端部箍筋配置对RC柱抗震性能的影响

为了研究在不同转角范围内,钢筋混凝土柱在反复荷载作用下,两端箍筋的配置量及配置方式对柱端弯矩、柱抗压缩变形能力及柱端主筋变形的影响,浇筑了5根主筋配置与截面相同但两端箍筋配置量不同的钢筋混凝土柱并进行了试验。通过试验得到了不同转角范围内,柱端端部及柱端腹部箍筋的配置量及配置方式对柱的抗弯强度及抗弯变形能力、抗压缩变形能力等参数的影响趋势,以及柱端端部和柱端腹部箍筋的配置量对端部主筋变形的影响趋势。     

柱端箍筋不同加密的钢筋混凝土柱的抗震性能分析

为进一步明确柱端箍筋配置对钢筋混凝土柱的抗震性能影响,以柱端箍筋配置为主要研究参量,浇注4根钢筋混凝土柱试件。对各试件进行反复加载试验,研究各试件的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度退化及能量耗散系数等。结果表明,对柱端轴向0～250 mm范围内的箍筋进行加密,有增大试件的最大承载力和控制试件破坏之前的剪切变形量的作用;随着箍筋加密区的增大,试件的延性和耗能性能提升;随着加载循环次数的增大,各试件的承载力和刚度减小。     

基于纤维梁柱单元的钢筋混凝土柱抗震性能分析

基于Open Sees中的纤维梁柱单元对6根不同工况下钢筋混凝土柱进行了低周反复荷载作用下的有限元分析,对比分析了在配置相同纵筋条件下,不同箍筋强度和不同箍筋间距的各柱试件的承载力和位移延性,研究表明:加密箍筋能够延缓试件承载力退化,增强核心区混凝土所受约束;减小箍筋间距能够显著提高试件承载力、极限位移和延性,但是对屈服位移影响不大;增大箍筋强度能够小幅提升试件承载力,但对试件变形能力影响不大。     

配置HRB500大间距纵筋的钢筋混凝土柱抗震性能研究

通过对6个配置32大间距高强纵筋和1个普通配筋钢筋混凝土柱的低周反复加载试验,研究了在柱根截断的纵向构造钢筋和轴压比对配置大间距HRB500纵筋的钢筋混凝土柱抗震性能的影响。试验结果表明,当试验轴压比介于0.13~0.21范围时,仅在截面角部集中配置32纵筋的混凝土柱,其水平荷载-位移滞回曲线的饱满度、屈服荷载和峰值荷载均略低,裂缝分布差别不明显;柱内纵向构造钢筋不连续的位置会出现受力薄弱面,影响受力性能;轴压比高的试件极限承载力高,延性相对较差;箍筋肢距对承载力的影响在可接受范围内,柱的承载力计算可采用现行规范中的公式进行。     

混凝土框架结构关键节点的力学溯源

针对某框架梁端支座变化,计算得出梁端约束变化是造成梁结构性裂缝的根源,根据现行规范图集框架梁柱节点核心区纵筋锚固和箍筋加密构造措施,分析其(包括梁柱纵筋的接头位置和数量)控制机理,通过梁柱地震破坏实景,得出保证框架梁塑性铰位置出现措施与柱端箍筋加密的必要性,具体计算受力钢筋偏位对梁承载力的影响,为工程技术人员对框架梁柱关键节点钢筋锚固加密处理进行力学溯源。     

负载下活性粉末混凝土钢筋网加固足尺混凝土柱轴压性能试验研究

为提高负载下钢筋混凝土(RC)柱的轴心抗压性能,使用活性粉末混凝土钢筋网(RPCSM)对负载下的RC足尺柱进行加固,设计制作了7根RC方柱试件,其中1根未加固对比柱、1根端部箍筋加密加固柱、2根RPCSM加固柱、3根端部箍筋加密RPCSM加固柱。考虑加固层厚度、钢筋网配筋率和端部箍筋加密对轴心受压RC柱性能的影响,进行了试验研究并分析了各试件的破坏模式、荷载-变形关系和应变变化规律。结果表明：加固柱的承载力提高了2.81～3.82倍;原混凝土柱与RPCSM加固层界面粘结可靠,共同工作良好;随着钢筋网配筋率的提高以及加固层厚度的增加,端部箍筋加密后整体性的提高,承载力和轴向变形能力提高,但延性有所下降。结合规范和破坏机理,给出了承载力计算公式,以促进该加固技术的推广。     

