型钢高强高性能混凝土梁的抗剪性能分析

为了研究型钢高强高性能混凝土梁的抗剪力学性能,对9榀不同混凝土强度等级、剪跨比和加载方式的实腹式型钢高强高性能混凝土简支梁进行了静力加载试验,分析了型钢高强高性能混凝土梁的受力过程、剪切破坏类型及抗剪承载力的影响因素.基于型钢高强高性能混凝土梁的试验研究结果,对简支梁的加载和受力过程进行了有限元模拟.有限元分析结果与试验实测相关数据的对比分析表明,采用通用有限元分析程序ANSYS对型钢混凝土构件的受力过程进行数值模拟是可行的.在此基础上,进一步分析了简支梁的抗剪机理和力学性能,同时探讨了粘结滑移对构件力学性能的影响以及型钢、钢筋和混凝土应力应变的发展分布规律.研究成果为改进型钢高强高性能混凝土梁设计计算理论和有限元分析提供了试验依据.     

预应力型钢混凝土梁结构设计与研究

采用预应力技术改善大跨度型钢混凝土梁正常使用性能,从而形成新型的预应力型钢混凝土梁(PSRCB)组合结构。文章基于大跨度框架梁结构设计,对型钢混凝土梁与预应力型钢混凝土梁结构方案进行了对比研究,采用非线性有限元分析考察了预应力型钢混凝土梁的受力机理和结构设计的可靠性。结果表明:大跨度型钢混凝土梁的配筋由正常使用性能(如最大裂缝宽度)控制,采用预应力型钢混凝土梁更加经济合理;预应力型钢混凝土框架梁内置型钢减小了开裂后刚度的变化量,材料强度得到充分发挥;适度增加型钢混凝土梁预应力度可以减小的梁跨中挠度,降低钢筋及型钢受拉应力,改善其正常使用性能。     

型钢混凝土粘结强度的研究

通过假定型钢混凝土粘结滑移层的剪切破坏机构，在考虑节理单元厚度为零的基础上，采用上限理论对型钢混凝土粘结强度进行理论推导，得到了型钢与混凝土粘结剪切强度的上限解，并确定了其主要影响因素，本文可对型钢混凝土粘结滑移性能的进一步试验研究和理论分析提供参考。     

预应力型钢混凝土梁受弯性能非线性分析

预应力型钢混凝土梁是在普通型钢混凝土梁基础上采用预应力技术的一种新型组合结构,它综合了预应力混凝土结构和型钢混凝土结构的优点。采用非线性有限元模型对预应力型钢混凝土梁受力过程进行分析,通过数值模拟与试验结果的对比,验证该模型的可行性。试验研究和有限元分析结果表明：预应力型钢混凝土梁中预应力技术的采用改善了梁的正常工作性能（如挠度和挠度）,更有利于材料强度的充分发挥,提高了正截面承载力。     

钢与高强混凝土组合梁截面高度的取值研究

基于钢与高强混凝土组合梁承载能力极限状态及正常使用极限状态下的工作机理基础上 ,通过分析钢与高强混凝土组合梁的高度的组成 ,确定出梁的混凝土的高度hc 及型钢腹板净高度hw 为设计变量 ,并以hc 与hw 之和为目标函数 ,在考虑弯曲约束条件、剪切约束条件、变形约束条件、整体稳定约束条件的情况下 ,分别按弯曲强度、剪切强度和变形约束的要求对组合梁高度取值的优化设计进行了探讨 ,得出了优化设计后的结果 ,为降低组合梁的高度提供了理论根据     

预应力超高强混凝土梁剪切延性分析

为了研究预应力超高强混凝土梁的剪切延性,对15根后张法有粘结预应力超高强混凝土简支梁进行受剪性能试验,研究了剪跨比、配箍率、混凝土强度和预应力度对试验梁的破坏形态和剪切延性的影响规律.试验结果表明:预应力超高强混凝土梁的破坏形态与预应力普通混凝土梁相似,当剪跨比为1.5≤λ≤2.5时,破坏形态均为剪压破坏;剪切延性随着剪跨比、配箍率、混凝土强度的增加而增大,随着预应力度水平提高而降低;建立了预应力超高强混凝土梁剪切延性系数的计算公式,计算结果与试验结果对比表明,剪切延性系数计算值与试验结果吻合良好,研究成果将为预应力超高强混凝土梁的设计计算与工程应用提供理论依据.     

