高温作用后钢筋混凝土短柱轴压力学性能试验研究

采用高温抗压试验炉对有初始荷载作用的钢筋混凝土短柱进行了升温、降温及冷却全过程作用后轴压力学性能试验。试验测试了截面温度场、轴向变形发展规律,考察了温度、轴压比和降温效应对高温后有初始荷载作用的钢筋混凝土短柱轴压承载力、刚度和延性等力学指标的影响规律。试验结果表明：初始荷载作用使试件产生明显的残余压缩变形,且残余变形主要是在降温阶段产生;与无初始荷载作用的试件相比,初始荷载作用对钢筋混凝土短柱的高温后轴压承载力、刚度和延性影响较大,承载力和刚度提高,但延性明显降低;初始荷载作用对试件高温后轴压短柱刚度和延性系数的影响明显大于对承载力的影响。建议进行火灾后钢筋混凝土结构性能评估时,需考虑初始荷载作用的影响。     

竖向荷载作用下边梁对板柱结构受力性能影响

文章介绍了带边梁板柱结构在竖向荷载作用下破坏类型及判定方法,用ANSYS5．7有限元程序计算了两种柱距时13种不同边梁截面条件的板柱结构在竖向荷载下的受力性能,证实在采取合理构造措施时一般发生延性弯曲破坏。     

高层CFST斜交网格筒结构延性影响因素分析

高层CFST斜交网格筒结构体系具有较大的水平侧向刚度,可以大幅减少水平荷载作用下的结构水平位移响应,其结构的延性性能也备受关注.据此,为了研究斜柱的径厚比、轴压比,结构的高宽比以及是否设置屈曲约束支撑对高层CFST斜交网格筒结构的延性影响,并基于Pushover方法分析其对结构延性的影响程度.研究表明:随着斜柱径厚比增大,结构侧向位移和层间位移角减小,结构延性系数减小.斜柱轴压比越大,结构侧向位移和层间位移角越小,结构延性系数越小.结构的高宽比越大,结构侧向位移越大,结构延性系数越小.在结构模型构件截面尺寸保持一致的情况下,设置屈曲约束支撑可大幅提高结构延性,建议视工程具体情况合理设置局部屈曲约束支撑.     

钢筋混凝土异形柱框架-短肢剪力墙结构参数分析

针对异形柱框架-短肢剪力墙这种新型结构体系,采用动力和静力弹塑性分析方法,系统研究了罕遇地震下轴压比、短肢墙纵向配筋率及墙体截面高厚比等参数对整体结构抗震性能的影响．研究结果表明,该结构体系的抗震能力及延性随着底层墙、柱轴压比的减小,短肢墙配筋率的增大而显著提高;墙体截面高厚比不仅是结构体系的评判标准,也是影响结构延性的一个重要参数．通过参数分析,为异形柱框架-短肢剪力墙结构的合理设计提供了参考和依据．     

钢管混凝土组合异形柱受压性能有限元分析

通过理论计算承载力,换算长细比以及非线性有限元模拟分析研究圆钢管混凝土T形组合截面异形柱的压弯性能。讨论了其在轴压作用下的应力分布,失效模式,荷载-位移曲线等,认为圆钢管混凝土T形组合截面异形柱承载力较高,具有很好的延性,使其在实际工作中有很高的安全储备,由于T形截面本身是非对称截面,在轴压作用下,整体变形为绕弱轴的弯曲变形为主,弱侧单柱肢先达到屈曲破坏,柱肢之间的相对扭转可忽略不计,符合预期设想,单个柱肢之间有缀管相连接,在竖向受压作用力变大过程中,整体表现出协同变形的趋势,最后表现为整体弯曲失稳破坏。     

抗震设计中短柱问题分析

在层高一定的情况下．为提高延性而降低轴压比会导致柱截面增大．且轴压比越小截面越大：而截面增大导致剪跨比减小．又降低了构件的延性。因此．在高层结构设计中，为满足规范对轴压比限值的要求．柱子的截面往往比较大在结构底部常常形成短柱．     

高层磷石膏墙体网格式框架结构受力性能分析

高层磷石膏墙体网格式框架结构在水平荷载下,内力不以剪力为主,整体弯矩起主要控制作用。采用有限元软件PKPM,以层数为变化参数,研究水平及竖向荷载作用下整体弯矩对结构受力性能的影响。计算结果表明:整体弯曲对底层柱底倾覆弯矩影响较大,轴力基本呈线性关系增加,而对倾覆剪力的影响较小。其底部变形呈弯曲型,上部变形呈剪切型。边框架柱截面面积相等时,矩形框架柱承担轴力和剪力分别比L形大2%和15%;边框架柱截面惯性矩相等时,矩形框架柱承担轴力和剪力分别比L形大9%和18%。     

