型钢混凝土T形柱-钢筋混凝土板新型节点冲切性能研究

为研究型钢混凝土(SRC)T形柱-钢筋混凝土(RC)板节点冲切性能,对3个T形SRC柱-RC板节点和2个方形SRC柱-RC板节点进行了竖向荷载作用下的冲切破坏试验。试验变量包括板厚、柱截面形状和有无柱帽。试验结果表明,所有试件耗能能力较弱,均发生了脆性冲切破坏。柱截面形状的变化会导致冲切剪应力的分布更为复杂,出现应力集中现象。增加板厚和设置柱帽可以有效提高板柱节点的冲切承载力和残余承载力。此外,采用ABAQUS软件进行了数值模拟分析。数值计算结果和试验结果在荷载-位移响应、混凝土应变和破坏模式方面具有良好的一致性。参数分析结果表明,柱内型钢能发挥对板内钢筋的悬挂作用,改善板柱节点的残余承载力。但配钢率的增加对残余承载力的提升并不明显。T形柱的肢高肢厚比对节点冲切承载力的影响可以忽略,增大柱帽的平面尺寸与截面高度均能够提高节点冲切承载力,相比之下柱帽截面高度对于冲切承载力的影响更为明显。     

筏板抗冲切有限元分析及计算方法研究

在筏板的抗冲切设计问题中,筏板的抗冲切控制锥体和控制周长的选择是确定筏板抗冲切承载力的关键。中国相关规范中对筏板的抗冲切问题的描述比较粗略,没有考虑实际工程中各种柱(墙)对筏板的冲切状况。对筏板的抗冲切控制锥体和控制周长的选取也过于简略,只提供了几何形状较简单的矩形柱等荷载作用下筏板的抗冲切计算,无法为实际工程中遇到的各种冲切问题提供完善的解决方案。为了探索、分析上述问题,结合实际工程通过有限元软件对各种异型柱(墙)对筏板的冲切进行了模拟计算,并将计算结果与按规范JGJ 94—2008的公式计算的结果进行比较、分析。最终,在结果比较的基础上确定筏板抗冲切线的形状和位置,提出实际工程中筏板抗冲切的计算建议。     

带抗剪锚栓板柱节点抗冲切性能分析与优化设计

配置抗剪锚栓是提高板柱节点的抗冲切性能与变形性能的有效手段,为研究抗剪锚栓对板柱节点抗冲切性能的影响规律,对带抗剪锚栓板柱节点抗冲切承载力的计算方法进行对比,建立了带抗剪锚栓板柱节点抗冲切性能分析的1/4结构模型,考虑不同锚栓高度、锚栓半径、锚栓布置方式、锚栓间距、锚栓强度等参数对板柱节点抗冲切性能与变形性能的影响.结果 表明:增加锚栓高度、锚栓半径、锚栓强度、增加斜向锚栓(非正交方向)、减小锚栓间距均能提高板柱节点抗冲切承载力和延性性能,反之则降低,其中斜向锚栓(非正交方向)数量变化所产生的影响最为明显.提出了板柱结构中抗剪锚栓布置的优化设计建议,并给出合理的参数取值范围.     

钢筋混凝土板柱节点受冲切承载力计算方法分析

钢筋混凝土板柱节点受冲切承载力是目前板柱结构存在的突出问题,对确保此类结构的安全性至关重要。在国内外大量研究的基础上,回顾了国内外学者提出的板柱节点受冲切承载力模型理论的发展过程,重点阐述了桁架模型、临界剪切裂缝理论、塑性理论、切向应变理论和临界截面应变理论等。针对板柱节点受冲切承载力的几种典型计算方法,深入分析了混凝土强度、板有效高度、配筋率、纵筋屈服强度和柱边长等参数对板柱节点受冲切承载力的影响,并利用试验数据分析了各种计算方法的适用性及局限性,提出对板柱节点受冲切承载力计算方法的认识并阐述其发展方向。     

