HRB600钢筋混凝土短柱轴压性能试验研究

通过对6根HRB600钢筋、1根HRB500钢筋混凝土短柱和2根素混凝土短柱进行轴心受压试验,分析不同配筋率、混凝土强度、钢筋强度、长细比对钢筋混凝土柱轴压性能的影响,提出HRB600钢筋的抗压强度设计值,分析GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中关于轴心受压承载力计算公式的适用性。研究结果表明:随着纵筋配筋率、钢筋强度和混凝土强度的提高,轴压短柱的峰值荷载增大;轴压短柱峰值应变随混凝土强度提高而减小,随钢筋强度提高而略有增大,纵筋配筋率和长细比对峰值应变影响较小;HRB600钢筋抗压强度设计值取为500 MPa,HRB600钢筋混凝土短柱与普通钢筋混凝土短柱的受力性能相似,轴心受压承载力可以按照GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中规定的受压承载力公式进行计算,具有足够的安全储备。     

HRBF500钢筋及纤维增强水泥基复合材料空心柱受压试验研究

通过对8根HRBF500钢筋与纤维增强水泥基复合材料构成的空心柱的受压静载试验,研究不同偏心距、配筋率和纤维种类条件下,受压柱荷载-挠度曲线、荷载-钢筋应变曲线、荷载-水泥基材应变曲线以及破坏形态的特点,并验证平截面假定。试验结果表明:这种空心柱在偏心荷载作用下具有良好的变形能力和较高的承载力,其设计方法和普通高强混凝土柱基本一致,满足现行规范GB 50010—2010的要求。     

加掺粉煤灰再生混凝土柱受压性能试验研究

通过普通混凝土柱、再生混凝土柱及加掺粉煤灰再生混凝土柱受压性能试验,研究了加掺粉煤灰再生混凝土柱承载力、应变及破坏特征,并把试验结果与采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中混凝土柱受压承载力计算公式计算的结果相比较,给出了加掺粉煤灰再生混凝土柱的设计建议。试验及分析结果表明,再生混凝土中加入适量粉煤灰,使再生混凝土柱具有较好的受力性能及变形能力,受压柱承载力可按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中给出的相关公式进行计算。     

635MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏压性能试验研究

635 MPa级热轧带肋高强钢筋是一种采用热轧工艺微合金化的新型高强金属材料,与热处理或冷加工高强钢筋相比具有强度高、延性好、成本低等显著优势。为研究635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱的偏压受力性能,对20根635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱展开偏压试验,试验参数为偏心率、纵筋配筋率、箍筋强度和高宽比,揭示其典型破坏模式和受力机理和荷载-挠度曲线以及应变分布规律。研究结果表明:635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏心受压的破坏模式主要包括大偏心和小偏心受压破坏,其偏压承载力随着偏心距和高宽比的减小而增大,随纵筋配筋率和箍筋强度的增大而增大;其延性随着箍筋强度和纵筋配筋率的提高而明显改善。对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(2015版)的承载力计算值与试验值进行比较,结果显示采用GB 50010—2010(2015版)可以较准确地评估635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏压承载力。     

细晶粒钢筋混凝土柱偏心受压性能试验研究

对9根400 MPa级细晶粒钢筋混凝土柱开展偏心受压性能试验,研究轴向力偏心距、纵向受压钢筋配筋率、混凝土强度和长细比对柱偏心受压性能的影响,描述各试件的破坏过程,分析了其荷载-钢筋/混凝土应变曲线、荷载-挠度曲线以及破坏形态的特点。研究表明,现行混凝土结构设计规范关于钢筋混凝土偏心受压柱极限承载力、平均裂缝间距和最大裂缝宽度的计算理论与试验吻合较好。400 MPa级细晶粒钢筋屈服强度设计值取为360 MPa时,细晶粒钢筋混凝土偏压柱承载力具有足够的安全系数并偏向于保守。正常使用极限状态下,400 MPa级细晶粒钢筋混凝土大偏心受压柱在短期荷载作用下的最大裂缝宽度满足要求。     

