受尺寸影响的大尺度钢筋混凝土梁柱节点抗剪承载力研究

随着建筑结构高度的增加,建筑构件的尺寸也越来越大,对大尺度梁柱节点抗剪承载力的准确预测是对高层建筑结构抗震安全性的重要保证,而通过试验研究发现,利用传统计算方法所得大尺度钢筋混凝土梁柱节点的抗剪承载力被明显高估了.研究表明钢筋混凝土梁柱节点的剪切变形、平均主应变和混凝土软化效应均与节点尺寸有关;节点混凝土的软化效应随着节点尺寸的增大明显增强,影响节点的抗剪承载力.考虑节点尺寸对混凝土软化效应的影响,调整软化系数,对大尺度钢筋混凝土梁柱节点抗剪承载力的计算方法提出建议.     

钢筋混凝土柱大偏心受压性能尺寸效应试验研究

为了解钢筋混凝土柱大偏心受压性能的尺寸效应,对2组不同偏心距的几何尺寸相似的钢筋混凝土柱进行了大偏心受压破坏试验,偏心距分别为0.6h0和0.9h0,截面几何尺寸分别为200 mm×200 mm、400 mm×400 mm、800 mm×800 mm.分析研究其破坏形态、承载力、截面应变分布规律、变形能力及曲率随尺寸变化的规律.研究结果表明:相同偏心距下,不同尺寸的钢筋混凝土柱大偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显;承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力与规范计算值的相对误差增大,变形能力减弱.     

钢筋混凝土柱塑性铰长度尺寸效应研究

为了研究钢筋混凝土柱塑性铰长度的尺寸效应,依据12根不同截面尺寸的钢筋混凝土柱单调和低周反复加载试验结果,分别采用纵筋屈服法、"纵筋应变-截面曲率"法、"百分表-截面曲率"法、等效塑性铰长度4种方法确定了试件的塑性铰长度,研究了截面尺寸对塑性铰长度的影响.结果表明:4种确定塑性铰长度的方法有一定的差别,等效塑性铰长度所得结果最小,"百分表-截面曲率"法所得结果最大;塑性铰长度随截面尺寸的增大相对减小,呈现出一定的尺寸效应,在此基础上,提出了塑性铰长度的截面尺寸影响系数.     

基于细观模型的含腹筋混凝土梁受剪承载力尺寸效应

考虑混凝土细观非均质性及钢筋与混凝土之间相互作用,建立了钢筋混凝土梁破坏行为模拟的三维细观数值分析模型。以悬臂梁为例,在数值模拟结果与已有试验结果吻合良好的基础上,扩展模拟了腹筋率、剪跨比及加载方式对大尺寸钢筋混凝土梁（最大梁深为2 000 mm）剪切破坏尺寸效应的影响规律。模拟结果表明：无腹筋梁抗剪名义强度尺寸效应显著,中国《混凝土结构设计》规范提出的截面高度影响系数难以全面的反映梁剪切破坏的尺寸效应现象;腹筋会抑制梁抗剪强度的尺寸效应,随着腹筋率的增加,梁的抗剪强度尺寸效应逐渐减弱;随着剪跨比的增加,梁的抗剪承载力有所减弱,同时,尺寸效应现象也略有减弱;相比于单调加载,循环加载下梁将产生低周疲劳脆性破坏,使得梁抗剪强度尺寸效应更加明显。     

锈蚀箍筋混凝土梁的抗剪承载力计算分析

考虑箍筋锈蚀对混凝土和箍筋所承担剪力的削弱作用,结合现有规范中的抗剪承载力计算公式,并在已有的研究基础上,引入混凝土抗剪承载力降低系数α,建立了锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力计算公式,同时通过试验对所建立的锈蚀钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力计算公式验证,试验结果吻合较好。     

水工钢筋混凝土柱塑性铰区抗剪承载力计算

针对地震作用下水工钢筋混凝土（RC）柱塑性铰区发生弯剪破坏的问题,研究水工RC柱塑形铰区抗剪承载力。借助美国PEER结构抗震性能试验数据库,整理了19根矩形截面和19根圆形截面弯剪破坏RC柱拟静力试验数据,通过统计分析评价中国水利行业《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008）与电力行业《水工混凝土结构设计规范》（DL/T 5057—2009）中抗剪承载力公式计算对保证弯剪破坏RC柱塑性铰区抗剪承载力的可靠性,之后考虑RC柱塑性铰区抗剪承载力随变形能力的增加而降低,引入以柱顶极限位移角为参数的修正系数对抗剪承载力公式进行修正,并验证修正后公式的可靠性。计算结果表明： “SL191—2008规范”和“DL/T 5057—2009规范”的抗剪承载力计算公式都偏危险;与“SL191—2008规范”相比,“DL/T 5057—2009规范”的抗剪承载力计算公式的偏差较小,但偏差的离散程度较大;相比矩形截面,两个水工规范中RC柱抗剪承载力计算公式对于圆形截面RC柱偏差都较小。考虑抗剪承载力随着墩顶位移角增加而降低的影响,修正后的抗剪承载力公式能够保证弯剪破坏RC柱塑性铰区抗剪承载力的要求,使得水工规范中的抗剪承载力公式适用于弯剪破坏RC柱塑形铰区抗剪承载力计算。     