板厚与基础高度按冲切或直剪计算的“分界荷载”值与规范的安全度

通过公式推导 ,得到板厚及基础高度由冲切或直剪公式计算的“分界荷载”值 ,即当荷载小于“分界荷载”值时 ,板厚及基础高度由冲切计算公式控制 ,当荷载大于“分界荷载”值时由直剪计算公式控制 ;“分界荷载”值随着混凝土强度等级提高、柱截面 (板局部荷载边长 )尺寸增大、地基承载力特征值降低而增大。我国混凝土结构设计规范对板及基础仅有冲切计算公式 ,偏于不安全 ,建议增加直剪计算公式。对比分析不同版本的混凝土结构设计规范的冲切计算 ,安全度 (安全系数 )越来越低 ,容易引发直剪破坏事故 ,应引起重视。     

板—柱结构抗冲切锚栓设计计算方法比较分析及应用

在板柱结构中,板柱连接处的冲切问题是结构设计中的一个薄弱环节。基于近年来国内外对板-柱结构中抗冲切锚栓的研究成果,提出了抗冲切锚栓配筋形式优于传统箍筋及弯起钢筋配筋形式的意见;并对5种国内外配置抗冲切锚栓的混凝土板受冲切承载力计算方法进行比较分析;最后结合某工程实例,探讨了板-柱结构抗冲切锚栓设计中应注意的一些问题。同时对现行《混凝土结构设计规范》中受冲切承载力计算的章节,提出了补充有关抗冲切锚栓计算公式的建议。     

钢筋混凝土异形柱-板连接冲切特性试验研究

针对柱截面形式为异形柱的板柱冲切试验很少以及我国规范未对此明确规定的情况,本文进行了9个柱截面为3种典型异形柱(十字形、T形和L形)-板连接和2个方柱-板连接在未配置抗冲切钢筋时的冲切特性对比试验。阐述了异形柱-板连接的冲切受力性能和破坏特征,并将其受冲切特性与相应的等面积方柱和等有效周长方柱板柱连接试件进行了对比,讨论了异形柱和方柱板柱连接冲切特征的差异。试验结果表明,与相应的方柱-板连接试件相比,异形柱-板连接试件具有较高的抗冲切承载力及延性。根据试验结果提出了符合我国设计实践的异形柱板柱冲切承载力计算方法。并用国外几个主要规范以及我国规范所推荐的冲切承载力计算公式对上述试验板的受冲切承载力进行了验算,相对而言,抗弯钢筋配筋率较高时,我国规范及ACI规范的预测值与试验值相比偏于保守。本文试验结果可供规范修订时参考。     

钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验研究

完成了9个冲跨比为7的钢筋混凝土板柱节点受冲切破坏试验,得到了荷载-挠度曲线、应变及破坏形态等信息。根据本试验结果和历史试验数据,分析了混凝土强度、纵向配筋率、纵筋屈服强度等因素对试验板破坏形态及受冲切承载力的影响,并将受冲切承载力试验值与我国混凝土规范GB 50010—2010、美国规范ACI 318-08、欧洲规范EN 1992-1-1∶2004和CEB-FIP Model Code 2010规范的计算值进行了对比。结果表明:相对于普通强度混凝土板柱节点,高强混凝土板柱节点的破坏特征对配筋情况并不敏感;混凝土强度和配筋率的变化将影响构件的破坏模式;我国混凝土规范计算得到的高强混凝土板柱节点受冲切承载力比普通强度混凝土板柱节点的计算结果保守;我国混凝土规范中的混凝土抗拉强度不能很好地反映混凝土强度对受冲切承载力的影响;纵筋配筋率对受冲切承载力有较大影响。     

板柱节点极限承载力计算及国内外规范比较

为研究钢筋混凝土板柱结构中节点的极限承载力计算方法,基于回归分析法提出了不配置和配置抗冲切元件的板柱节点极限承载力计算方法,并对比分析了我国规范(GB 50010—2010)、建议计算方法与国外规范的差异。结果表明:与国内外261个试件极限承载力试验值对比可知,考虑配筋率影响的建议方法计算值与试验值吻合较好;与国外规范相比,我国规范在两类板柱节点极限承载力计算中,均偏于保守;当配筋率在2. 50%时,对于不配置或配置抗冲切元件的板柱节点,建议计算方法计算值分别为我国规范计算值的2. 15倍和1. 61倍。建议计算方法的计算值在与国内外同类规范的对比中处于中等水平,兼顾了结构的安全性和经济性,可为板柱节点的工程设计提供参考和依据。     