HRBF500钢筋混凝土大偏心受压柱承载力的试验研究

通过对7根HRBF500钢筋混凝土偏心受压柱和1根HRB400钢筋混凝土偏心受压柱的试验,对500MPa细晶粒钢筋混凝土偏压柱性能有了初步了解.分析了荷载-钢筋应变、混凝土应变曲线以及破坏形态的特点.试验研究表明：500 MPa细晶粒钢筋和普通的HRB400钢筋一样,当作为受力主筋用于受压构件时,其强度能得到充分的利用.在试验和理论分析的基础上,提出了HRBF500钢筋在混凝土柱中的强度设计取值为450 MPa和受压承载力计算公式的建议.     

混凝土结构设计规范几个问题的理解

针对《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)和《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中钢筋的混凝土最小保护层厚度、钢筋的锚固和连接方式、裂缝与挠度和考虑重力二阶效应的偏心受压构件的计算,以及结构构件的安全性能的异同进行理解,结合工程实例,采用高性能、高强度钢筋(梁、柱、墙受力钢筋采用HRB500级,梁箍筋采用HRB400级,墙构造筋及板中钢筋仍采用HRB335级)的混凝土结构可减少钢筋用量5%左右。     

HRBF500钢筋混凝土偏心受压柱承载力的试验研究

通过对9根HRBF500钢筋混凝土偏心受压柱和1根HRB400钢筋混凝土偏心受压柱的试验,分析了荷载-钢筋应变、混凝土应变曲线以及破坏形态的特点。在试验和理论分析的基础上,提出HRBF500钢筋在混凝土柱中的强度设计取值为450 MPa和受压承载力计算公式的建议。     

500MPa级钢筋混凝土柱受压区受火性能研究

为研究高温后500MPa级钢筋混凝土柱的力学性能,本文共研究11根钢筋混凝土柱,分别对4根未受火试件和7根受火试件进行静力加载试验.火灾试验采用IS0834标准升温过程曲线,同时考虑偏心距和受火时间对试件力学性能的影响.通过试验,得到试件破坏形态以及极限承载力、截面平均应变分布、柱中侧向位移曲线、截面特性.研究表明:①混凝土柱受压区受火后,界限偏心距下的混凝土柱,破坏时由于受拉钢筋未屈服,混凝柱出现由受拉破坏(大偏心破坏)转变为受压破坏(小偏心破坏);②500MPa级钢筋能够和C30混凝土较好地协同工作,通过截面应变的分布可以得到,在平均应变层次上的平截面假定仍适用于火灾后混凝土柱的分析;③火灾后轴心受压柱的破坏形态转变为小偏心受压柱,截面抗弯能力随着偏心距的增加而减小.     

高强钢筋高强混凝土简支梁抗剪试验研究

为研究高强钢筋高强混凝土简支梁的抗剪性能,设计了5根同时采用HRBF500级高强钢筋和C80高强混凝土的简支梁,并对其进行了集中荷载作用下的剪切破坏试验,分析了不同配箍率和不同纵筋配筋率对于试件裂缝、破坏形态、挠度及承载力的影响,并将承载力的试验值与我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)及美国ACI 318-08规范进行对比。结果表明,试验梁的破坏形态与普通梁相似,抗剪承载力随配箍率的增大而提高,按我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和美国ACI 318-08规范计算的承载力与实测承载力存在一定差异。     

