钢筋混凝土柱基于位移的变形能力设计方法

建立了钢筋混凝土(RC)柱屈服位移角和极限位移角的计算式,对141个试件的试验数据进行分析,得到了计算式的相关参数。RC柱的屈服位移角与受拉钢筋屈服强度、柱截面高度和轴压比有关,极限位移角与轴压比、配箍特征值、剪跨比等有关,与纵筋配筋率关系不大。提出了RC柱基于位移的变形能力设计方法。     

钢筋混凝土梁基于位移的变形能力设计方法

建立了钢筋混凝土（RC）梁屈服位移角和极限位移角的计算公式,对154个试件的试验数据进行分析,得到了计算公式的相关参数。RC梁的屈服位移角与受拉钢筋屈服强度、截面高度有关;RC梁的极限位移角与配箍特征值、剪跨比和相对受压区高度等有关,在此基础上,提出了RC梁基于位移的变形能力设计方法。     

钢筋混凝土梁变形指标限值研究

基于性能的抗震设计关键在于可靠的结构弹塑性分析及合理的结构性能指标选取。GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》对结构构件在地震作用下的变形需求主要由相关的构造措施来保证,未能给出各结构构件在一定构造条件下变形性能的量化指标,因此无法给出结构构件层次的损伤状况。研究RC梁的性能指标限值是为了定量分析地震作用下RC梁的变形性能,建立判断RC梁性能水准的判定标准。采用ABAQUS非线性有限元分析软件对468根RC梁的破坏形态、变形性能及影响因素进行研究,根据有限元分析结果,对RC梁破坏形态的判定准则进行分析,并确定了RC梁的变形性能及现行建筑抗震设计规范所对应的5个性能状态的变形性能指标限值。结果表明:所提出的破坏形态划分标准能较好预测不同的破坏形态;可依据剪跨比、弯剪比、名义剪应力水平分类给出钢筋混凝土梁的变形指标限值。     

钢筋混凝土梁对应于各地震损伤状态的变形计算

对以受弯为主的钢筋混凝土梁对应于5个主要损伤状态(屈服、混凝土保护层压碎、剥落、纵向受力钢筋屈曲、极限状态)的变形进行了研究.首先通过对梁截面的弯矩-曲率关系分析建立了各损伤状态下梁截面受压区高度的计算方法.接着,利用在另文中得到的钢筋混凝土柱在各损伤状态下的截面压区边缘的混凝土应变大小,采用平截面假定和钢筋混凝土受弯构件的塑性铰理论建立了钢筋混凝土梁对应于各损伤状态的变形计算公式.文中提出的方法可为钢筋混凝土梁基于位移的抗震设计和抗震性能评价提供依据.     

钢筋混凝土连梁的变形能力及基于性能的抗震设计

钢筋混凝土连梁作为重要的结构单元可以减少墙肢的弯矩并耗散地震能量.影响钢筋混凝土连梁变形能力的主要因素包括混凝土受压区高度系数ξ、跨高比χ和约束箍筋的配置等.建立了钢筋混凝土连梁的配箍特征值λvb、混凝土受压区高度系数ξ、跨高比χ与梁端塑性铰极限转动量θuplb之间的量化关系,然后通过8个研究机构所进行的钢筋混凝土连梁试验进行了验证,提出了钢筋混凝土连梁基于性能的抗震设计方法.设计者可以在已知梁端塑性铰转动需求量θplb及确定损伤指标Db的情况下对连梁进行配箍.     

