HRBF500级细晶钢筋混凝土短柱抗震性能试验研究

通过对HRBF500级细晶钢筋混凝土短柱在水平反复荷载作用下的抗震试验研究,分析了剪跨比、轴压比和配箍率对HRBF500级细晶钢筋混凝土短柱破坏形态、滞回特性的影响,并将试验得到的承载力与采用现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)公式计算结果进行了比较。研究结果表明:试验柱承载力随混凝土强度的增大而增大;试验柱在水平反复荷载作用下发生的都是脆性的剪切破坏,延性差;采用现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)公式计算HRBF500级细晶钢筋混凝土短柱的受剪承载力过于保守。     

HRB600级钢筋高强混凝土柱偏心受压性能试验研究

为研究HRB600级钢筋高强混凝土柱的偏心受压性能,以推动HRB600级钢筋的工程应用,进行了9根截面尺寸为600 mm×600 mm、混凝土强度等级为C60～C100的高强混凝土柱单调偏心加载试验,其中7根柱的纵筋为HRB600级钢筋,2根柱的纵筋为HRB400级钢筋。分析了钢筋强度、混凝土强度、配箍率及偏心距等参数对钢筋高强混凝土柱偏压性能的影响规律。研究结果表明:HRB600级钢筋高强混凝土柱的破坏特征、挠度曲线、截面应变分布规律与普通钢筋混凝土柱基本一致;大偏心受压状态下,HRB600级钢筋高强混凝土柱受压承载力较HRB400级钢筋高强混凝土柱提高了8.55%,且峰值后的荷载-挠度曲线下降平缓;随着混凝土强度、配箍率和箍筋强度的提高,其压弯承载力均有所提高;采用现行混凝土结构设计规范中的相关公式计算HRB600级钢筋高强混凝土柱的压弯承载力、平均裂缝间距与最大裂缝宽度,具有较好的可靠性。     

高钛重矿渣钢筋混凝土柱轴压力学性能试验研究

采用试验方法对三种高钛重矿渣混凝土类型的钢筋混凝土轴压短柱的力学性能进行了研究。从破坏形态、极限承载力、荷载-应变关系、压缩量等方面与普通钢筋混凝土轴压短柱进行对比分析。研究结果表明,同条件下三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱的破坏形态与力学性能与普通钢筋混凝土轴压短柱基本相同;三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱塑性性能和极限承载力均优于普通钢筋混凝土。采用现行混凝土结构设计规范计算了本研究所有试件的轴压极限承载力,并与试验结果进行了对比,结果表明可采用现行普通混凝土结构设计规范对高钛重矿渣钢筋混凝土柱的轴压极限承载力进行计算。最后,采用有限元法对所有试件的荷载-变形过程进行了计算,有限元计算曲线与试验结果吻合良好。     

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。     

HRB500级钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

对7根HRB500级低成本高性能钢筋混凝土梁进行正截面试验研究,分析HRB500级高性能钢筋与高强混凝土匹配下梁的破坏形态、变形和承载力特点,研究现行规范的承载力、裂缝宽度和挠度等计算公式对HRB500级高性能钢筋混凝土梁的适用性。结果表明：HRB500级低成本高性能钢筋混凝土梁承载力实测值略大于计算值,梁裂缝间距实测...     

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。     

HRB500级高强钢筋混凝土柱偏压试验研究

为推广HRB500级钢筋,并为其在《混凝土结构设计规范》局部或全面修订时列入提供依据,需对HRB500级钢筋混凝土构件性能进行试验研究。在4根HRB500级钢筋混凝土偏心受压柱试验的基础上,分析了HRB500级钢筋和高强混凝土匹配下的偏心受压柱的破坏形态、变形特点和承载性能。结果表明:其破坏特征、挠曲模式及截面应变分布与普通高强混凝土柱基本一致。但其混凝土强度较高时正截面承载力较理论计算结果偏小。     

焊接箍筋钢筋混凝土构件抗剪承载力试验研究

为了研究焊接箍筋钢筋混凝土构件的受剪性能,对6根焊接箍筋钢筋混凝土框架短柱和3根普通箍筋钢筋混凝土框架短柱对比试件展开低周反复加载试验,以及5根焊接箍筋和4根普通箍筋钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验,分析混凝土强度、箍筋配箍率、轴压比和剪跨比对焊接箍筋钢筋混凝土框架柱和梁受剪承载力的影响,并对比焊接箍筋与普通绑扎箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的受剪承载力的区别。结果表明:焊接箍筋与普通绑扎箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的破坏形态基本相同,并且焊接箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的极限抗剪承载力高于普通箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁。另外,用现行的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定的框架短柱和梁的抗剪承载力计算公式计算的结果偏低,因此进一步结合试验数据进行分析并拟合出焊接箍筋钢筋混凝土构件抗剪承载力计算式,计算值与试验结果较吻合,可用于工程设计。     