钢筋再生混凝土简支梁的使用性能研究

通过8根钢筋再生混凝土简支梁正截面性能的试验,分析了再生混凝土梁的正截面受力性能。试验结果表明:在其他条件相同时,钢筋再生混凝土梁的挠度和最大裂缝开展宽度大于普通钢筋混凝土梁的挠度和最大裂缝宽度,且其挠度和裂缝宽度随再生骨料替代率的增加有增大的趋势,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)关于受弯构件的短期刚度和裂缝宽度计算方法已不适用于再生混凝土梁的挠度和裂缝宽度计算,需对再生混凝土的弹性模量和钢筋应变不均匀系数进行修正,文中给出了近似处理方法,具体计算方法有待进一步研究。     

再生骨料混凝土柱受压性能试验

完成了9根不同再生粗骨料取代率下的轴心受压柱和偏心受压柱试验。对构件的受压性能进行了研究和分析,并与普通混凝土柱进行了对比;探讨了新的GB 50010—2010《混凝土设计规范》相关条款对再生骨料混凝土柱承载力的适用性。为再生混凝土在实际工程中的应用提供参考。     

废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的受压性能

为研究废弃玻璃细骨料对混凝土柱受力性能的影响,对6个普通骨料钢筋混凝土柱和12个废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行了静力受压试验。考虑废弃玻璃细骨料取代率、长细比和偏心距3个因素,分析了不同废弃玻璃细骨料掺量对钢筋混凝土柱的破坏形态、极限承载力、轴向位移、跨中挠度、混凝土应变和钢筋应变的影响。不论是轴心受压还是偏心受压,废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱破坏机理均与普通钢筋混凝土柱相似。掺量100%的废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面承载力较高。废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面应变符合平截面假定,采用中国相关规范计算试件的极限承载力,并将理论值与试验值进行对比,证明可以采用现行的国家规范对废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行正截面承载力计算。研究表明,废弃玻璃细骨料可以100%替代混凝土柱中普通砂,且抗压性能可以满足使用要求。     

再生混凝土柱受压性能试验

完成了12根不同再生粗骨料取代率下的再生混凝土柱轴心和偏心受压试验,研究了再生混凝土柱的受力性能,主要包括其破坏形态和承载能力等,并与普通混凝土柱进行了对比。基于试验结果的分析,探讨了现行规范（GB50010）中针对普通混凝土柱的计算方法对再生混凝土柱的适用性。     

柱靴螺栓连接预制混凝土柱抗震性能试验研究

为研究柱靴螺栓连接预制混凝土柱的抗震性能,对4个柱靴螺栓连接预制混凝土柱进行了拟静力试验,并与整浇混凝土柱进行对比,研究其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能及承载力。此外,还结合相关文献中的试验数据,分析了柱靴与基础连接的转动刚度及接缝承载力。结果表明：柱靴螺栓连接预制柱均发生柱底接缝压弯破坏,且破坏集中在柱靴灌浆区域;轴压比为0.2的柱靴螺栓连接预制柱的底部结合面出现通缝,滞回曲线捏拢严重,其耗能能力较轴压比为0.5柱靴螺栓连接预制柱和相同轴压比整浇柱的差;柱靴螺栓连接预制柱的位移延性系数为3.04~3.79,极限位移角为1/49~1/32,具有较好的位移延性;柱靴与基础连接满足欧盟BS EN 1993-1-8刚性连接性能要求,可按刚性连接设计;对于小偏心受压柱靴螺栓连接预制柱,按JGJ 1—2014计算的正截面承载力与试验值之比平均为0.66,具有较高的安全度,但对于大偏心受压柱靴螺栓连接预制柱,二者之比平均为0.90,安全度偏低。在GB 50010—2010的基础上,引入混凝土极限压应变和抗压强度折减系数,分析了柱底接缝的传力机理,建立了考虑剪切影响的柱底接缝处正截面承载力计算方法。按该方法计算的大偏心受压柱靴螺栓连接预制柱的承载力与试验值之比平均为0.81,与配置高强纵筋整浇柱的平均结果相当。     