钢筋混凝土柱加固研究现状及展望

随着国民经济建设的快速发展,钢筋混凝土结构越来越多地出现在我们的生活中,目前已进入到新建建筑和既有建筑维护并重的时期,既需要对现有不满足规范的建筑进行抗震加固,又需要对经历过地震损伤的建筑进行修复加固,满足继续使用的要求。针对钢筋混凝土柱加固的研究现状,主要论述了相关规范关于加固方法的规定、柱抗震加固、柱地震损伤修复加固及新方法新工艺运用的研究现状,并对未来该领域需要进一步研究的工作进行展望,以期能为后续研究提供一些意见和建议。     

基于性能的钢筋混凝土剪力墙受弯破坏变形限值的研究

为了确定钢筋混凝土剪力墙构件在不同性能状态下的变形能力,根据基于性能的抗震设计理论,结合20世纪70年代以来国内学者在钢筋混凝土剪力墙延性方面的试验研究结果,对120片以受弯破坏为主的钢筋混凝土剪力墙试件在不同性能状态下的延性性能进行分析,同时结合国内外规范中的相关规定,分别推导和拟合出剪力墙试件在各性能目标下截面曲率和塑性位移角的计算公式。同时根据地震超越概率分布特点得出适合GB 50011-2001《建筑抗震设计规范》（2008年版）的、轴压比为0≤n≤0.4的剪力墙在各性能目标下塑性位移角限值,并与美国相关规范中对应的目标位移限值进行比较和分析,为我国基于性能的钢筋混凝土剪力墙抗震设计提供相关参考。     

钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震优化设计

钢筋混凝土框架结构中,梁柱的变形能力及其变形是度量结构性能水平的重要指标.通过虚功原理,得到了结构的弹性层间位移与梁柱的截面尺寸和结构塑性层间位移与梁柱构造配筋之间关系的显式表达式.结合我国现阶段抗震设计的两阶段设计三水准设防的要求,提出钢筋混凝土框架基于性能的两层次抗震优化设计方法,并以一个15层框结构为例进行了优化设计,结果表明,本文提出的方法是有效的和可操作的.     

钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法研究

根据钢筋混凝土框架结构的特点,将其性能划分为使用良好、人身安全和防止倒塌三个水平,并用层间位移角限值予以量化;用作用倒三角形水平分布荷载的等截面悬臂柱的侧移曲线作为框架结构的初始侧移模式。在此基础上,将多自由度体系转化为等效单自由度体系,导出了相应的等效参数。结构的目标位移根据其性能水平确定,并用假定的侧移模式给予修正。在等效线性化的前提下,由等效位移用弹性位移反应谱求出等效周期,然后对结构构件进行刚度设计和承载力设计。最后用静力弹塑性分析方法对结构进行分析,校核结构的侧移形状与初始侧移模式是否一致,并用推覆至相应性能水平时的侧移曲线作为修正后的侧移曲线重新计算。算例分析表明,本文方法简单实用,便于操作,而且能够控制结构在不同强度水准地震作用下的性能。     

基于变形的非均匀锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究

为研究非均匀锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能,采用经验证的锈蚀损伤钢筋混凝土柱精细化建模方法,建立了660个非均匀锈蚀钢筋混凝土柱的有限元模型。分析了钢筋平均锈蚀率、轴压比、配箍率和非均匀锈蚀特征值对锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能的影响。基于本文锈蚀钢筋混凝土柱极限状态的定义,以塑性转角作为变形性能指标,对数值模拟结果进行统计分析。结果表明：低锈蚀率条件下,锈蚀构件的变形性能与无损构件差别不大;随着整体锈蚀程度的增加,构件变形性能显著退化;随着非均匀锈蚀特征值的增加,构件变形能力逐渐降低;随着轴压比的增大,构件的变形能力降低;轴压比较小的构件受非均匀锈蚀特征值的影响更明显。为正确评价锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能,应充分考虑锈蚀的非均匀性。     

钢筋混凝土梁与钢骨柱节点连接施工技术

以山西体育中心运动员训练A馆工程为例,对钢筋混凝土梁与钢骨柱节点连接技术进行了介绍,分别阐述了节点连接的工艺原理,关键技术及施工工艺等内容,以指导相关施工人员合理解决钢骨混凝土梁柱节点处钢筋的贯通问题。     

