周反复加载试验,得到了节点试件的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线,以及受剪承载力和延性系数等用以评价节点抗震性能的主要参数。将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行比较,结果表明Z形截面柱节点的承载力可按两个L形截面柱节点的承载力公式计算,计算结果和试验结果吻合较好。分析了轴压比、节点的配箍特征值、剪压比和Z形柱肢高肢厚比等试验参数对节点的抗震性能的影响,分析表明剪压比是Z形截面柱节点延性的最主要影响因素,剪压比小的节点试件具有良好的位移延性和滞回特性,而肢高肢厚比对节点的延性影响不大。     

高轴压比框架柱恢复力模型试验研究

通过对 7个常规钢筋混凝土框架柱试件 (剪跨比为 3 0 )的低周反复荷载试验 ,重点研究了高轴压比下框架柱的抗震性能、合理的轴压比限值以及轴压比的变化对框架柱滞回特性的影响。在对试验结果分析和前人研究成果的基础上 ,建立了能够考虑柱轴压比参数对滞回特性影响的框架柱剪力 -侧移恢复力模型。     

高强混凝土L形截面柱抗剪承载力的试验研究

为研究高强混凝土L形截面柱的抗剪性能 ,对 9根试件 (其中 7根正向加载 ,2根变角度加载 )进行了试验研究。研究分析了轴压比、剪跨比、加载角度、配箍率等因素对试件抗剪性能的影响 ,提出了考虑剪跨比、配箍率和轴压比等影响和便于工程设计使用的高强混凝土L形截面柱抗剪承载力设计建议公式     

高轴压比下外包钢混凝土框架边节点抗震性能试验研究

通过三个外包钢混凝土框架边节点的试验 ,以柱轴压比、梁角钢布置形式、配钢率等为主要研究参数 ,研究现浇外包钢混凝土框架边节点在高轴压比条件下 ,节点的抗震性能和角钢受力特点。在分析的基础上 ,给出了此类边节点抗剪承载力计算公式     

Quasi-static test and finite element analysis on solid-web steel reinforced concrete exterior frame with special-shaped columns

为研究实腹式型钢混凝土异形柱边框架的抗震性能,对1榀缩尺比为1/2.5的两跨三层框架模型进行低周反复荷载试验,对其滞回曲线、层间位移角、延性及耗能进行了分析,结果表明,该框架滞回曲线饱满,抗震性能好。在试验研究的基础上,利用ABAQUS软件对试件进行了有限元模拟,并将计算结果与试验结果进行对比,结果显示,两者较为符合。实腹式配钢型钢混凝土异形柱边框架极限荷载较试验值偏大3.31%,极限荷载对应的位移较试验值偏小12.96%,刚度较试验值高。对P-Δ曲线的影响因素进行了分析,结果表明：随着轴压比的增大,框架的水平承载力降低,延性降低。增大肢高肢厚比、梁柱屈服弯矩比,能够较大地提高框架的水平承载力和初始阶段的刚度,但框架的延性有减小的趋势。随着混凝土强度、型钢屈服强度的增大,框架的水平承载力提高,但位移延性没有明显变化。     

钢筋混凝土框架柱增设剪力墙加固抗震性能分析

为了研究轴压比、剪力墙厚度及长度对增设剪力墙加固的钢筋混凝土框架柱在单调荷载作用下抗震性能的影响,在考虑加固柱的二次受力特性的前提下,采用数值模拟的方法分析加固柱的P-△曲线和刚度退化曲线.结果表明：随着轴压比的增大,加固柱抗侧承载力增加,刚度、延性降低;剪力墙厚度及长度的增大使加固柱的承载力得到了提高,但高轴压比下,通过增加剪力墙厚度及长度加固钢筋混凝土框架柱会使加固后柱的延性降低,刚度退化程度加大.     

钢管混凝土抗剪承载力计算公式的推导与验证

通过对54个钢管混凝土柱的抗剪承载力试验结果进行多元线性回归分析,考察了套箍指标、剪跨比和轴压比对钢管混凝土柱抗剪承载力的影响,推导出钢管混凝土抗剪承载力的计算公式,并将理论计算值和试验值进行了比较,得出计算公式的安全系数,该公式对将来规程的修订和工程设计均有参考价值。     

型钢混凝土十形柱及其节点抗震性能演变、传递机制及设计理念

为研究型钢混凝土十形柱与型钢混凝土十形柱框架节点在抗震性能方面的演变规律,通过13个型钢混凝土十形柱及其框架节点的反复荷载试验,揭示了型钢混凝土十形柱、十形柱平面节点、十形柱空间节点的震损机理及性能差异,深入分析了配钢形式、加载方向、剪跨比以及轴压比等关键参数对此类构件抗震性能的影响;考虑荷载加载方向对双向受剪性能的影响,提出了型钢混凝土十形柱及其节点的受剪承载力统一预测模型;采用OpenSEEs零长单元并引入荷载加载角对弯曲型破坏的型钢混凝土十形柱双向压弯承载力进行了全过程受力性能模拟并证实其可行性。结果表明：型钢混凝土十形柱及其节点由平面受力转变至空间受力时,其受剪承载力和耗能能力也随之提高;十形柱的位移延性系数最大,而平面节点的位移延性系数最小。试验轴压比在0.5范围内时,提高轴压比有利于构件和节点受剪承载力及耗能能力的增长;试验轴压比小于0.3时,随着轴压比的增大,十形柱及其节点的延性随之提高,而试验轴压比大于0.3时则随之降低。型钢混凝土十形柱及其框架节点的弹性及弹塑性层间变形能力均大于规范规定的要求。基于综合性能研究成果,给出了型钢混凝土十形柱合理配钢形式的设计建议、轴压比控制原理、最不利地震作用验算方向等结构设计理念。