大轴压比下FRP约束混凝土柱滞回性能试验研究

以轴压比和含FRP率为基本参数,进行了4根FRP约束圆钢筋混凝土柱以及3根圆钢筋混凝土柱滞回性能的试验研究,分析了轴压比和含FRP率对构件承载力、延性、刚度以及耗能性能等的影响。     

FRP约束圆钢筋混凝土柱滞回性能的理论分析

在分别确定FRP、钢筋和核心混凝土在单调应力以及往复应力作用下的应力-应变关系模型的基础上,采用纤维模型法对FRP约束圆钢筋混凝土柱的M-和P-Δ滞回曲线进行了计算,计算结果和试验结果吻合较好。在数值计算的基础上,分析了含FRP率、钢筋屈服强度、纵向配筋率、混凝土强度、轴压比和长细比等参数对FRP约束圆钢筋混凝土压弯构件M-和P-Δ滞回关系骨架曲线的影响规律,最后建议了简化的滞回模型。     

FRP约束钢筋混凝土柱承载力非线性有限元分析

借助有限元分析软件ABAQUS,通过建模合理选取材料本构关系、确定单元类型、界面处理以及网格划分的设置,建立FRP约束钢筋混凝土柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算模型,得出各个阶段试件的承载能力。与试验结果进行比较,结果表明,有限元计算的极限承载力和荷载-挠度曲线与试验结果较好吻合,验证了有限元分析模型的适用性。     

FRP加固钢筋混凝土圆柱抗震性能的试验研究

本文在5根钢筋混凝土圆柱低周反复荷载试验基础上,研究了碳纤维(CFRP)和Dyneema纤维(DFRP)加固混凝土圆柱的抗震性能.     

FRP约束方形截面钢筋混凝土偏压长柱的试验研究

以偏心率为变化参数,共进行了8个长细比Lb为20.4的方形截面钢筋混凝土偏心受压长柱的试验,其中有4个试件沿环向包裹了单向FRP(纤维增强复合材料),另4个未包裹FRP的试件用作力学性能对比。试验结果表明,在长细比较大的情况下,FRP约束虽没有明显提高方形偏压柱的承载力,但在一定程度上改善了构件的延性,尤其是对偏心距较小的构件。当需要同时提高方形截面长柱承载力及延性的时候,建议采用双向FRP对构件进行包裹,或采取其他有效措施。     

轴心受压FRP约束混凝土柱应力-应变关系曲线计算

本文采用多轴应力下Ottosen混凝土应力 应变关系及Ottosen破坏准则 ,以核心混凝土与FRP约束层变形协调为边界条件 ,通过计算机编制程序对FRP约束混凝土轴压短柱应力 应变关系曲线进行了计算 ,并与试验结果进行了对比。以往国内外大部分关于FRP约束混凝土的计算方法都主要以试验为基础 ,将试验得出的应力 应变关系曲线用数学公式进行拟合 ,然后通过试验数据来确定式中的参数。本文方法主要是通过理论推导得出的 ,这不同于以往的半经验性计算方法     

FRP约束混凝土柱轴心受压应力-应变模型

FRP约束混凝土的应力-应变曲线模型是土木工程的一个重要课题。结合第1段斜率、转折点坐标、第3段斜率等数学特征分析了应力-应变曲线的发展过程,指出理想模型需满足的条件,并指出传统模型的不足。提出了一个复合指数-直线模型,该模型对强化型和软化型曲线都适用,满足理想模型条件,克服了传统模型的缺陷。给出了模型参数的求解思路。对比分析表明新模型拟合结果与实测数据吻合良好,具有广泛的适用性。     

约束混凝土柱性能研究与进展

FRP约束混凝土柱和钢管混凝土柱是两种不同的约束混凝土应用形式。研究表明,对混凝土进行约束,可以明显提高其承载力和延性。钢管混凝土柱破坏前有较大的变形,属延性破坏;FRP约束混凝土柱的破坏具有突然性,但其强度提高的幅度较大。本文对这两种约束混凝土柱的受力性能进行了简要的比较,并总结了FRP约束混凝土柱和钢管混凝土柱研究现状,同时对今后的发展应用进行展望。     