钢筋混凝土板柱边节点抗震性能试验研究

对3个配置抗冲切箍筋的钢筋混凝土板柱边节点进行低周反复荷载作用下的抗震试验研究,分析了板柱边节点的破坏过程和破坏形态,并对配置抗冲切箍筋的板柱边节点的抗震性能进行了评价。试验结果表明:配置抗冲切箍筋的板柱边节点可以达到中等延性水平,变形能力满足规范要求。配置抗冲切箍筋较配置拉筋的板柱节点抗震性能好,且加密抗冲切箍筋能较好地抑制板筋平面外屈曲。     

塑性铰区采用纤维增强混凝土柱抗震性能试验研究

为了提高钢筋混凝土柱的抗震性能,考虑在其潜在的塑性铰区采用纤维增强混凝土(FRC)代替普通混凝土。设计6个剪跨比为3、柱内箍筋配置较少的钢筋混凝土柱试件,其中5个试件的潜在塑性铰区采用了FRC,另外1个试件的潜在塑性铰区未采用FRC,并对其进行拟静力试验。通过改变FRC区高度和强度以及柱轴压比,观测试件在低周反复水平荷载作用下的裂缝开展和破坏过程,研究其滞回特性、变形能力及耗能能力。结果表明,与普通钢筋混凝土柱相比,塑性铰区采用FRC且柱内箍筋配置较少的柱,其破坏形态为纵向受力钢筋屈服后的剪切破坏,具有较好的变形能力和损伤容限;在材料强度、柱轴压比不变时,FRC区高度增加1倍,位移延性系数、极限位移角分别提高45%和21%,耗能能力提高81%;局部使用FRC可以减少约束箍筋和抗剪箍筋用量。     

塑性铰区采用纤维增强混凝土柱抗震性能试验研究

为了提高钢筋混凝土柱的抗震性能,考虑在其潜在的塑性铰区采用纤维增强混凝土(FRC)代替普通混凝土。设计6个剪跨比为3、柱内箍筋配置较少的钢筋混凝土柱试件,其中5个试件的潜在塑性铰区采用了FRC,另外1个试件的潜在塑性铰区未采用FRC,并对其进行拟静力试验。通过改变FRC区高度和强度以及柱轴压比,观测试件在低周反复水平荷载作用下的裂缝开展和破坏过程,研究其滞回特性、变形能力及耗能能力。结果表明,与普通钢筋混凝土柱相比,塑性铰区采用FRC且柱内箍筋配置较少的柱,其破坏形态为纵向受力钢筋屈服后的剪切破坏,具有较好的变形能力和损伤容限;在材料强度、柱轴压比不变时,FRC区高度增加1倍,位移延性系数、极限位移角分别提高45%和21%,耗能能力提高81%;局部使用FRC可以减少约束箍筋和抗剪箍筋用量。     

重视现浇框架抗震节点的施工

大量的国内外地震灾害调查表明,钢筋混凝土框架结构中梁柱的震害主要反映在梁柱的节点处。框架节点的破坏主要是因为节点核心区箍筋配置数量不足,在水平地震作用下,节点核心区混凝土出现斜裂缝,箍筋屈服甚至被拉断,柱纵向钢筋压曲呈“灯笼”状,梁受力钢筋在节点区的锚固失效。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的抗爆性能研究