冲跨比对钢筋混凝土板冲切强度的影响

通过改变对冲跨比有直接影响的加载板位置和加载板尺寸,选取集中荷载作用下3块钢筋混凝土双向板进行冲切试验,观察冲切破坏形态,分析加载荷载与中央挠度及钢筋应变的关系,研究加载板尺寸、加载位置对板冲切受力性能的影响。结合前期20块板的冲切破坏荷载,与规范公式计算结果进行对比,对中国、美国、英国和欧盟等规范公式中影响冲切强度的关键参数进行了探讨,尝试推导修正公式。结果表明:钢筋混凝土板冲切强度随着加载板尺寸的增大而增大,偏置荷载作用下试件的冲切强度大于中置荷载作用的冲切强度。相比较其他规范式,试验中所涉及23块板试件的试验值与修正公式计算值最为接近。     

装配式混凝土板-钢柱新型连接节点冲切承载性能数值模拟研究

装配式混凝土(RC)板-钢柱连接节点结合了钢结构良好的延性、耗能和机械加工性能,在无梁楼板与方钢管柱连接处周围空出适当间隙,采用工字钢伸臂梁段在间隙中端板螺栓连接,在荷载作用下造成了工字钢伸臂梁段先于RC板破坏,形成一种装配式板柱连接节点。为研究该节点冲切承载性能,完成了5个ABAQUS数值模型计算。变化柱座伸臂梁段工字钢腹板厚度、翼缘厚度和柱翼缘环板加劲肋宽度等影响参数,获得节点破坏模式、应力分布、冲切荷载-位移曲线和螺栓受力性能,分析该节点静力冲切承载性能。结果表明:装配式RC板-钢柱新型连接节点可实现良好的抗冲切性能,并呈现出较好的延性。     

板柱节点拟静力试验及板栓钉群外受冲切承载力计算方法

针对板柱结构中采用栓钉抗剪问题,进行了两个钢筋混凝土板柱节点发生栓钉群外破坏的拟静力试验。提出了板栓钉群外圆角冲切破坏轮廓线;并根据现有的试验结果,采用《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的非预应力混凝土板受冲切承载力计算公式的形式,引入冲跨系数,提出了非预应力混凝土板栓钉群外受冲切承载力计算公式。利用该公式计算得到受冲切承载力与发生冲切破坏板柱节点的试验结果吻合较好。     

新型钢管混凝土板柱节点抗冲切性能的试验研究

为了克服普通钢管混凝土板柱节点构造复杂的缺点,提出一种全新的节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱-平板节点,并做了8个试件进行抗冲切性能的试验研究。试验结果表明,钢管混凝土板柱节点的开裂荷载、刚度、抗冲切承载力比相同配筋的钢筋混凝土板柱节点略低,但抗冲切承载力试验值大于规范公式的计算结果。     

柱截面形状对板柱节点受冲切性能影响的试验研究

我国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的板柱节点受冲切承载力计算公式考虑了柱截面形状的影响,但相关的试验研究十分有限,机理尚不明 确。为研究柱截面形状及纵筋配筋率对板柱节点受冲切性能的影响,完成了10个轴心荷载作用下的板柱节点冲切破坏试验。试验变量为柱截面形状（包括圆 形、六边形、方形和矩形截面）以及纵筋配筋率。通过试验获取了荷载-挠度曲线、破坏形态、钢筋和混凝土的应变分布。采用专门设计制作的应变测杆, 得到了板柱节点内部裂缝发展过程。结合试验结果和已有试验数据进行分析,结果表明：柱截面形状对受冲切承载力的不利影响的根本原因是冲切截面计算 周长与板截面有效高度的比值增大导致的应力集中现象;现行《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）假定的冲切锥面倾角以及圆柱板柱节点的受冲切 承载力计算方法存在不合理之处;板内斜裂缝首先在靠近柱头的中上部区域形成,冲切破坏呈现剪切劈裂的特点。     

新旧规范中混凝土抗冲切承载力的对比

通过对我国新旧<混凝土结构设计规范>中有关混凝土板抗冲切承载力验算的对比和分析,指出新规范在保证安全的前提下适当提高了板的受冲切承载力,补充了配置抗冲切钢筋板的受冲切承载力计算方法,同时对板柱节点抗震设计作出了相关规定,从而使板柱结构的设计更经济合理.     