基于简化修正压力场理论的钢筋混凝土柱荷载-变形分析

基于简化修正压力场理论对钢筋混凝土柱抗剪机理进行了分析,并考虑核心混凝土膨胀对箍筋抗剪承载力贡献的影响,计算了骨料咬合作用及受压区的抗剪承载力贡献,获得受拉区和受压区的抗剪强度,从而建立箍筋屈服后柱构件抗剪强度计算方法;结合传统截面纤维分析法,同时引入弯曲变形、剪切变形及滑移变形3种变形分量,在箍筋屈服前对柱构件进行抗弯分析,最终得出压弯剪作用下钢筋混凝土柱荷载-变形曲线,并与所收集的15个钢筋混凝土柱低周反复试验结果进行了对比。研究结果表明:采用该方法计算的荷载-变形曲线与试验骨架曲线吻合较好,对发生弯曲破坏、弯剪破坏及剪切破坏3种不同破坏类型的钢筋混凝土柱均有较好的分析效果,可用于压弯剪作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形分析。     

HRB500级钢筋轻骨料混凝土梁受剪性能试验研究

对5根HRB500级钢筋轻骨料混凝土梁进行试验,研究荷载作用下梁的破坏形态、挠度变化规律、钢筋和混凝土应变发展特点等。得出:HRB500级钢筋轻骨料混凝土梁受剪破坏大致可分为四个阶段(弹性工作阶段、竖向裂缝发展阶段、斜裂缝发展阶段和破坏阶段);剪跨比对梁的受剪破坏形态影响较大;使用阶段荷载作用下梁挠度符合我国现行规范限值要求。     

超高强混凝土短柱受剪强度的试验研究

近年来,随着现代建筑向大跨、高层方向发展,超高强混凝土(高于C100)正得到日益广泛的应用。超高强混凝土的优异性能是具有更高的强度和更好的耐久性,但随着混凝土强度等级的提高,呈现出愈来愈显著的脆性。建筑物承重柱的设计是关系到建筑物在大震下能否倒塌的关键。现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中规定混凝土强度等级的适用范围为C15~C80,目前对超高强混凝土框架柱受剪强度的研究并不多见。实际工程的需要和现行规范、规程指导的脱节形成的矛盾变得日益尖锐。针对上述现状,本文开展了在低周反复荷载作用下,14根超高强混凝土框架短柱受剪强度的试验研究,其混凝土的强度变化范围为95.6MPa~118.6MPa。通过试验,研究了短柱的破坏形态。根据试验结果,框架短柱受剪强度偏下限,提出了可供实际工程设计参考的超高强混凝土框架短柱的受剪承载力计算公式,计算结果与试验值较为吻合。     

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。     

高强箍筋高强混凝土短柱抗震性能试验研究

为了研究高强箍筋约束高强混凝土短柱在地震作用下的抗震性能,采用建研式加载装置,通过14根高强混凝土短柱试件的低周反复加载试验,研究了高强箍筋约束高强混凝土短柱的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、变形和延性、耗能能力以及高强箍筋的应力发挥水平和受剪承载力计算等,分析了轴压比、剪跨比、箍筋强度、箍筋间距、箍筋形式和混凝土强度等因素对短柱破坏形态、滞回性能和承载力的影响。结果表明：短柱破坏形态受设计参数的影响有剪切破坏和剪切黏结破坏两类;与普通强度箍筋混凝土短柱相比,高强箍筋高强混凝土短柱在节约材料的同时具有优越的抗震性能和抗倒塌能力;达到极限荷载后,箍筋的应变发展较快,高强箍筋的强度发挥充分,短柱的抗震性能明显改善;通过对高强箍筋应力取值进行适当修正,采用GB 50010-2010规范公式计算高强箍筋高强混凝土短柱的受剪承载力是可行的。     

