钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力基于八面体强度的计算模型

针对钢筋钢纤维混凝土梁柱节点的受剪性能与承载力计算方法,采用混凝土八面体强度模型,并以国内外钢筋钢纤维混凝土梁柱节点相关试验数据为基础,对其进行了理论研究。建立了梁柱节点破坏时核心区混凝土正应力与剪应力之间的关系,提出了钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法,并分析了影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力的因素。结果表明,钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力随柱端轴压比、混凝土强度、节点核心区配箍率以及钢纤维含量特征参数的增加而增大;梁柱截面高度比对受剪承载力的影响较小。基于相关的试验数据,通过趋势分析验证了所提出的计算方法能够综合反映柱端轴压比、混凝土强度、节点核心区箍筋以及钢纤维含量特征参数的影响。研究结果可为钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算提供理论依据。     

基于软化拉-压杆模型的钢筋混凝土框架节点受剪分析

软化拉.压杆模型是基于经典桁架模型理论而发展起来的一种模型,主要用于混凝土结构中应力紊乱区的受剪设计.以包含钢筋混凝土变梁中节点在内的各类框架节点为研究对象,建立框架节点等效核心区在剪、压复合荷载作用下的计算模型,应用软化拉.压杆模型对节点等效核心区进行受力分析,推导框架节点的受剪承载力计算公式,并通过国内外110个钢...     

基于MCFT理论的钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪性能计算方法

在分析钢筋钢纤维混凝土梁柱节点破坏特征及受剪机理的基础上,将裂缝处乱向分布钢纤维的作用等效为钢纤维有效拉应力。基于修正压力场理论(MCFT),建立了钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪性能的计算模型,分析了钢纤维体积率和节点核心区水平配箍率对受剪承载力的影响。结果表明,随钢纤维体积率和水平配箍率的增加,节点受剪承载力均有提高,但钢纤维体积率的影响较水平配箍率小。最后,提出了与普通钢筋混凝土梁柱节点受剪承载力计算公式相衔接的钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力简化计算公式。     

混凝土框架内节点受剪承载力计算模型和方法研究

对钢筋混凝土框架内节点受剪承载力计算模型,即受剪通用分析模型和简化拉-压杆模型进行了系统的总结和分析,并利用国内已有的试验结果分析对比了两种模型预测结果的准确性。在框架内节点试验结果的基础上提出了节点核心区名义剪力的改进计算方法。改进的节点名义剪力计算方法能够考虑梁端剪力的往复作用,提高了试验中内节点水平剪力实际值的精确性。对受剪通用分析模型从原理上进行了分析,指出节点受剪通用分析模型的改进需要考虑柱轴压力对核心区混凝土裂缝的约束作用。通过考虑梁端往复荷载作用下梁受压区混凝土高度,改进了简化拉-压杆模型设计方法;与实际值的对比分析表明,改进简化拉-压杆模型计算结果与实际值更为接近且较为保守,改进模型计算结果与试验结果的平均比值为0.85。     

基于软化拉压杆模型的双面叠合剪力墙水平连接节点承载力分析

针对双面叠合剪力墙水平连接节点,进行了循环剪切荷载作用下的试验研究.结果 表明在灌浆层内出现了对角斜裂缝,水平连接节点破坏时伴随着对角裂缝附近混凝土的压溃,可以通过软化拉压杆模型来解释这一现象.根据软化拉压杆模型对双面叠合剪力墙水平连接节点的抗剪机理进行分析,根据试验结果对软化拉压杆模型中斜压杆的有效宽度进行了分析,建立了基于软化拉压杆模型的双面叠合剪力墙水平连接节点的抗剪承载力计算公式.     

基于拉压杆模型的FRP-混凝土组合梁受剪承载力研究

为分析FRP-混凝土组合梁的斜截面受剪承载力,在拉压杆模型的基础上,建立了考虑FRP板与混凝土界面发生黏结滑移的FRP-混凝土组合梁拉压杆受剪承载力模型。该模型中,将配置在受拉区的FRP板简化为拉杆,而将变形非协调区的混凝土简化为压杆。为反映FRP与混凝土界面之间的黏结,建立了拉压杆节点区的破坏准则--界面剪应力达到最大黏结剪应力。为验证建立模型的有效性,对已有的试验梁进行了受剪承载力和斜裂缝开裂角度的计算分析。计算结果表明,建立的受剪承载力模型可以有效地预测组合梁的受剪承载力和斜裂缝开裂角度,与试验值吻合较好。     

考虑节点变形的梁柱节点受剪承载力计算模型

以梁柱组合件为研究对象,分析了由于梁纵筋屈服应变向节点区扩展而引起的节点附加应变,计算了节点区混凝土的主拉应变,并依据主拉应变确定了节点区混凝土抗压强度折减系数。在此基础上,采用斜压杆-桁架模型,建立了考虑节点变形的梁柱节点受剪承载力计算模型,模型计算结果与试验结果较为吻合。     

钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点承载力计算方法

通过7个钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点和1个钢筋高强混凝土梁柱节点的低周反复加载试验,研究钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的受力机理及破坏模式,分析钢纤维体积率、节点核心区配箍率以及柱端轴压比对节点受剪承载力的影响。结果表明:钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的破坏主要有节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏两种模式;随着钢纤维体积率和节点核心区配箍率的增加,节点受剪承载力显著提高。结合对国内外相关试验数据的综合分析,分别提出了考虑轴压比、钢纤维体积率以及节点核心区配箍率影响的适用于钢筋钢纤维普通和高强混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法,以及考虑钢纤维影响的节点梁端受弯承载力计算方法。     

钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点承载力计算方法

通过7个钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点和1个钢筋高强混凝土梁柱节点的低周反复加载试验,研究钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的受力机理及破坏模式,分析钢纤维体积率、节点核心区配箍率以及柱端轴压比对节点受剪承载力的影响。结果表明：钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的破坏主要有节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏两种模式;随着钢纤维体积率和节点核心区配箍率的增加,节点受剪承载力显著提高。结合对国内外相关试验数据的综合分析,分别提出了考虑轴压比、钢纤维体积率以及节点核心区配箍率影响的适用于钢筋钢纤维普通和高强混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法,以及考虑钢纤维影响的节点梁端受弯承载力计算方法。     

钢纤维钢筋混凝土扁梁柱节点极限抗剪承载力的计算方法

在四个扁梁柱节点试验的基础上,研究了钢纤维钢筋混凝土节点内钢筋应变的变化规律,分析了节点内、外核心区的混凝土、剪力筋和钢纤维对扁梁柱节点极限抗剪承载能力的贡献,提出了节点极限抗剪承载力的计算公式及截面限制条件,并给出了节点的两种破坏形态的判别方法.计算结果与试验情况符合良好.提出的计算公式可供工程设计参考使用.     

基于修正软化拉-压杆模型的型钢#br# 混凝土深梁受剪承载力研究

为研究型钢混凝土深梁的受剪承载力,完成7组型钢混凝土深梁的静力试验和有限元分析,主要考虑剪跨比、型钢腹板高度及翼缘宽度等影响因素。试件的破坏模式为斜压破坏和剪切破坏。剪跨比对破坏形态有较大影响,较大的型钢腹板高度和翼缘宽度显著提高试件受剪承载力。在试验研究和有限元分析的基础上,考虑钢筋混凝土部分的软化效应、非软化混凝土与型钢翼缘的协调变形作用及腹板部分的受剪贡献,建立修正软化拉-压杆模型,并采用叠加原理推导型钢混凝土深梁受剪承载力实用计算方法。结果表明：修正软化拉-压杆模型能较好地反映型钢混凝土深梁的破坏特征和受力机制,文中提出的受剪承载力计算方法与试验数据吻合较好,对受剪影响因素考虑更加全面,能较好地预测型钢混凝土深梁的受剪承载力。     

纤维增强混凝土梁柱节点受剪承载力计算模型

普通混凝土梁柱节点由于节点区配箍率大、钢筋拥挤而施工不便。纤维增强混凝土材料(FRC)开裂后具有较强的桥接能力因而抗拉性能较好,可以替代部分或全部箍筋。基于前人对钢筋混凝土梁柱节点抗力机制的研究,提出了节点核心区采用FRC材料节点的计算模型,即斜压杆机制和软化桁架机制承担的水平剪力按一定比例组合的计算模型。将该计算模型节点受剪承载力计算值与试验值进行比较,结果表明:对低轴压比的试件,稍有保守,对高轴压比的试件,二者吻合较好。基于该计算模型的节点受剪承载力计算方法既可以进行节点核心区受剪承载力计算,还可以分别验算节点核心区FRC抗压强度和水平配箍率是否满足设计要求,具有较好的实用性。     

钢筋混凝土梁柱节点核心区计算模型研究

梁柱节点核心区受力复杂,修正斜压场理论和斜压杆模型均存在一定的不足,基于前人对斜压杆机制和软化桁架机制的研究,提出梁柱节点核心区受剪承载力新计算模型,即斜压杆机制和软化桁架机制承担的水平剪力按一定比例组合的计算模型。该模型既可以计算节点核心区的受剪承载力,还可以验算节点核心区混凝土抗压强度,计算水平配箍率。将国内外82个试件的节点最大剪应力试验值与该方法所得的节点最大剪应力计算值比较得出:均值为1.154,变异系数为0.131。较试验值与软化拉-压杆模型计算值之比结果相比,离散性较小,验证了此方法的可行性。     

基于拉-压杆模型的框架结构平移托换梁受剪承载力研究

在16个框架结构平移托换节点试验研究基础上,根据托换梁的裂缝开展规律及破坏特点,并结合有限元分析结果,将托换梁的荷载等效为两点集中荷载,建立托换梁的拉-压杆模型。针对托换梁剪跨比较小的情况,在斜压杆的主压应力中考虑拉杆传来的应力分量。依据Kupfer-Gerstle的双向拉压应力关系考虑混凝土的软化效应,推导了托换梁的受剪承载力计算式,并与试验结果进行了对比。结果表明：不考虑拉杆分量的拉压杆模型的计算结果与试验值的相对误差均值为38.9%,考虑拉杆应力分量的拉-压杆模型的计算结果与试验值的相对误差均值为26.9%。     

