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。     

型钢混凝土柱基于受剪行为解耦的承载力计算方法研究

在各国现行规范中,强度叠加法广泛应用于型钢混凝土柱的受剪承载力计算,即型钢混凝土柱的受剪承载力单纯等同于型钢腹板受剪承载力与钢筋混凝土部分受剪承载力之和,不考虑二者间的相互作用。但因型钢与钢筋混凝土部分材料属性与截面面积差异巨大,导致两部分的受剪承载力无法同时达到峰值,致使传统强度叠合法偏于不安全。为解决上述问题,在传统桁架-拱模型和现行规范计算方法中引入了变形协调条件,以此确定了型钢与钢筋混凝土部分在受剪全过程中的承载力分配准则,并基于41个型钢混凝土柱的试验结果验证了所提方法的有效性。计算结果表明,提出的计算模型可准确预测型钢混凝土柱的受剪承载力。此外,在不考虑分项系数与强度折减系数的前提下,我国规范JGJ 138—2016、澳大利亚/新西兰规范AS/NZS2327:2017均过度低估了型钢混凝土柱的受剪承载力,而美国规范ANSI/AISC 360-16、欧洲规范BS EN1994-1-1:2004、我国规范YB 9082—2006均高估了部分试件的受剪承载力,且部分承载力高估程度超40%。     

型钢再生混凝土梁柱中节点受剪承载力分析

为研究型钢再生混凝土梁柱中节点的受剪承载力,在型钢再生混凝土梁柱中节点试验研究的基础上,对其受剪机理进行了分析。结果表明:型钢再生混凝土梁柱中节点的破坏模式主要是剪切斜压破坏,其受力机理为钢筋再生混凝土斜压杆,钢"框架-剪力墙"和钢筋空腹桁架的综合作用,将节点域的受剪承载力分为三部分,即节点域型钢腹板"剪力墙"和翼缘"框架"、节点域再生混凝土斜压杆、节点域箍筋的受剪承载力;通过对试验数据的回归分析,提出型钢再生混凝土梁柱中节点受剪承载力计算公式,该计算式不仅考虑了梁、柱对节点域实际受力状态的影响,而且考虑了翼缘"框架"对再生混凝土的约束作用,采用计算式得到的结果与试验值吻合较好。     

实腹式型钢混凝土短柱剪切粘结承载力分析

实腹式型钢混凝土短柱的剪切粘结破坏和剪切斜压破坏有着本质的区别,目前我国规程关于两种破坏下的承载力计算采用统一的公式。讨论了型钢、箍筋、混凝土各部分在剪切粘结破坏中的抗剪贡献,并根据试验数据统计回归出实腹式型钢混凝土短柱剪切粘结承载力计算公式,其计算结果与试验结果基本吻合。     

实腹式型钢混凝土短柱剪切粘结承载力分析

在试验研究的基础上,分析了型钢混凝土短柱的剪切粘结破坏机理,探讨了型钢、箍筋、混凝土等对型钢混凝土短柱剪切粘结承载力的影响,研究表明:型钢部分的承载力分析应当考虑剪跨比的影响,混凝土部分的抗剪应当考虑翼缘外侧的有效宽度进行计算。最后给出了型钢混凝土柱的剪切粘结实用计算公式,计算值与试验值符合较好。     

空间桁架拱模型框架柱受剪承载力分析

建立了钢筋混凝土框架柱斜截面受剪承载力计算的空间桁架-拱模型,该模型考虑了斜裂缝出现后混凝土抗压强度降低的特性,满足应力平衡方程。理论计算结果与试验结果对比表明,空间桁架-拱模型是合理的,提出的计算公式可作为双向受剪承载力设计的参考。     

基于桁架-拱模型的钢筋混凝土柱受剪承载力计算

基于桁架-拱模型对钢筋混凝土柱受剪机理进行研究,分析在压弯荷载作用下钢筋混凝土柱受剪承载力组成及其计算方法。分别计算混凝土裂缝间骨料咬合作用、箍筋及拱作用的受剪承载力贡献,同时考虑柱受剪承载力随延性增长而降低的特性,建立基于延性的钢筋混凝土柱受剪承载力计算公式。通过与收集的68根柱剪切破坏试验数据及其他受剪承载力计算模型的比较,验证了所提模型的可靠性和适用性。     