柱下端局部采用FRC材料钢筋混凝土柱的承载力分析

为了改善钢筋混凝土柱的变形能力和损伤容限,在其下端局部采用纤维增强混凝土（F RC ）代替普通混凝土,设计了6根剪跨比为3、柱内配置较少箍筋的钢筋混凝土柱试件,进行了拟静力试验。试验结果表明,这种柱为弯曲屈服后的剪切破坏,具有较好的变形能力和损伤容限;局部使用FRC材料可以减少约束箍筋和抗剪箍筋用量。根据试验结果,建立了考虑截面受拉区FRC受拉作用的压弯承载力计算方法以及斜截面受剪承载力计算公式,其中斜截面受剪承载力计算公式的计算值与试验值比较吻合。     

不同轴压比条件下Z形截面混凝土柱受剪性能试验研究

通过对不同轴压比条件下的Z形截面混凝土柱进行抗剪承载力试验,研究分析了轴压比对试件抗剪性能的影响.得出如下结论:随着轴压比的增加,Z形截面混凝土柱的变形能力降低、极限抗剪承载力提高.参照试验结果,回归得到Z形截面柱抗剪承载力计算公式,并与矩形截面柱极限承载力进行比较分析,给出了可供实际工程设计使用的Z形截面混凝土柱的抗剪承载力计算建议公式.     

C80高强混凝土柱在反复荷载作用下的抗剪性能

通过1根C40普通混凝土柱与4根C80高强混凝土柱在竖向轴压力和水平反复荷载作用下的抗剪性能试验,深入研究了混凝土强度等级、剪跨比、轴压比和配箍率等因素对柱的破坏形态、滞回性能、位移延性及受剪承载力的影响.分别采用中国规范GB50010—2010、美国规范ACI318—08、加拿大规范CSA—04及桁架-拱模型对钢筋混凝土柱的受剪承载力进行计算,并与试验值进行对比分析.结果表明:对于小剪跨比钢筋混凝土柱,上述规范受剪承载力计算公式均偏于保守;由于考虑了拱效应,桁架-拱模型较其他规范对钢筋混凝土柱受剪承载力的预测更为准确.     

钢骨轻骨料混凝土梁受剪性能试验与计算

为研究钢骨轻骨料混凝土梁的受剪承载力,进行了15根钢骨轻骨料混凝土梁和2根钢骨普通混凝土梁的受剪性能试验.考虑轻骨料对钢筋混凝土构件抗剪强度的折减效应,提出钢筋轻骨料混凝土梁含折减系数的受剪承载力计算公式.结合钢骨提供的受剪承载力,通过强度叠加理论得到钢骨轻骨料混凝土梁含待定系数的受剪承载力计算公式.求出系数.把该参数...     

CFRP加固混凝土柱轴压性能尺寸效应试验分析

为了研究碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土柱轴压性能的尺寸效应,设计了3组30根几何相似的CFRP加固钢筋混凝土柱,对其进行了轴心受压破坏试验.试验参数主要包括构件尺寸、钢筋配置和加载方式,研究了CFRP加固混凝土柱在轴压荷载下的破坏形态、极限强度、峰值应力、变形能力和残余变形等性能与构件尺寸的关系.研究结果表明:相同尺寸的CFRP加固钢筋混凝土柱比素混凝土柱的极限强度有不同程度的提高;CFRP加固钢筋混凝土柱的峰值应力随着尺寸的增大,呈先增大后减小的趋势,归一化轴向变形能力和残余变形随着构件尺寸的增加逐渐减小;不同的加载方式对于CFRP加固钢筋混凝土柱的承载力和极限位移影响不大.     

考虑骨料粒径影响的BFRP筋混凝土梁剪切破坏及尺寸效应

粗骨料是混凝土材料的组成之一,其粒径变化会影响混凝土梁中骨料咬合作用对抗剪承载力的贡献。为了系统地考虑最大粗骨料粒径对玄武岩纤维增强聚合物（Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP）筋无腹筋混凝土梁剪切破坏的影响,采用细观尺度数值模拟方法,建立BFRP筋无腹筋混凝土梁数值模型,模拟分析构件尺寸和粗骨料粒径对BFRP筋混凝土梁剪切破坏模式和抗剪强度的影响规律。结果表明：BFRP筋无腹筋混凝土梁的抗剪强度存在尺寸效应,同时,随着最大粗骨料粒径的增大,BFRP筋混凝土梁的抗剪承载力提高,梁的剪切尺寸效应被削弱。根据最大粗骨料粒径的影响机制与规律,结合断裂力学尺寸效应律,建立了BFRP筋混凝土梁抗剪强度尺寸效应理论公式,并与模拟结果和试验数据进行对比,验证了公式的准确性和合理性。     