不封口钢管混凝土柱脚支承混凝土局部受压性能试验研究

针对端部不封口钢管混凝土的局部受压性能进行单调轴压试验研究及有限元分析。试件参数设置包括钢管的规格、支承体的混凝土尺寸、垫块的设置和配筋率等。试验及有限元分析表明：端部不封口钢管混凝土支承体顶面有压陷现象,其压陷现象与支承体的配筋率大小、不同局部受压面积比、垫块设置与否有关;对素混凝土支承体,其顶面压陷现象明显,并严重降低素混凝土的局部受压承载力;对配有间接钢筋的混凝土支承体,其顶面压陷现象不明显,对局部受压承载力影响不大,仍可按GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》局部受压公式进行验算;当局部受压荷载满足GB 50010-2010中的要求时,不封口钢管混凝土支承体的压陷现象可以得到有效控制;局部受压截面通过局部承载力实测值与GB 50936-2014《钢管混凝土结构设计规范》公式对比可知,GB 50936-2014中建议的局部受压公式结果偏保守,柱脚环板下混凝土承载力也偏于保守。     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对3根相同配筋率、相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗弯试验,探讨了再生混凝土受弯构件正截面受力变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生混凝土梁正截面在受力过程中,仍具有弹性、开裂、屈服和极限4个明显特征;正截面平均应变服从平截面假定;相同条件下,再生混凝土梁的开裂弯矩和极限抗弯承载能力接近于普通混凝土受弯构件,抗弯刚度小于普通混凝土受弯构件。最后,本文根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出的普通混凝土梁的计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。初步验算结果表明,除极限弯矩计算公式外,普通混凝土梁的开裂弯矩、挠度和最大裂缝宽度计算公式均不再适用于再生混凝土梁。     

无侧移钢筋混凝土柱荷载-变形特性及非线性二阶效应

准确计算钢筋混凝土细长柱的附加变形,是分析柱承载力和二阶效应的基础。对于无侧移钢筋混凝土柱,由于荷载作用下柱各截面的非线性发展程度不同,各截面的刚度是不同的,为此将柱划分为多个微段,视单个微段为等刚度,建立微段的变形微分方程。根据微段间的变形协调条件得到微段间变形的关系式,解该关系式构成的非线性方程组,可得到规定荷载下柱的变形曲线和附加变形。在此基础上分析了轴力偏心距、柱长细比等对柱承载力和挠曲变形的影响。分析表明：轴力偏心距和长细比越大,柱承载力越小,挠曲变形越大。对按此方法计算的柱两端偏心距相等时附加变形 长细比曲线和柱两端偏心距不等时等效均布弯矩系数 端部弯矩比值曲线进行拟合,给出计算柱附加变形和等效均布弯矩系数的简化计算式,并与已有的试验结果进行了对比。对比表明,柱两端偏心距相等时附加变形简化计算式的计算结果好于我国GB 50010-2010规范公式的计算结果,柱两端偏心距不等时等效均布弯矩系数简化计算式考虑了偏心距的影响,计算结果好于采用我国规范GB 50010-2010和美国规范ACI 318-08的计算结果。     

长细比对螺旋箍筋柱轴心受压承载力的影响

在GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中,螺旋箍筋柱轴心受压承载力计算公式未能定量反映长细比的影响,与普通箍筋柱计算公式及国内外其他有关规范公式的差异较大。为了定量分析长细比对螺旋箍筋柱轴心受压性能的影响,基于ANSYS软件建立了钢筋混凝土螺旋箍筋柱的精细化弹塑性有限元模型,采用经过验证的有限元模型开展了不同直径和长径比的螺旋箍筋柱轴心受压加载破坏过程的有限元分析。结果表明:螺旋箍筋柱的承载力随着核心区长径比的增大而逐渐降低,当长径比由2增大至5时,其承载力降低幅度在3.7%以内;当长径比达到15时,其承载力较长径比为2时相应值降低了25%。在计算分析的基础上,提出了螺旋箍筋柱轴心受压承载力计算公式中稳定系数的取值建议。