在爆炸冲击荷载作用下,钢筋混凝土梁、柱构件的破坏是导致建筑结构坍塌的主要原因。文章运用LS-DYNA对钢筋混凝土柱建立了三维有限元模型,并对爆炸冲击荷载下的钢筋混凝土柱的动力响应进行了数值模拟;运用参数化分析的方法研究了混凝土轴心抗压强度、纵筋配筋率、箍筋间距以及箍筋加密方式等对钢筋混凝土柱抗爆性能的影响。研究表明：提高混凝土轴心抗压强度、增大纵筋配筋率和进行箍筋加密可以有效提高钢筋混凝土柱的抗爆能力,尤其是对柱端箍筋进行加密是提高钢筋混凝土柱抗爆能力的最有效方式。     

考虑柱底纵筋滑移的纤维模型及框架地震反应分析

基于材料本构关系的纤维模型能有效模拟柱在变轴力与双向弯矩耦合作用下的非线性反应,但常规的纤维模型分析方法忽略了纵筋滑移。在纤维模型基础上,采取在非线性梁柱单元端部附加零长度截面单元的方法以模拟杆端纵筋滑移的影响。以钢筋混凝土柱为例,将弯曲转角、滑移引起的固端转角等模拟结果分别与柱在低周反复荷载作用下的试验数据进行对比,校准了该模型化方法。考察了6层钢筋混凝土平面框架的非线性地震反应,研究了底层柱根纵筋滑移对框架整体和局部反应的影响。结果表明,模拟分析的纵筋滑移规律与柱的试验结果相符较好。底层柱根纵筋滑移有增大框架整体非线性地震反应的趋势,并将改变底层柱非线性变形的组成方式,减小其柱端塑性铰区的非线性弯曲变形。     

考虑箍筋约束的HRB500级纵筋柱抗震性能试验研究

通过对各国规范中柱子箍筋加密区的构造对比,发现中国规范与国外规范在配箍特征值的取值上有较大差别。此外,在钢筋混凝土柱中采用更高强度的HRB500钢筋后,按照GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计的柱子其抗震性能是否能达到要求也需进行验证。通过对9根配置HRB500纵筋柱进行低周反复荷载试验,分析配箍率、配箍特征值、箍筋强度以及配箍形式等因素对柱的破坏状态、P-Δ滞回曲线、延性、刚度退化以及耗能能力的影响;对比分析条件基本相同情况下配置HRB500纵筋柱与配置HRB335纵筋柱受力性能的差异。研究结果表明,当柱端箍筋加密区的构造满足要求时,配置HRB500纵筋柱能够满足抗震结构对柱的变形能力以及位移延性的要求。     

低周反复荷载作用下钢筋混凝土异形柱受力性能试验研究

通过对13根钢筋混凝土异形柱的低周反复加载试验,分析了不同肢长、轴压比、配箍率及纵筋不同配置形式等因素对异形柱承载力及抗震性能的影响。结果分析表明,试件的承载力随着轴压比的增大而提高,但延性降低明显;异形柱腹板的增大提高了试件的承载力,但变形能力及延性有所降低;增大配箍率及端部加强纵筋对试件的延性有一定的改善。     

框架柱复合箍筋优化布置方式探讨

在分析传统复合箍筋布置方式优缺点的基础上,提出了框架柱箍筋的优化布置方式,即将同一截面上的复合箍筋分散到相邻箍筋截面中间.该布置方式形成连续且间距较小的箍筋布置效果,有利于发挥箍筋对混凝土的约束作用,减小各种因素可能引起框架柱扭转而在柱非加密区产生的裂缝,改善柱中部区域在地震作用下的延性性能,同时可以提高框架柱的施工质量.     

基于简化修正压力场理论的钢筋混凝土柱荷载-变形分析

基于简化修正压力场理论对钢筋混凝土柱抗剪机理进行了分析,并考虑核心混凝土膨胀对箍筋抗剪承载力贡献的影响,计算了骨料咬合作用及受压区的抗剪承载力贡献,获得受拉区和受压区的抗剪强度,从而建立箍筋屈服后柱构件抗剪强度计算方法;结合传统截面纤维分析法,同时引入弯曲变形、剪切变形及滑移变形3种变形分量,在箍筋屈服前对柱构件进行抗弯分析,最终得出压弯剪作用下钢筋混凝土柱荷载-变形曲线,并与所收集的15个钢筋混凝土柱低周反复试验结果进行了对比。研究结果表明:采用该方法计算的荷载-变形曲线与试验骨架曲线吻合较好,对发生弯曲破坏、弯剪破坏及剪切破坏3种不同破坏类型的钢筋混凝土柱均有较好的分析效果,可用于压弯剪作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形分析。     