钢筋混凝土剪力墙塑性铰区受剪承载力分析

在已有试验研究的基础上,采用桁架-拱模型对钢筋混凝土剪力墙塑性铰区的受剪机理进行了研究。引入了考虑轴压比的混凝土强度有效系数;分析了剪力墙截面极限转角、水平分布钢筋、桁架与拱模型倾角等因素对剪力墙受剪承载力的影响;并在此基础上建立了剪力墙塑性铰区受剪承载力计算公式。理论研究与试验分析表明:基于桁架-拱模型的剪力墙受剪承载力公式具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。     

桁架-拱模型用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算分析

依据桁架拱模型理论分析了钢筋混凝土梁的受剪机理并给出了受剪承载力公式,该公式考虑了混凝土的软化效应、拱体作用等因素对钢筋混凝土梁的受剪承载力影响,并结合试验数据对公式中系数进行了修正。当结构材料与原建立规范计算公式时的材料性能差异较大时,规范公式不再适用。而经计算,采用桁架拱理论公式的计算结果与试验结果比值的均值更接近于1,标准偏差和变异系数均较规范公式计算结果小,与试验结果吻合较好。采用美国规范ACI 318-08中构件受剪承载力公式对所收集试验数据进行计算,计算结果表明,美国规范较中国规范保守。研究结果表明：桁架拱理论公式可以用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算。     

循环荷载作用下型钢高强高性能混凝土短柱抗剪承载力研究

基于循环荷载作用下的型钢高强高性能混凝土短柱的试验结果,对影响型钢高强高性能混凝土柱剪切破坏的剪跨比、轴压比、混凝土强度、含钢率以及配箍率等主要因素进行分析。通过单独考虑钢筋混凝土部分、型钢部分、轴压力部分对柱抗剪承载力的贡献,根据叠加原理,并考虑位移延性需求的影响,分别给出型钢高强高性能混凝土短柱剪切黏结破坏以及剪切斜压破坏两种情况下的抗剪承载力计算公式。通过与试验结果的对比发现,所建立的公式能较好地反映型钢高强高性能混凝土短柱的抗剪承载力,研究结果可为型钢组合结构规范的修订以及工程设计提供理论依据和参考。     

实腹式型钢混凝土短柱的剪切粘结计算

目前我国设计规程中采用同一个公式来计算实腹式型钢混凝土(SRC)短柱的剪切粘结承载力和斜截面承载力,而多数试验表明实腹式SRC短柱的剪切粘结破坏和剪切斜压破坏有着本质的区别。分析了配箍率、混凝土强度和含钢率对实腹式SRC短柱剪切粘结破坏的影响,得出剪切粘结承载力与三者间的关系;分析了轴压比对实腹式SRC短柱剪切粘结破坏的影响,结果表明轴压比超过一定值时加大轴压比并不能提高实腹式SRC短柱的剪切粘结承载力;分别用规程公式和建议公式对56个试件进行计算,并与试验结果进行了对比,认为用建议公式计算实腹式SRC短柱的剪切粘结承载力更合理。     

Experimental research on seismic behavior of steel reinforced concrete cross-shaped column

为了研究钢-混凝土组合十形柱的抗震性能,设计了6个钢-混凝土组合十形柱和1个普通钢筋混凝土十形柱并进行低周反复加载试验,得到其荷载-位移滞回曲线和骨架曲线,并分析其承载力和延性等抗震性能指标,研究配钢形式和轴压比对其抗震性能的影响。研究表明：与普通钢筋混凝土柱相比,钢-混凝土组合十形柱的滞回曲线更为饱满,承载力、变形能力和延性均有显著提高;“T形钢+方钢管”配钢试件在承载力、变形能力和延性等方面均优于实腹式配钢试件;当轴压比在0.19~0.34之间增加时可以提升试件的延性,当轴压比增大至0.34以后,延性开始下降;和实腹式配钢试件相比,“T形钢+方钢管”配钢试件中型钢的作用发挥得更合理,抗震性能更优。     