钢筋混凝土异形柱框架结构抗震分析

针对异形柱的研究现状,对混凝土异形柱框架结构的抗震性能从理论上和实验分析上进行了阐述,得出异形柱框架结构和混凝土矩形柱框架结构在抗震方面没有太大的区别。     

FRP约束钢筋混凝土圆柱力学性能的试验研究

以长细比和偏心率为变化参数,共进行了16个圆形截面钢筋混凝土柱试验,其中8个试件在环向包裹了FRP(纤维增强复合材料),另8个试件未包裹FRP,以作力学性能对比。试验结果表明,由于FRP的约束作用,包裹FRP试件较相应未包裹FRP试件的承载力提高14%～68%,同时延性也有不同程度的提高,证明FRP约束对提高钢筋混凝土柱(包括长柱及偏压柱)力学性能的有效性。最后,提供了环向包裹FRP后圆形截面钢筋混凝土柱承载力计算方法,计算结果和试验结果基本吻合。     

FRP约束圆柱混凝土受压应力-应变关系模型

为建立纤维增强复合材料(FRP)约束圆柱混凝土受压应力-应变关系模型,分析了国内外305个轴心受压FRP约束混凝土圆柱试件的试验结果。分析表明,纤维特征值、FRP层合结构和加载方式是影响FRP约束圆柱混凝土受压应力-应变关系的3个主要因素。通过分析试验结果和已有的模型,提出了一个考虑上述3个因素的改进的FRP约束圆柱混凝土受压应力-应变关系模型,该模型包括强化型和软化型两种类型。比较表明,该模型与试验结果的符合程度好于已有模型。     

区域约束混凝土柱轴压比的研究

区域约束混凝土是在钢筋约束混凝土研究的基础上提出的一种新概念。区域约束混凝土改变了约束的机制,将传统的整体约束变为整体约束与区域约束相结合,它有效提高约束区域的混凝土强度及延性,提高轴压比的限值,使得区域约束混凝土具有与普通约束混凝土不同的受力特性及破坏特征。利用区域约束,在有效提高混凝土强度的同时,可以使构件的变形能力更强,从而提高结构的抗震性能及安全度     

Seismic performance of reinforced concrete columns confined with two layers of stirrups

This paper presents an experimental study on seismic behavior of reinforced concrete columns confined with 2 layers of stirrups. Six specimens, namely, 3 square‐section columns and 3 circular‐section columns, were manufactured using 2 layers of high‐strength stirrups. They were tested under cyclic lateral loading. The main parameters under investigation were the cross‐section type and stirrup spacing. The seismic behavior of the test specimens was analyzed in terms of various factors: load–displacement relationship, strength and stiffness degradation, ductility, and dissipated energy. The test results indicate that in general, all tested specimens exhibited very ductile behavior and dissipated energy. They presented a flexural failure mode, and the strength and stiffness degradation of the postelastic stage was not obvious. The results also indicate that a DCS square‐section column exhibited lower lateral displacement capacity than that of a companion DCC circular‐section column with the same stirrup spacing. Furthermore, on the basis of principles of equilibrium and compatibility of strains as well as ACI code, we developed equations to estimate the seismic bending moment capacity, accounting for the confinement effect of 2 layers of high‐strength stirrups. The calculated solutions were then compared with the test results, and the relationships were observed with reasonable accuracy for engineering applications.     