型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架抗震性能试验研究

完成两榀型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架水平低周反复荷载试验,考察这类框架的滞回特性、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、残余变形、破坏形态等抗震性能,并采用OpenSees软件对两榀框架进行滞回模拟分析。考察柱长细比、轴压比、柱含钢率、梁内型钢截面抵抗矩、梁配筋率及预应力度等参数对框架骨架曲线的影响。研究结果表明,此类框架具有优良的抗震性能,为其在抗震区的推广使用提供了参考依据。     

SRC和RC柱耐火性能和抗火设计的若干问题探讨

扼要介绍了影响型钢混凝土SRC和RC钢筋混凝土柱耐火极限的可能因素主要有截面尺寸、构件长细比、火灾荷载比、截面配筋率、截面含钢率、荷载偏心率、截面高宽比、钢材和混凝土强度等的几何参数、物理参数和荷载参数等对SRC和RC构件.构件耐火极限的影响规律,探讨了SRC和RC柱耐火性能和抗火设计中的若干问题。     

钢筋混凝土梁的变幅滞回性能及其损伤评价

基于22根具有不同配筋率和配箍率的钢筋混凝土梁试件的变幅加载试验,研究钢筋混凝土梁的变幅滞回性能、承载力和加载刚度的衰变规律及其损伤评估方法,提出变幅滞回荷载作用下钢筋混凝土梁的损伤量化指标,分析了峰值位移、累积滞回耗能和加载历程对RC梁损伤的影响。研究表明：对于变幅滞回荷载作用下钢筋混凝土梁,耗能能力衰减指数、承载力衰减指数和加载刚度衰减指数的发展不完全同步,但三者都与历史峰值位移、累积滞回耗能有关;耗能能力衰减指数与承载力衰减指数呈波动型非单调增长,而加载刚度衰减指数呈单调增长趋势,因此加载刚度衰减指数更适合用来作为变幅滞回钢筋混凝土梁的损伤评价指标;当RC梁的延性系数较小时（k_,max< 3）,其损伤与延性系数保持正相关关系,累积滞回耗能数量和峰值位移出现时点对这一关系影响甚微,而配箍率的增加能够明显降低RC梁的损伤。因此,控制延性系数并提高配箍率是控制RC梁地震损伤的一个稳定而有效的途径。     

考虑纵筋屈曲及疲劳损伤的钢筋混凝土柱抗震性能试验研究与非线性分析

基于柔度法的纤维模型能更高效地计算钢筋混凝土柱的材料强非线性受力特征,但不考虑纵筋屈曲、疲劳损伤的钢筋本构模型仍将明显降低其受力后期的数值模拟精度。以8根钢筋混凝土柱抗震性能试验结果为基础,在OpenSees平台上采用可以考虑纵筋屈曲、疲劳损伤的钢筋本构模型以及柔度法纤维模型,对柱的滞回性能进行分析。分析结果表明,与小轴压比柱相比,纵筋屈曲对高轴压比柱峰值荷载之后的水平承载力退化影响更明显;对纵筋长径比小于3.0的柱,纵筋屈曲对非线性分析结果的影响可基本忽略;纵筋长径比为5.00~8.75且柱轴压比较小时,纵筋屈曲对分析结果有一定影响,但考虑疲劳损伤的计算结果能更好模拟柱软化段的水平承载力退化特征;柱轴压比较大且纵筋长径比为6.25~7.00时,考虑纵筋屈曲、疲劳损伤均会明显减小承载力退化的计算误差。同时考虑纵筋屈曲及疲劳损伤的分析结果能更好地反映柱的承载力退化特征。     

