双层箍筋约束混凝土圆形柱竖向承载力理论推导及数值模拟

为了预测双层箍筋约束混凝土圆形柱竖向承载力,为轴压试验每级加载力提供理论依据,文中以单层螺旋箍筋约束混凝土圆形柱为理论基础,双层箍筋约束的核心混凝土的竖向承载力由内外层箍筋共同约束加强,内层箍筋约束加强在外层箍筋约束加强的基础上再有一个约束加强为核心理论,从理论上推导了双层螺旋箍筋约束混凝土圆形柱的竖向承载力;利用ABAQUS有限元软件建立合理的有限元模型,通过应变控制加载,模拟双层箍筋圆形柱,模拟结果与理论推导结果对比吻合较好,证明该公式可预测双层箍筋约束混凝土圆形柱的竖向极限承载力.     

复合螺旋箍筋约束混凝土柱偏压性能试验

采用复合螺旋箍筋约束混凝土柱,能在提高混凝土核心强度的同时,实现高延性,可支撑高地震设防烈度区重要结构的设计建造.以箍筋间距与轴向力偏心距为基本参数,完成了6根复合螺旋箍筋约束混凝土柱偏心受压试验,并与同条件下两类常规复合箍筋柱进行对比.获得了轴向力-侧向变形关系、轴向力-箍筋应变关系及轴向力-压区边缘混凝土压应变关系等,发现不同螺距/间距及偏心距下试验柱先后出现纵筋屈服与混凝土压碎的破坏模式.试验结果表明,破坏时采用不高于80 mm螺距/间距的复合螺旋箍筋柱正截面承载力及以柱高中点侧移定义的位移延性系数较常规螺旋箍筋柱有一定提高.结合试验结果,发现偏压复合螺旋箍筋柱破坏机制与螺旋箍筋强核心约束和外围方形箍筋次约束的复合作用明显相关,破坏主要是核心螺旋箍筋约束失效后混凝土压碎引起,而外围复合箍筋在峰值荷载后对混凝土仍具有一定约束作用.基于破坏机制,区分了两类约束区对柱承载力贡献,提出了复合螺旋箍筋柱偏压承载力计算方法.     

钢筋混凝土复合箍筋柱在低周反复荷载下的强度和延性

以轴压比和配箍率为主要控制参数，对六根钢筋混凝土框架柱进行了低周反复荷载作用下的试验研究。分析了复合箍筋柱的强度和延性，讨论了其强度和延性的主要影响因素，并提出复合箍筋柱的承载力计算方法和延性计算公式。结果表明，复合箍筋柱具有较高的强度和变形能力。     

高强箍筋混凝土柱的耗能性能

为了研究使用CRB550级高强钢筋替代普通钢筋作为钢筋混凝土柱构件箍筋使用的可行性,对5根不同等级箍筋的RC柱构件进行低周往复加载试验,再使用有限元软件对其进行模拟,将试验结果与模拟结果进行对比,验证有限元模拟的可靠性.通过调整纵筋及箍筋直径、箍筋间距、柱截面尺寸等参数设计模拟了8根柱构件,从构件的延性和耗能角度研究不同等级箍筋柱构件的抗震性能.结果表明,使用CRB550级钢筋替代HRB400级钢筋作为RC柱的箍筋后,RC柱的延性性能会适当提高,耗能性能变化不大,说明CRB550级钢筋可以替代HRB400级钢筋作为RC柱构件的箍筋使用.     

高强箍筋约束混凝土轴心受压性能分析

在高强箍筋约束混凝土轴心受压试验研究的基础上,对高强箍筋约束混凝土进行了三维非线性有限元分析,与试验结果比较吻合较好;通过数值模拟分析了箍筋间距、箍筋强度及箍筋形式等对约束混凝土轴压性能的影响,分析了箍筋受力与混凝土截面应力分布,揭示了箍筋与混凝土在轴压下的相互作用,探讨了箍筋对混凝土的约束机理;结果表明,通过合理选择有限元分析模型,可较好地预测箍筋约束混凝土柱的轴心受压性能.     

S-Clip箍筋约束混凝土轴心受压短柱三维有限元分析

基于提高钢筋混凝土短柱抗震性能的要求,采用复合箍筋使得配筋量加大,施工质量不易保证.一种新型配筋方式S-Clip箍筋,可大大简化施工工序,确保施工质量.目前已有大量试验验证该种配筋形式的有效性,鉴于试验的局限性,本文应用三维有限元分析软件COM3D对S-Clip箍筋约束混凝土柱的轴心受压性能进行了分析,分析了混凝土强度等级、纵筋配筋和箍筋配置方式对箍筋约束混凝土柱力学性能的影响,以进一步研究S-Clip箍筋的性能,为工程设计与应用提供参考.     