钢筋混凝土梁柱节点核心区拉-压杆模型化方法研究

OPENSEES(Open System for Earthquake Engineering Simulation)中的节点"宏模型"是一种模拟钢筋混凝土梁柱节点较为理想的高效单元模式,但目前该模型中确定节点核心区剪切应力应变关系的两种常用方法:修正斜压场理论(MCFT)和斜压杆模型,均存在不足;本文提出了能全面反映节点三种传力机理的拉-压杆模型方法来确定剪切应力-应变关系,并推导了该模型的变形协调条件、平衡方程。通过分析比较,拉-压杆模型方法的计算结果与相应的梁柱节点试验结果吻合较好,能在节点配箍率变化较大的范围,更好地反映核心区的剪切应力应变关系。     

钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力试验研究

根据12根钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪试件的试验结果,讨论了钢纤维体积率、剪跨比、钢纤维混凝土强度对钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面破坏形态和受剪承载力等的影响,建立了钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力的计算模型,给出了与钢筋混凝土牛腿计算公式相衔接的钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力的计算公式,并进行了数值计算。结果表明,钢纤维对钢筋混凝土牛腿斜截面破坏形态影响较小,但能够提高牛腿的延性。随钢纤维体积率和钢纤维混凝土强度的增加,钢筋钢纤维混凝土牛腿的斜截面受剪承载力逐渐提高,随剪跨比的增大,受剪承载力随之降低。数值计算时,以达到钢纤维混凝土抗剪强度为破坏标准来控制迭代收敛,计算结果与试验结果吻合较好。     

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪承载力的实用设计方法

根据钢筋混凝土理论,推导出钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪承载力的下限计算公式,并结合钢筋钢纤维增强部分混凝土梁斜截面受剪承载力的试验研究成果,提出了满足可靠度要求的受剪承载力的设计公式。该公式和新规范规定的钢筋混凝土梁的计算公式相衔接,可用于实际工程设计,且结果偏于安全。     

钢纤维高强混凝土牛腿受剪性能试验研究

通过集中竖向荷载作用下9根剪跨比为0. 2～0. 4、钢纤维体积掺量为0～1. 5%钢纤维高强混凝土双面支撑牛腿的受剪性能试验,研究剪跨比、纵筋配筋率、箍筋配筋率、钢纤维掺量对牛腿试件开裂荷载、极限荷载及破坏形态的影响。采用我国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中牛腿承载力计算方法对9根试件进行计算,并与采用拉压杆模型的规范ACI 318-14、EN 1992-1-1:2004和CSA A23. 3-04的计算结果进行对比分析。研究结果表明:小剪跨比混凝土牛腿主要发生斜压破坏和斜剪破坏两种典型破坏形态,随剪跨比增大,牛腿承载力显著减小;提高钢纤维体积掺量,有助于提高牛腿开裂荷载和延性;随着纵向配筋率的提高,牛腿承载力显著提高;提高箍筋配筋率有利于提高牛腿开裂荷载和受剪承载力。由于牛腿同时承受正应力和剪应力的作用,属于复杂受力状态,采用拉压杆模型计算牛腿承载力具有清晰的力学概念,但计算结果较为保守,各参数取值尚需进一步研究;而GB 50010—2010中采用经验公式计算牛腿的受剪承载力,与试验结果较为接近。     

钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤特性及其计算方法

基于低周反复加载试验结果,研究钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤演化特性。将变形与累积能量耗散指标相结合,建立反复荷载作用下钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤的计算模型,分析影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤的因素。结果表明：核心区钢纤维体积率、配箍率和轴压比是影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤性能的主要因素;在相同的加载次数下,随钢纤维体积率、配箍率和轴压比的增大,梁柱节点损伤有所减小;其他影响因素相同的条件下,钢纤维体积率为1.0%和1.5%梁柱节点损伤曲线在破坏时的斜率较钢纤维体积率为0.5%的梁柱节点分别减小了21.6%和34.7%;配箍率为0.6%和1.2%的梁柱节点损伤曲线在破坏时的斜率较配箍率为0的梁柱节点分别减小了36.9%和59.4%;轴压比为0.3和0.4的梁柱节点损伤曲线在破坏时的斜率较轴压比为0.2的梁柱节点分别减小了12.5%和17.1%;所建立的反复荷载作用下钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤计算模型,能够较好反映梁柱节点损伤演化的特点,可用于描述此类节点的损伤演化过程。     

钢筋混凝土水平加腋偏心节点受剪承载力计算

通过5榀不同加腋宽度的钢筋混凝土框架梁柱偏心节点的试验研究,探讨了梁端水平加腋偏心节点在低周反复荷载下耗能能力和受力性能,提出了不同加腋宽度下节点核芯区受剪承载力的计算方法,并将试验值与计算值进行了比较,两者吻合较好。