钢筋混凝土高层建筑结构基于位移的抗震设计方法研究

将钢筋混凝土高层建筑结构的性能划分为三个水平,即使用良好、人身安全和防止倒塌,并用层间侧移角限值予以量化。选作用倒三角形分布荷载的等截面悬臂杆的侧移曲线,作为框架结构、剪力墙结构和框架剪力墙结构的初始侧移模式,对于使用良好性能水平,由性能水平和初始侧移模式确定其目标侧移曲线,然后确定等效单自由度体系的等效参数以及原多自由度体系的基底剪力和各质点的水平地震作用,进而进行构件截面承载力设计。对按此设计的结构进行推覆分析,校核结构的侧移形式与所采用的初始侧移曲线是否一致,并用相应的推覆曲线作为修正后的目标侧移曲线重新计算,直至满足为止。对于人身安全和防止倒塌性能水平,直接用达到其相应性能水平的推覆曲线作为目标侧移曲线,计算相应的等效位移和基底剪力,并绘出需求曲线,根据需求曲线与推覆曲线的关系调整设计结果。算例表明方法简单实用。     

FRP加固钢筋混凝土柱经历模拟地震作用后的残余性能试验研究

本文对8根大比例的FRP加固钢筋混凝土桥柱模型在轴压比为0.2的恒定轴压力下进行拟静力试验,再对其中5根试验柱在经历有限的地震作用后进行长期荷载作用下的轴压试验。试验表明,FRP加固柱的徐变变形远小于对比柱的徐变变形;带损伤的加固柱在长期荷载作用下的变形发展受加固柱的损伤程度和持荷大小的控制,并与FRP的弹性模量有关;在试验条件下,带损伤的加固柱长期轴向变形呈稳定态势。采用AEMM和F ind ley模型为基础,考虑损伤程度、密封状态、三向应力状态和应力重分布等因素的影响,建立了损伤加固柱的徐变计算模型,并进行了验证。分析表明,损伤对加固柱的徐变发展和徐变破坏时限有显著影响。     

Experimental study on seismic behavior of different seismic grade RC columns

通过9个剪跨比为4的钢筋混凝土（RC）柱试件的拟静力试验,研究不同抗震等级RC柱的抗震性能及水平力循环次数对其抗震性能的影响。结果表明：试件的破坏形态为压弯破坏,顶点水平力 位移滞回曲线比较饱满,极限位移角为1/48~1/32。抗震等级相同的RC柱,其抗震性能差别不大,但轴压比高的RC柱的极限位移角略小、破坏程度略为严重;配箍特征值相同时,抗震等级高的RC柱的弹塑性变形能力大于抗震等级低的RC柱。位移角为1/50时,水平力循环次数对试件的承载力退化、割线刚度退化及破坏程度影响不显著;位移角为1/30时,水平力循环次数增加,试件的承载力退化、割线刚度退化幅度增大,破坏加重。     

FRP加固钢筋混凝土梁的变形简化计算分析

FRP由于其高强度、轻质量及防腐等特性,在结构加固改造中的应用越来越广泛。根据文献中的FRP加固钢筋混凝土梁的荷载—变形模型,通过计算梁在开裂、钢筋屈服及极限情况3个阶段的弯矩和变形,建立了基于Rasheed模型的三折线简化分析模型,从而使荷载—变形关系计算更加简便。对该模型的数值试验模拟算例分析结果表明,该模型与实际的荷载变形曲线能较好地吻合,为FRP的应用研究提供参考。     

碳纤维布加固混凝土梁的可靠度分析

在大量检测验证的基础上,得到了结构加固用碳纤维布力学指标的统计参数,基于结构可靠度理论方法,通过钢筋混凝土梁采用碳纤维布加固前后的可靠指标计算比较分析,研究了碳纤维布加固钢筋混凝土梁的可靠度水平的变化。同时讨论了各随机变量均值及变异系数对碳纤维布加固混凝土梁可靠指标的影响趋势及程度,为碳纤维布加固混凝土受弯构件的应用范围提供了基础判据,按照这个思路,可以对不同类型FRP材料加固不同构件的可靠度进行分析。