高强混凝土柱小偏心受压性能尺寸效应试验研究

为了解高强混凝土柱小偏心受压性能的尺寸效应,进行了3组不同几何尺寸的高强混凝土柱小偏心受压破坏试验,其截面几何尺寸分别为200mm×200mm、400mm×400mm、800mm×800mm,对比分析了其破坏形态、承载力、变形能力及截面应变分布规律,揭示了其尺寸效应规律。研究结果表明,高强混凝土柱的小偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显;高强混凝土柱的小偏心受压承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力的安全储备量减小,变形能力减弱。     

钢管再生混凝土短柱承载性能有限元分析

为了分析钢管再生混凝土短柱承载性能的影响因素,试验设计了3个不同偏心距的方套方中空夹层钢管再生混凝土短柱进行单调加载,用于验证所建立有限元模型的正确性;并利用得到验证的有限元模型设计了三种截面类型（方套方中空截面、方套圆中空截面、方实心截面）共7个钢管再生混凝土短柱试件,并以偏心距及外钢管壁厚为变化参数,运用ABAQUS建立有限元模型进行静力加载分析。得到了不同偏心距及外钢管壁厚下钢管再生混凝土柱的荷载-轴向位移曲线,分析了偏心距及外钢管壁厚对钢管再生混凝土短柱承载性能的影响。分析结果表明：三种类型中方钢管中空夹层再生混凝土短柱随偏心距减小或外钢管壁厚的增加,其承载性能均有所提高;三种截面类型中,方套方中空夹层试件初期刚度最大,极限承载力最高。     

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱的抗震性能

为评估CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱抗震性能的效果,选取1根未锈蚀钢筋混凝土短柱、2根锈蚀钢筋混凝土短柱和4根CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱进行抗震性能试验研究,考察了CFRP加固量、细骨料类型对抗震加固效果的影响情况,建议了CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱受剪承载力的实用计算公式。结果表明：钢筋锈蚀会降低短柱的抗震性能,锈蚀钢筋试件的受剪承载力、极限变形能力和累积滞回耗能较未锈蚀钢筋试件分别降低了7.8%、35.5%和42.2%;外包CFRP加固能将锈蚀钢筋试件的受剪承载力提高至未锈蚀钢筋试件的107.1%~109.1%,并显著改善短柱的延性和耗能能力;外包CFRP的层数由1层增至2层时,加固试件的受剪承载力提高较少,且试件达到峰值荷载时,CFRP的最大应变减少;在钢筋锈蚀前后和CFRP加固前后,混凝土短柱无量纲近极限滞回环的滞回规则大体相同。     

CFRP加固混凝土翼缘受拉T形截面柱试验研究

目的研究碳纤维布（CFRP）加固钢筋混凝土异形柱的受力和变形性能，探讨构件截面几何参数、材料强度、材料用量等与翼缘受拉T形截面柱抗压弯承载力之间的定量关系．方法通过相同截面不同配筋量和碳纤维布粘贴量的试件进行单调一次短期加载对比试验，分析各因素对构件承载力和延性等的影响；运用力的平衡和材料的本构关系了建立构件承载力计算的力学模型．结果得到具有对比性的荷载一柱中挠度、材料应变一荷载的关系曲线并进行分析；得出碳纤维布加固钢筋混凝土翼缘受拉T形截面柱正截面抗压弯承载力计算公式．结论采用碳纤维布加固钢筋混凝土翼缘受拉T形截面柱以提高其正截面抗压弯承载力是可行的，T形截面柱加固的承载力计算公式对于类似的工程设计问题具有借鉴作用．     

双层圆钢管混凝土长柱压扭滞回性能试验

为研究双层圆钢管混凝土长柱在压、扭荷载作用下的力学性能,利用研制的Stewart六自由度加载平台,进行了两个普通圆钢管混凝土长柱和两个双层圆钢管混凝土长柱试件在纯扭、压扭作用下的低周往复试验。对比分析了各试件的承载力、扭转变形、耗能、滞回性能,进行了有限元参数分析。研究表明：普通圆钢管混凝土长柱和双层圆钢管混凝土长柱均具有较好的抗扭能力;与普通圆钢管混凝土长柱相比,双层圆钢管混凝土长柱的初始刚度和承载力略有提升,滞回曲线更饱满,耗能能力和延性大幅提升;参数分析表明含钢率一定时,内层钢管径厚比越大,对抗扭越有利;一定范围内的轴向荷载,可提高钢管混凝土柱的抗扭能力。     

采用CFRP增强的GFRP管混凝土短柱轴压性能试验研究

通过碳纤维增强复合材料(CFRP)布对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土短柱进行不同方式的加强,制作了12个两两相同的G FRP管约束混凝土短柱试件,研究不同增强模式下GFRP管约束混凝土短柱在单调轴压及重复轴压下的力学性能.分析了试件的破坏模式、承载能力、变形能力、增强效果、应力应变曲线、塑性残余应变与卸载...