高强混凝土短柱的轴压比限值

对 12根高强混凝土短柱在轴压力和水平反复荷载作用下的力学性能进行了试验研究 ,分析了影响高强混凝土短柱位移延性的主要因素 ,得出了相应的关系曲线。从满足有限延性的条件出发 ,得出了高强混凝土短柱的轴压比限值 ,同时也得出了配箍率和轴压比间非线性的关系公式     

预应力碳纤维布加固混凝土方形截面短柱轴心受压试验

为了研究预应力碳纤维(CFRP)布加固混凝土方形截面短柱轴心受压力学性能,根据配筋率的不同设计了3组共计12根混凝土方形截面短柱,每组包括3根预应力CFRP布加固的混凝土柱和1根普通混凝土柱。通过静载试验获得了各试件受压极限承载力、位移和预应力CFRP布应力增量等试验数据,得到了荷载作用下试件变形曲线及破坏形态,分析了预应力CFRP布应力水平和纵筋配筋率对混凝土方形截面短柱加固后的力学性能的影响。研究结果表明:采用预应力CFRP布约束混凝土柱一方面能够限制混凝土横向变形,使柱中混凝土从加固时刻起即受到环向应力,提高了混凝土极限压应变,从而显著提高柱的极限承载力,承载力提高幅度在60%以上;另一方面,由于受压柱的延性与截面配筋率有关,加固柱配筋率较低时,延性较好;反之则延性较差。     

带斜柱转换的框支剪力墙结构工程应用对比分析

本文介绍了斜柱转换在工程中的应用,并对一个一般高层(建筑高度58.05 m)分别采用斜柱转换和实腹梁转换的计算结果进行对比分析,同时对比斜柱转换结构在100 m高层中应用的整体性能。结果表明:斜柱转换能明显改善转换层与其相邻上层结构的侧向刚度比,降低转换梁的截面尺寸,节省建筑的使用空间;斜柱转换在一般高层中的应用对控制转换层与其相邻上层的剪切刚度比效果更好,在100 m高层中的应用对控制结构整体水平位移效果更好。     

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土圆形截面短柱轴压性能试验研究

提出外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的复合加固方法。通过11个加固钢筋混凝土圆形截面短柱试件（其中2个为增大截面加固柱试件、9个为复合加固柱试件）和2个未加固钢筋混凝土圆形截面短柱试件的轴压试验,对不同方法加固的钢筋混凝土圆形截面短柱承载力、刚度和延性进行研究,分析加载方式、含钢率、后浇自密实混凝土强度、界面处理方式等因素对复合加固柱轴压性能的影响。试验结果表明：复合加固柱试件的承载力和延性均优于未加固钢筋混凝土圆柱试件和增大截面加固柱试件。仅核心混凝土受压的试件承载力略大于全截面受压的试件;随着含钢率的增大,复合加固柱试件的承载力和延性提高显著;随着后浇自密实混凝土强度的提高,复合加固柱试件的承载力略有提高,但延性有所下降;界面处理方式对复合加固柱试件轴压性能影响不显著。在试验研究的基础上,提出复合加固钢筋混凝土圆形截面短柱的承载力计算式,得出的计算结果与试验结果吻合良好。     

轴心受压双钢管混凝土短柱正截面受压承载力理论分析及试验研究

研究了由同心设置的内、外圆钢管构成的轴心受压双钢管混凝土短柱正截面受压承载力,分析了单钢管混凝土柱与双钢管混凝土柱的受力机理,并根据纤维模型法原理,采用适用于钢管混凝土受力特性的钢材与混凝土材料本构关系,给出了轴心受压双钢管混凝土短柱的荷载-位移全过程数值分析和正截面承载力计算公式。进行了5个双钢管混凝土短柱的轴心受压试验,验证理论分析的正确性。理论分析与试验研究表明:轴心受压双钢管混凝土短柱与单钢管混凝土柱的受力全过程都可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。双钢管混凝土短柱的破坏形态为腰鼓形,其外层混凝土的工作性能与单钢管中的混凝土大致相同,但内钢管中的内层混凝土受到的约束效应较大,且不是内、外钢管对它的约束效应的叠加,因此对内层混凝土约束效应的确定是计算承载力的关键。通过与相同含钢率的轴心受压单钢管混凝土短柱受力过程的对比得出:双钢管混凝土柱的承载力明显高于单钢管混凝土柱,且具有非常好的延性和整体     

钢骨-钢管混凝土轴压短柱承载力研究

把钢骨-钢管混凝土组合柱视为一个新型组合材料的统一体,结合试验成果,分析轴压短柱承载力的影响因素,提出影响组合柱承载力和延性的因素,即约束指标,提出钢骨-钢管混凝土轴压短柱的承载力公式。     