箍筋约束高强混凝土应力—应变全曲线的试验研究

采用特制钢管增加普通液压试验机刚度的方法，进行了两组箍筋约束高强混凝土应力—应变全曲线试验。文中对箍筋约束机理进行了探讨。根据试验结果，给出了较为合理而适用的应力—应变全曲线方程和必要的参数。     

方形箍筋约束混凝土轴压力学性能尺寸效应试验研究

基于11组方形箍筋约束混凝土棱柱体试件的轴心受压试验,通过对比各试件的破坏形态、应力-应变关系曲线、峰值强度、峰值应变以及峰值后变形能力等指标,研究了试件尺寸和箍筋形式对约束混凝土力学性能的影响规律以及尺寸效应随体积配箍率的变化规律.结果表明:在体积配箍率和箍筋形式均相同的情况下,随着试件几何尺寸的增大,峰值强度、峰值应变以及峰值后变形能力均呈下降趋势;体积配箍率越低,峰值强度的尺寸效应越显著,而峰值应变以及峰值后变形能力的尺寸效应越弱;对于体积配箍率相同的试件,当箍筋形式随试件尺寸的增大变得越来越复杂时,大尺寸试件的峰值强度增幅较小,其值仍低于箍筋形式最简单的小尺寸单箍试件.而峰值应变以及峰值后变形能力均有较大幅度提升,其值高于箍筋形式简单的小尺寸单箍试件.最后,将各试件的核心区混凝土峰值强度与2个典型模型的预测结果进行了对比,计算结果显示,传统模型不能很好地预测试件尺寸对峰值强度的影响.     

高强度螺旋箍筋约束下的高强混凝土圆柱延性分析

目的研究高强度螺旋箍筋约束下的高强混凝土圆柱的延性性能与其影响参数之间的关系．方法利用“截面条带法”，编制了配有高强钢筋的高强混凝土圆柱延性性能的非线性分析程序。对影响其延性的主要参数——轴压比、体积配箍率、箍筋强度、纵筋配筋率等参数的影响规律进行数值分析，揭示该类构件的位移延性系数与其影响参数之间的关系．结果通过大量的数值计算，得到了高强度螺旋箍筋约束下高强混凝土柱的位移延性系数同轴压比、体积配箍率、箍筋强度和纵向钢筋配筋率之间的关系曲线．结论数值计算表明高强混凝土圆柱的延性性能随轴压比的减小、箍筋强度的提高、体积配箍率的加大而增大；部分配置高强度纵向钢筋可明显改善高强混凝土柱的延性；通过对数值计算结果的回归分析并结合试验结果提出了配有高强钢筋的高强混凝土柱的位移延性经验计算公式．     

竹筋CFRP箍筋混凝土短柱受压性能的有限元分析

为倡导绿色建筑,制成了用竹条做骨架、碳纤维做箍筋的一种经济环保的混凝土柱．针对该混凝土柱的轴心受压力学性能和延性,采用ANSYS非线性有限元软件对其进行了模拟分析．通过软件分析表明：竹筋CFRP箍筋混凝土柱的承载力和延性均高于普通混凝土柱,CFRP箍筋提高了竹筋混凝土裂化后的承载能力;与钢筋混凝土柱相比,箍筋间距相同时配筋率为3％的竹筋CFRP箍筋混凝土柱的承载力和延性分别是配筋率为2％的钢筋混凝土柱的l.03倍和1．02倍,是配筋率为3％的钢筋混凝土柱的0．93倍和0．89倍;在适筋范围内竹筋CFRP箍筋混凝土柱的抗压性能随箍筋间距的增大而降低．     

焊接箍筋混凝土框架柱抗震性能试验研究

通过4个绑扎箍筋钢筋混凝土柱和5个焊接箍筋钢筋混凝土柱的低周反复水平加载试验,对比了焊接箍筋形式和绑扎箍筋形式对钢筋混凝土柱抗震性能的影响,探讨了焊接箍筋钢筋混凝土柱在抗震方面的性能,试验研究结果表明,焊接箍筋混凝土柱比绑扎混凝土柱的抗震性能有所提高.根据试验结果,分析焊接箍筋钢筋混凝土柱的滞回曲线和骨架曲线,得出不同轴压比和配箍率对焊接箍筋钢筋混凝土柱的耗能能力、延性性能和刚度退化的影响.在低周反复荷载下,焊接箍筋钢筋混凝土柱随着轴压比的降低,耗能能力增强,位移延性增大;在轴压比相同的条件下,耗能能力和位移延性随着配箍率的增大而增大.     

箍筋约束高强混凝土轴压力学性能试验研究

试验旨在研究箍筋约束对于混凝土轴压力学性能：强度、延性和随机性的影响.试验采用C70高强混凝土、方形箍筋约束试件,静态加载,每种试件得到5至7条全曲线样本.结果发现,当配箍率从1.1%提高到3.4%时,峰值强度提高47%,延性提高76%,同时标准差曲线峰值从8.95MPa降低到6.52Mpa,说明箍筋约束明显提升高强混凝土的力学性能,并减小其随机性.     