螺旋箍筋PVC管联合约束混凝土轴压短柱试验研究

为了研究螺旋箍筋PVC管联合约束混凝土短柱的受力性能,设计了20个试件进行轴压试验,包含12个螺旋箍筋PVC管联合约束短柱试件、7个单纯PVC管约束短柱试件和1个普通钢筋混凝土短柱对比试件。试验考虑了约束核心区面积比、螺旋箍筋直径和间距、纵向钢筋直径以及方形箍筋间距等变化参数。通过试验观察了试件的受力过程与形态,获取其轴向荷载-位移曲线、极限承载力、延性系数、耗能因子等数据,并分析了核心区面积比、螺旋箍筋直径及间距、纵向钢筋直径、方形箍筋间距等参数对试件轴压性能的影响规律。研究结果表明:单纯PVC管约束混凝土短柱及螺旋箍筋PVC管联合约束混凝土短柱的破坏过程和形态与普通钢筋混凝土短柱相似。与普通钢筋混凝土短柱相比,单纯PVC管约束的混凝土短柱的极限承载力更低,但延性及耗能能力有所增加。对于螺旋箍筋PVC管联合约束混凝土短柱而言,加密螺旋箍筋间距可以显著提高其极限承载力,但会削弱试件的延性及耗能能力;增大螺旋箍筋直径,能够略微提高试件延性及耗能能力,对极限承载力影响不大;增大螺旋箍筋PVC管核心区面积比,可以增大试件的极限承载力,但会降低其延性及耗能能力;与普通钢筋混凝土相似,增大纵向钢筋直径或加密方形箍筋间距,均能提高试件的承载能力、延性及耗能能力。     

加固钢筋混凝土柱抗震性能参数影响分析

为研究轴压比、新增纵向钢筋配筋率、新增箍筋的直径及间距对增大截面加固钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立了加固钢筋混凝土柱有限元模型,通过与加固柱在往复荷载作用下的试验滞回曲线进行比较,验证了模型的有效性,并将模型应用于加固柱的抗震性能分析中。参数分析结果表明:增大截面加固钢筋混凝土柱随轴压比的增加滞回曲线饱满程度降低,屈服后位移循环次数减少,不利于抗震;加固柱的水平承载力和刚度随着新增纵筋配筋率的增加而大幅提升;减小加密区的箍筋间距、增加新增箍筋的直径改善增大截面加固柱的延性性能效果显著。     

钢管混凝土柱-环梁节点受力分析

为了了解钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点的受力性能,使用通用有限元软件对此种节点进行了静载和低周反复荷载作用下的非线性有限元分析。分析结果给出了节点裂缝发展情况、破坏形态、梁端弯矩转角滞回曲线。结果表明:钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点能够实现"强连接、弱构件"的抗震设计概念。基于分析结果对此节点设计提出以框架梁轴线为中心±25°环梁范围内箍筋加密的建议。     

钢绞线-钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为提高钢筋混凝土结构的抗震性能和可恢复功能,设计了4个不同轴压比和不同边缘构件箍筋形式的钢绞线 钢筋混凝土剪力墙试件并进行低周反复荷载试验,研究了剪力墙在反复荷载作用下的裂缝发展规律和破坏形态,探讨了轴压比与边缘构件箍筋形式对剪力墙的滞回特性、变形能力、钢筋应力、刚度退化、耗能能力和可恢复性能(残余变形、残余裂缝)的影响。研究结果表明：随着轴压比的增大,试件的侧向变形能力降低,在同一位移角下的水平荷载增大,残余变形有所增大。与边缘构件中配置圆形箍筋的试件相比,配置复合箍筋的试件的极限荷载和侧向变形均有提高,当轴压比相同时,其残余变形较小。