混杂纤维高性能混凝土深梁受剪性能试验

对18组钢一聚丙烯混杂纤维高性能混凝土深梁试件和2组高性能混凝土深梁对比试件进行受剪试验,分析混杂纤维高性能混凝土深梁受剪破坏过程及破坏形态,探讨混杂纤维对高性能混凝土深梁剪切初裂强度及抗剪极限强度的影响,结果表明：掺人适量的钢-聚丙烯混杂纤维,可使深梁水平及竖向分布钢筋应变明显减小,剪切延性得到提高,掺入混杂纤维后,无腹筋深梁剪切初裂强度平均提高20.3％,抗剪极限强度平均提高17.2％;有腹筋深梁剪切初裂强度平均提高70.1％,抗剪极限强度平均提高33.9％.     

T形型钢混凝土短肢剪力墙斜截面承载力影响因素研究

为了确保T形型钢混凝土短肢剪力墙发生延性剪切破坏,在对其破坏机理进行试验研究的基础上,采用ANSYS有限元分析软件模拟其破坏形态。在分析过程中考虑水平钢筋的配筋率、混凝土强度、轴压比以及型钢配钢率等影响因素的作用。结果表明:水平钢筋体积配筋率、混凝土强度以及型钢配钢率可以明显改变构件的承载力和延性。     

钢纤维高强钢筋混凝土梁剪切韧性试验研究

通过6根钢纤维高强钢筋高强混凝土梁及2根对比梁的斜截面受剪试验,研究钢纤维掺量和混凝土强度对高强钢筋混凝土梁剪切性能的影响。结合弯曲韧度指数确定方法和梁受剪破坏特点,以梁受剪试验荷载挠度曲线为基础,提出改进多特征点法计算剪切韧性指标,定量分析钢纤维掺量及混凝土强度对剪切韧性的影响。结果表明,改进多特征点法能够客观、全面地表达梁的剪切韧性。     

型钢高强高性能混凝土梁有限元分析

以梁构件为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,对型钢高强高性能混凝土梁构件进行性能方面的分析研究。结果表明,ANSYS模拟的型钢高强高性能混凝土结构梁与实际试验梁裂缝发展过程基本上是相符合的;型钢高强高性能混凝土梁的受力情况,包括型钢、钢筋的应力应变,混凝土的应力应变情况均与试验梁实际情况一致,说明ANSYS大型软件在模拟梁构件时是可行的。     

剪力连接件对型钢混凝土超短柱抗震性能的影响

进行了6个剪跨比为1的超短柱的滞回性能试验研究,其中包括2个钢筋混凝土柱(RC)、2个不设剪力连接件的型钢混凝土(SRC)柱和2个设剪力连接件的型钢混凝土柱.试验结果表明,不设剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为粘结破坏,与RC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力无显著提高,但耗能能力有所提高.设置剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为斜压破坏,与不设剪力连接件的SRC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力显著提高.随轴压比的提高,SRC超短柱的抗剪承载力提高;但轴压比对SRC超短柱的延性和变形能力无显著影响.     

劲性钢筋混凝土约束梁抗剪性能的研究

为了探讨劲性钢筋混凝土约束梁的抗剪性能,本文对3根集中荷载作用下的劲性钢筋混凝土约束梁(共6个截面)进行了试验研究,同时采用非线性平面有限元方法对其作了全过程分析,数值分析结果与试验结果吻合良好。根据试验和电算结果,本文分析了劲性钢筋混凝土约束梁的抗剪机理以及影响其抗剪承载力的主要因素。当使用计算剪跨比时,用现有劲性钢筋混凝土简支梁抗剪强度公式计算劲性钢筋混凝土约束梁的抗剪承载力是偏于安全的,因而建议象钢筋混凝土约束梁一样,劲性钢筋混凝土约束梁的抗剪承载力用其相应的简支梁抗剪承载力公式计算,本文建议了具体的计算公式。     

型钢混凝土梁式转换节点抗震性能研究

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式下的拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了不同于普通框架节点的转换节点的破坏机制、耗能能力、强度退化等.分析得出节点型钢腹板的剪应力方程,利用试验数据可求得腹板上测点的应力值.为了与试验结果相互验证,建立有限元模型,进一步对比分析证明了转换节点在地震力下的受力特性符合节点斜压杆机理.     