箍筋约束高强砼短柱受力性能的试验研究

通过８根轴压、６根小偏压箍筋约束高强砼短柱的试验,研究了箍筋约束作用对单轴受压时应力－－应变关系及相关参数的影响。分析了箍筋形式、配箍率等参数对柱延性的作用,并对小偏压柱强度和变形性能进行了探索。在试验研究的基础上,提出了约束高强砼的应力－应变关系全曲线及相关参数的计算表达式。     

高强箍筋约束高强混凝土柱弯曲破坏骨架曲线

为研究高强箍筋约束高强混凝土(HSC)柱弯曲破坏的荷载-位移全曲线,对10根HSC柱的低周反复加载试验结果进行研究,分析了轴压比、箍筋间距以及配箍率对其骨架曲线的影响,给出了H SC柱4个特征点——开裂点、屈服点、峰值点和极限点所对应荷载及位移的计算方法,建立了高强箍筋约束高强混凝土柱四折线荷载-位移骨架曲线简化模型....     

高强PC钢棒约束箍筋混凝土柱受力性能试验

为考察高强约束箍筋对混凝土柱受力性能的有利影响,开展了24根PC钢棒螺旋箍筋柱和4根HPB235螺旋箍筋柱的轴压试验．试验结果表明:PC钢棒螺旋箍筋在轴压柱承载能力极限状态下的拉应力随混凝土强度、螺旋箍筋密度的增大而提高．结合本次试验数据,提出了轴压柱达到承载能力极限状态时螺旋箍筋拉应变与约束程度的关系式,进而提出PC钢棒螺旋箍筋轴压柱承载力计算公式．     

矩形箍筋对钢筋混凝土短柱承载力提高的分析

建立了钢筋混凝土轴心受压短柱非线性有限元模型，分析了含箍特征值λv和箍筋间距s对矩形箍筋柱的受压承载力的影响，得到了柱的受压承载力的提高随不同强度的混凝土、不同λv的箍筋的变化规律．     

矩形空心墩变形能力及塑性铰区约束箍筋用量

为研究空心截面桥墩的变形能力和塑性铰区约束箍筋用量,整理了71个矩形空心墩的抗震拟静力试验数据,总结了不同破坏形态下空心墩的变形能力和现有规范对保证空心墩延性抗震能力的可靠性,基于多元线性回归分析和相关分析讨论了影响空心墩变形能力的主要因素,基于Caltrans规范给出了矩形空心墩塑性铰区约束箍筋用量计算公式.研究发现:Caltrans规范和ACI规范对保证矩形空心墩的弯曲破坏形态和延性变形能力具有较高的可靠性,中国JTG/T B02-01-2008规范偏于不安全.矩形空心墩变形能力主要与塑性铰区配箍、纵筋配筋、壁厚和轴压比等因素有关,随箍筋、纵筋配筋和壁厚增加而增加,随轴压比增加而减少.     

外贴CFRP内置格构式钢骨螺旋箍筋混凝土柱在地震荷载作用下有限元分析

提出一种高强的外贴CFRP内置格构式钢骨螺旋箍筋混凝土柱,以螺旋箍筋配箍率、纵筋强度、碳纤维层数和长细比为变量,研究此类柱在往复荷载作用下的力学性能,发现三层环向约束下的混凝土柱承载力提高,抵抗变形的能力提高.结果表明:螺旋箍筋约束效果高于普通箍筋约束,配箍率越高,延性系数越高,抗震性能越好;纵向受力钢筋选用高强钢筋,延性系数提高,变形能力增强;外贴CFRP布对提高极限承载力的效果明显,外贴一层提高17.6％,外贴两层提高18.8％;长细比对其影响较大,应避免长细比过大.     

焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱抗震性能试验研究

为研究焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱的抗震性能,首先进行了5根配置焊接复合箍筋的钢筋混凝土短柱和3根普通箍筋的钢筋混凝土短柱(作为对比)抗震拟静力试验,并对其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性及耗能指标、强度刚度退化、抗剪承载力等进行了对比分析.结果表明,焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱与普通箍筋短柱的抗震性能各项指标两者基本一致或稍有提高,其中破坏过程相似,呈现出剪切破坏及部分剪切粘结型破坏形态,各构件滞回曲线表现出明显的"捏拢"效应,延性、耗能能力及强度刚度退化速度两者相当,同时均为明显的脆性破坏,但其位移延性均在3.58~5.52之间,表现出较好的延性抗震能力,表明焊接复合箍筋可用于工程实践和推广.     

近海环境下锈蚀箍筋约束混凝土本构模型

采用人工气候环境模拟技术模拟近海环境,对36组约束混凝土棱柱体试件进行加速腐蚀,开展轴压试验,研究箍筋锈蚀对约束混凝土峰值应力、峰值应变和应力-应变曲线形状的影响. 通过对试验结果的回归分析,得到考虑箍筋锈蚀率影响的混凝土峰值应力和应变修正系数拟合公式,以形状系数作为应力-应变曲线形状参数,基于Mander模型确定考虑箍筋锈蚀率影响的形状系数的计算公式,建立近海环境下的锈蚀箍筋约束混凝土本构模型. 与试验结果对比发现：采用该模型计算得到的各试件峰值应力、峰值应变及应力-应变曲线形状均与试验结果符合较好,表明建立的本构模型能够较准确地反映锈蚀箍筋约束混凝土力学性能,可以用于该环境下的锈蚀RC结构剩余承载力及抗震性能评估.