复合加固钢筋混凝土短柱的抗震性能研究

进行了3根用混凝土和外包钢板复合加固钢筋混凝土短柱的抗震试验研究,对其影响因素作了分析,试验结果表明用混凝土和外包钢板复合加固可有效提高钢筋混凝土短柱的抗震性能。     

浅谈某工程型钢混凝土结构的几个问题

介绍了型钢混凝土结构在实际工程中的应用,并针对施工过程中的难点问题进行了说明,包括型钢柱、型钢梁安装质量控制,型钢柱、型钢梁的钢筋绑扎,型钢柱底脚板下部混凝土浇筑等,指出型钢混凝土结构施工方便,工期短,具有良好的抗震性能和耐火性能,是未来建筑的方向。     

复合加固钢筋混凝土短柱的受剪承载力计算

进行了3根用混凝土和外包钢板复合加固钢筋混凝土短柱和1根对比钢筋混凝土短柱的受剪试验研究,试验结果表明用混凝土和外包钢板复合加固可有效提高钢筋混凝土短柱的斜截面抗剪承载力。     

复合加固钢筋混凝土短柱的试验研究

进行了1根对比钢筋混凝土短柱和3根用混凝土和外包钢板复合加固钢筋混凝土短柱的受剪试验研究,试验结果表明,用混凝土和外包钢板复合加固可有效提高钢筋混凝土短柱的斜截面抗剪承载力。     

SRC-RC转换柱抗震性能试验研究

以型钢延伸高度、配钢率、轴压比以及不同构造措施等为设计参数,对21个SRC-RC转换柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件采用“建研式”加载设备进行了低周反复荷载试验。研究SRC-RC转换柱的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力、位移延性系数及耗能能力等抗震性能。试验结果表明：SRC-RC转换柱的破坏形式有剪切破坏、弯曲破坏和粘结破坏,其中剪切破坏多发生于柱的顶部;21个转换柱试件的位移延性系数介于1.97与5.99之间,试件的延性受到型钢延伸高度、配钢率、轴压比及配箍率等诸多因素影响,抗震性能相差较大。采用箍筋加密措施并适当增加型钢延伸高度的SRC-RC转换柱试件的承载能力和变形能力均好于同条件下的钢筋混凝土柱,可以推广应用于高层建筑中。     

预压型钢混凝土柱滞回特性有限元分析

在型钢混凝土柱基础上提出预压型钢混凝土柱,并对预压型钢混凝土柱研究意义进行了概要分析。采用ANSYS有限元分析软件,通过对9个不同混凝土强度等级、不同型钢预压比、不同轴压比的预压型钢混凝土柱的低周反复荷载试验,得到预压型钢混凝土柱在不同轴压比、型钢预压比下的破坏形态和滞回曲线。研究结果表明:预压型钢混凝土柱有良好的抗震性能,但是其随着轴压比增大和混凝土强度的提高而降低。     

空间钢构架混凝土柱抗震性能的试验研究

空间钢构架是由横向和斜向缀条与纵向弦杆焊接而成的承重轻钢结构,将空间钢构架替代传统钢筋混凝土结构中的绑扎钢筋骨架,形成空间钢构架混凝土结构。为了研究空间钢构架混凝土柱的承载力与变形能力、延性等抗震性能指标及其变形和破坏机制,进行了3根空间钢构架混凝土柱和1根普通钢筋混凝土柱在低周反复水平荷载作用下的对比试验。试验表明:空间钢构架混凝土柱的初始刚度与传统钢筋混凝土柱的初始刚度基本相同,在试件屈服后,空间钢构架混凝土柱的刚度退化程度要比传统钢筋混凝土柱要缓慢,其延性要比条件相同的普通钢筋混凝土柱要大。当需要采用空间钢构架承受施工荷载、直接悬挂模板时,应按本文建议的施工和使用两个受力阶段进行设计计算。结合试验结果及其分析,提出了这种新结构的构造要求。