再生混凝土柱受压性能试验研究

通过对12根不同再生骨料取代率配置500 MPa级钢筋的混凝土柱受力性能进行试验,分析再生混凝土柱的受压构件破坏形态、构件侧向挠度曲线、混凝土应变、钢筋应变等特征。将试验结果与按规范确定的承载力进行对比。研究结果表明,再生混凝土柱的破坏过程、形态、跨中侧向挠度曲线、混凝土应变、钢筋应变与普通混凝土区别不明显,取代率对柱的承载力影响不大。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定计算的受压承载力与试验结果符合良好,500 MPa级钢筋在再生混凝土柱中与混凝土协同工作性能较好,其抗拉强度和抗压强度均能得到充分发挥。在受压承载力计算中,500 MPa级钢筋的抗拉和抗压强度的设计值按GB 50010—2010规定取值均有较大安全储备。     

Experimental study on behavior of circular concrete-filled high- strength steel tubular stub columns under compression

为了研究高强钢管混凝土短柱的承载性能，进行了13个高强圆钢管混凝土短柱轴压试验，从破坏模式、荷载-位移关系、承载力、残余承载力和延性方面对内填普通强度混凝土和超高性能混凝土的短柱受力性能进行了对比分析，研究了钢管强度、混凝土强度以及径厚比对两种钢管混凝土短柱的轴压性能影响。试验结果表明：钢管混凝土短柱的破坏模式与等效径厚比相关，分为腰鼓型破坏和剪切型破坏两种；在相同钢管强度及径厚比条件下，内填普通强度混凝土的短柱较内填高性能混凝土的短柱具有更高的承载力提高系数和残余承载力比，以及更好的延性。同时，将试验承载力结果与我国GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》、欧洲规范BS EN 1994-1-1：2004和美国规范ANSI/AISC 360-16中相关公式计算结果进行对比，发现现行规范一定程度上高估了高强钢管超高性能混凝土短柱的承载力。结合已有试验统计数据与高强圆钢管混凝土短柱试验结果，对圆钢管高强及超高强混凝土短柱受压截面承载力计算公式进行修正，得到偏安全的短柱轴压承载力计算公式。     

HRBF500钢筋混凝土柱轴压试验研究

对7个配置HRBF500级钢筋混凝土柱进行轴压试验,研究不同混凝土强度、配筋率、长细比等参数下构件的破坏形态、承载力.结果表明,配置HRBF500级钢筋混凝土柱的承载力按照目前规范公式计算是可行的.     

高强圆钢管混凝土短柱轴压承载力试验研究

为了研究高强钢管混凝土短柱的承载性能,进行了13个高强圆钢管混凝土短柱轴压试验,从破坏模式、荷载-位移关系、承载力、残余承载力和延性方面对内填普通强度混凝土和超高性能混凝土的短柱受力性能进行了对比分析,研究了钢管强度、混凝土强度以及径厚比对两种钢管混凝土短柱的轴压性能影响。试验结果表明：钢管混凝土短柱的破坏模式与等效径厚比相关,分为腰鼓型破坏和剪切型破坏两种;在相同钢管强度及径厚比条件下,内填普通强度混凝土的短柱较内填高性能混凝土的短柱具有更高的承载力提高系数和残余承载力比,以及更好的延性。同时,将试验承载力结果与我国GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》、欧洲规范BS EN 1994-1-1：2004和美国规范ANSI/AISC 360-16中相关公式计算结果进行对比,发现现行规范一定程度上高估了高强钢管超高性能混凝土短柱的承载力。结合已有试验统计数据与高强圆钢管混凝土短柱试验结果,对圆钢管高强及超高强混凝土短柱受压截面承载力计算公式进行修正,得到偏安全的短柱轴压承载力计算公式。     

内置钢骨组合L形截面钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为提高异形截面钢管混凝土柱的轴压承载力,提出内置钢骨组合异形截面钢管混凝土柱。考虑套箍指标、配骨率等参数的影响,设计制作12个内置钢骨组合L形截面钢管混凝土短柱及3个未配置钢骨的组合L形截面钢管混凝土短柱两类试件;通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-纵向应变曲线和承载力,分析各参数对试件力学性能的影响,并对比两类组合柱轴压性能的差异。在试验研究基础上,参考国内外相关规范,提出内置钢骨组合L形截面钢管混凝土短柱轴心受压承载力计算式。研究表明,内置钢骨组合L形截面钢管混凝土短柱轴压承载力高,增大套箍指标和配骨率可以明显提高试件承载力,所提出的承载力计算式可供工程设计参考。     

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。