圆端形钢管混凝土中长柱轴压性能

为研究圆端形钢管混凝土中长柱的轴压性能,考虑了构件千分之一杆长的初弯曲,使用有限元软件ABAQUS建立了圆端形钢管混凝土中长柱精细化有限元分析模型,利用已有试验数据验证有限元模型的合理性与精确性,在此基础上分析了试件的变形模式和承载能力状态,比较短柱、中长柱与长柱性能的不同,得出了圆端形钢管混凝土界限长细比。综合分析了长细比、钢管厚度、混凝土强度、钢材强度、高宽比等参数,提出了圆端形钢管混凝土中长柱极限承载力简化计算公式,并对简化计算公式的准确性进行了验证。结果表明:短柱为强度破坏,中长柱发生弹塑性失稳破坏,长柱发生弹性失稳破坏; 在其他条件相同的情况下,圆端形钢管混凝土中长柱的极限承载力、延性与长细比呈负相关,与钢材强度、钢管厚度呈正相关,混凝土强度的变化对承载力和延性的影响不大; 短柱与中长柱界限长细比λ₀=10～11,中长柱与长柱界限长细比λ_p=86.4～96.0; 与试验数据及有限元计算结果相比,承载力公式具有足够精度,可为圆端形钢管混凝土中长柱研究与工程应用提供理论依据。     

低周反复水平荷载作用下柱配有方形螺旋箍筋的钢筋混凝土单元框架抗震性能试验研究

本文根据四榀柱配有方形螺旋箍筋的弱柱型钢筋混凝土单元框架,在低周反复水平荷载作用下的试验研究,探讨了柱配有方形螺旋箍筋的弱柱型钢筋混凝土框架的延性、滞回性能、耗能能力。并采用静力荷载增量法对框架进行强度分析。     

Y形柱稳定性分析研究

Y形柱是机场航站楼屋盖支承体系中常采用的一种构件形式,作为主要承重构件,其稳定性决定了屋盖结构的整体承载能力。利用荷载-位移全过程跟踪技术,考虑几何非线性、材料非线性和初始几何缺陷,研究了在竖向和水平风、地震作用下薄壁Y形柱的稳定性。研究表明:竖向荷载作用下Y形柱以分叉段平面外屈曲为主要失稳模式;Y形柱对初始几何缺陷不敏感;水平风荷载对Y形柱稳定性不起控制作用;竖向和水平荷载作用下,发生面外失稳前柱子分叉处已经进入塑性变形,柱子强度问题先于整体失稳。     

CFRP加固普通砖轴心受压柱试验研究

通过对3组粘贴碳纤维布(CFRP)的普通砖轴心受压短柱及1组对比柱在单调荷载作用下的试验研究,比较分析了不同FRP加固量等参数对加固砖柱的承载力、延性和破坏形态的影响。试验表明:横向粘贴CFRP布能有效地提高轴心受压短柱的承载力,柱的延性得到显著改善。     

GFRP加固实心黏土砖轴心受压短柱的试验研究

通过对7组粘贴玻璃纤维布(GFRP)的实心黏土砖轴心受压短柱及1组对比柱在单倚载作用下的试验研究,比较分析了不同长细比和不同FRP加固量等参数对加固砖柱的承载力、延性和破坏形态的影响.试验表明:横向粘贴GFRP布能有效地提高轴心受压短柱的承载力,柱的延性得到显著改善.     

空腹钢柱极限承载力与抗震性能试验研究

通过对空腹钢柱在竖向荷载、水平荷载作用下的构件试验,研究了空腹钢柱的承载力性能;通过对有上柱的空腹钢柱以及完全空腹钢柱在低周反复荷载作用下的构件试验,研究了空腹钢柱的滞回性能及抗震性能。试验结果表明:空腹钢柱具有较高的竖向及水平承载能力,在水平荷载作用下具有较强的抵御水平变形的能力,且其对竖向荷载的P-Δ效应反应不明显。同时,构件具有良好的耗能性能。     

Seismic behavior and shear strength of tubed RC short columns

Reinforced concrete (RC) short columns are vulnerable to brittle shear failure during an earthquake. The objective of this research is to evaluate the performance enhancement of RC short columns tubed with circular or square tubes. Eight short columns were tested under combined constant axial load and cyclic lateral load. The tested specimens included three circular tubed RC (CTRC) columns and three square tubed RC (STRC) columns. Two common RC short columns including one circular RC column and one square RC column were also tested as control specimens. The test results indicated that common RC short columns suffered brittle shear failure with little ductility, while the ductility of tubed RC short columns was excellent due to the effective confinement of the outer thin tube to the core concrete. The lateral load strength of CTRC short columns increases with the increasing of axial load ratio, while the axial load ratio has little effect on the plastic deformation capacity of CTRC short columns. The shear strength increases with increasing of axial load ratio, while the plastic deformation capacity decreases with increasing of axial load ratio for STRC short columns. A circular tube prevents the core concrete from shear failure more effectively than a square tube for the tubed RC short columns. A modified ACI design method is adopted to calculate the nominal shear strength of STRC columns as well as CTRC columns based on the test and analysis results.