混凝土圆柱支承板的受冲切承载力计算

基于我国《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)中矩形柱支承板受冲切承载力计算表达式,采用将圆柱截面等效为方柱截面的方法,提出圆柱支承板受冲切等效设计剪力的近似计算公式,推导出等效设计剪力系数,该系数与欧洲规范EN1992-1-1:2004给出的系数接近,最后给出了圆柱支承楼盖受冲切承载力的计算算例。     

空心楼盖板柱增强节点抗冲切性能数值分析

为研究现浇空心楼盖板柱增强节点的抗冲切性能,在试验研究的基础上,对纵筋配筋率、暗梁箍筋加密区间距、弯起钢筋直径进行数值分析研究。结果表明:现浇空心楼盖板柱增强节点的裂缝分布规律具有与普通双向板类似的板底"饱满X型"、板顶"椭圆形",节点的破坏形态为弯曲破坏;纵筋配筋率的增加能够提高板柱增强节点的极限承载力和刚度,但纵筋配筋率超过2.54%,极限承载力已不能明显提高。随着纵筋配筋率的增加,节点的破坏形态由弯曲破坏向冲切破坏转变;暗梁加密区箍筋间距的减小和弯起钢筋截面积的增大均可提高板柱增强节点的极限承载力,但提高不明显;现浇空心楼盖板柱增强节点的受冲切承载力可参考普通实心板柱节点的理论计算方法,计算值与试验值吻合较好。     

钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验与有限元分析

为探究钢筋混凝土板柱节点的冲切性能,进行了4个板柱节点试件的冲切破坏试验,试验中试件均发生冲切破坏且纵筋配筋率对试件冲切承载力有较大影响。结合试验建立起有限元模型,验证了模型的可靠性。同时将试验结果与模拟结果、我国规范GB 50010-2010(2015)等其他各国规范的计算结果进行了对比,结果表明欧洲规范和日本规范计算结果精确度较高,有限元计算结果与试验结果最为接近,期望为实际工程提供参考。     

钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验与有限元分析

为探究钢筋混凝土板柱节点的冲切性能,进行了4个板柱节点试件的冲切破坏试验,试验中试件均发生冲切破坏且纵筋配筋率对试件冲切承载力有较大影响。结合试验建立起有限元模型,验证了模型的可靠性。同时将试验结果与模拟结果、我国规范GB 50010-2010(2015)等其他各国规范的计算结果进行了对比,结果表明欧洲规范和日本规范计算结果精确度较高,有限元计算结果与试验结果最为接近,期望为实际工程提供参考。     

型钢混凝土组合板柱节点冲切破坏机理研究

为研究型钢混凝土组合板柱节点的抗冲切性能,以节点布钢形式、板纵筋配筋率、混凝土强度等级、板厚及型钢配钢率为研究参数,共设计了12个数值分析模型,采用有限元软件ABAQUS进行了计算,分析了各模型的竖向荷载-板中心挠度曲线、极限承载力,并详细地探究了型钢混凝土组合板柱节点的冲切破坏机理。研究结果表明,在板柱节点中布置型钢可显著提升节点的抗冲切性能,并且随着型钢布钢数量、板纵筋配筋率、混凝土强度等级、混凝土板厚及型钢配钢率的增加,节点的抗冲切性能均会得到不同程度的提升。在型钢混凝土组合板柱节点受载破坏过程中,首先为板底混凝土受拉开裂,随后板纵筋及型钢下翼缘受拉屈服,最后为柱周边板顶混凝土被压酥,破坏具有明显的延性破坏特征。此外,对型钢混凝土组合板柱节点的冲切破坏机理研究显示,组合节点的冲切破坏面由柱对板形成的冲切面及型钢梁对板形成的冲切面两部分组成。