HRB400级钢筋混凝土短柱抗震试验研究

通过对HRB400级钢筋混凝土短柱在水平反复荷载作用下的抗震试验研究,分析了HRB400级钢筋和C60,C70,C80高强混凝土匹配下的配箍率为0.269%、剪跨比为1.9的混凝土短柱破坏形态、滞回特性,并将试验得到的承载力与采用现行规范公式计算结果进行了比较。研究结果表明:试验柱承载力随混凝土强度的增大而增大;试验柱在水平反复荷载作用下发生的都是脆性的剪切破坏,延性极差;采用现行规范计算HRB400级钢筋混凝土短柱的受剪承载力过于保守。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱抗震性能试验研究

考虑纤维种类、轴压比、剪跨比、配筋率等因素,设计制作22根钢-聚丙烯混杂纤维混凝土框架柱试件,通过低周反复荷载试验研究柱的抗震性能。基于实测的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及破坏形态,探讨纤维种类等因素对试件耗能能力和延性的影响规律,建立钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱位移延性系数计算公式。结果表明,钢-聚丙烯混杂纤维在增强柱耗能能力方面优于钢纤维或聚丙烯纤维,并随轴压比的增大,其发挥作用越明显;剪跨比、纵筋配筋率和配箍率对混杂纤维混凝土柱耗能能力和延性的影响与普通混凝土柱类似,随其增大而提高。     

型钢区域约束混凝土柱抗震性能试验研究

对4个型钢区域约束混凝土(SRCC)柱、1个普通井字箍约束混凝土(NCC)柱及1个钢筋区域约束混凝土(RCC)柱进行拟静力往复荷载对比试验,其中型钢区域约束混凝土柱设计轴压比分别为1.1,1.3及1.6,普通井字箍约束混凝土柱及钢筋区域约束混凝土柱设计轴压比为1.1,而型钢区域约束混凝土柱在1.1轴压比时,分别设置两种...     

十字形截面钢-混凝土组合异形柱的抗震性能

为研究十字形截面钢-混凝土组合异形柱的抗震性能,对5个不同轴压比、配钢形式的试件进行低周反复加载试验。研究了滞回曲线、骨架曲线、延性性能、刚度退化、耗能性能等抗震性能,对比分析了轴压比和配钢形式对抗震性能的影响。结果表明,轴压比较大的试件具有更高的承载能力,但延性降低、刚度退化速率加快;与普通钢筋混凝土异形柱相比,在异形柱内配置型钢可改善滞回性能、增强刚度、延性性能、承载能力和耗能性能,减轻破坏程度,从而提高抗震性能。配钢形式为T形钢加方钢管的试件除刚度退化外,其他性能均优于实腹型配钢试件。     

预应力FRP片材约束混凝土方柱应力-应变模型

采用预应力FRP片材加固混凝土柱是一种新型加固方法,能够避免FRP片材的应变滞后,加强FRP片材与混凝土之间的协同工作,提高FRP片材的加固效率,改善被加固柱的受力性能.基于已有的FRP片材约束混凝土方柱的应力应变模型,考虑预应力FRP片材对混凝土柱的主动约束作用,提出了一种预应力FRP片材约束混凝土方柱的应力-应变关系模型.模型的计算分析结果表明,预应力FRP片材的主动约束可以显著提高混凝土方柱的延性和抗压承载力,和既有结果比较一致.     

高强箍筋约束高强混凝土柱抗震性能试验研究

通过10个高强箍筋约束高强混凝土柱在高轴压比下的低周反复水平加载试验,研究该类构件的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和延性性能,分析箍筋的应力及其强度发挥水平,并与普通强度箍筋的约束效果进行对比。结果表明,在高轴压比下,该类型柱的滞回曲线仍呈稳定丰满的梭形,具有较好的延性性能、耗能能力和较强的抗倒塌能力,即密配高强箍筋是保证高强混凝土框架柱在高轴压比下具有良好延性性能以及提高其轴压比限值的有效措施;大部分试件破坏时,其高强箍筋已经屈服,箍筋强度可以得到比较充分的发挥,从而达到比较好的约束效果;此外,在同等条件下与普通强度箍筋柱相比,高强箍筋高强混凝土柱其滞回曲线较为丰满、稳定,有较大的塑性耗能能力,延性显著增加,约束效果明显优于普通箍筋。