SRC梁受力性能的试验研究——刚度、裂缝和受弯极限承载力

通过对12个SRC受弯梁的试验,对SRC梁的刚度、裂缝宽度和受弯极限承载力进行研究和理论分析。研究表明SRC梁的变形性能较RC梁优越,这是因为SRC梁中型钢对混凝土的变形存在有效的约束作用,型钢屈服后,这种约束作用减弱,变形急剧增加。考虑了型钢对混凝土的约束作用,以试验分析为基础,建立了SRC梁的刚度公式以及建议了计算SRC梁裂缝宽度所取用的型钢、钢筋和混凝土应力分布以及钢筋和型钢与混凝土粘结应力分布的简化图形。在此基础上导出了简单、实用的裂缝宽度计算公式。     

型钢高强混凝土柱抗剪承载力的试验研究

通过20个混凝土强度为65.3—84.9 MPa的型钢高强混凝土柱在轴力和水平荷载共同作用下的试验,对型钢高强混凝土柱的抗剪性能进行了研究.试验主要考虑剪跨比、轴压比、配箍率和混凝土强度四个参数对构件抗剪性能的影响.由试验得到了水平荷载下型钢高强混凝土柱的破坏形态,分析了剪跨比、轴压比、配箍率和混凝土强度对构件抗剪承载能力的影响,提出了型钢高强混凝土柱抗剪承载能力的计算公式,公式的计算结果与试验结果符合较好.     

不同连梁形式联肢剪力墙的静力弹塑性分析

建立12层钢筋混凝土联肢剪力墙结构分析模型,用两种不同的侧向载荷分布模式,分别对采用钢筋混凝土连梁和型钢混凝土连梁的联肢剪力墙结构进行静力弹塑性(Pushover)分析.在此基础上,以变形和延性(包括顶点位移、层间位移和结构塑性铰分布)为参数评估其抗震性能.研究发现,在承载力相同时,型钢混凝土连梁比钢筋混凝土连梁的截面尺寸小很多,型钢混凝土连梁的联肢剪力墙抗震性能较好.     

RC／SRC结构梁柱节点抗震性能的试验研究

本文通过RC/SRC结构梁柱节点在低周反复荷载作用下的试验研究,探讨了RC/SRC结构节点的受力特征和破坏机理,讨论了层间剪力和层间位移之间的关系,分析了层间变形的成分,给出了RC/SRC节点抗剪强度计算的建议公式.试验结果表明:RC/SRC结构的层间剪力——层间变形的滞回曲线兼有滑移和棱形双重特性,且核心区的抗剪强度比RC结构显著提高,是适合高层建筑的一种合理的抗震结构形式.     

型钢混凝土短柱抗震性能的试验研究

本文对型钢混凝土短柱在反复剪力作用下的抗剪性能进行了试验研究。试件包括工字钢和角钢桁架的两类型钢混凝土短柱,就其开裂、滞回曲线、延性、耗能效果及破坏模式等进行了分析,提出了型钢混凝土短柱的抗剪强度计算公式。     

钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的滞回性能试验研究

进行了8个试件的滞回性能试验研究,其中包括2个钢筋混凝土超短柱、2个型钢混凝土超短柱、2个钢筋混凝土分体柱和2个型钢混凝土分体柱;超短柱的剪跨比都为1,而分体柱的剪跨比都为3.试验结果表明,型钢混凝土超短柱的破坏模式为粘结破坏,因此与钢筋超短柱相比,构件的承载力、延性和变形能力并无显著提高.与超短柱相比,钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的延性和变形能力明显提高.随轴压比的提高,钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的延性与变形能力降低.相同轴力水平下,型钢混凝土分体柱的承载力、延性和变形能力明显优于钢筋混凝土分体柱.