板—柱结构抗冲切锚栓设计计算方法比较分析及应用

在板柱结构中,板柱连接处的冲切问题是结构设计中的一个薄弱环节。基于近年来国内外对板-柱结构中抗冲切锚栓的研究成果,提出了抗冲切锚栓配筋形式优于传统箍筋及弯起钢筋配筋形式的意见;并对5种国内外配置抗冲切锚栓的混凝土板受冲切承载力计算方法进行比较分析;最后结合某工程实例,探讨了板-柱结构抗冲切锚栓设计中应注意的一些问题。同时对现行《混凝土结构设计规范》中受冲切承载力计算的章节,提出了补充有关抗冲切锚栓计算公式的建议。     

钢筋混凝土板冲切公式比较分析研究

对钢筋混凝土无冲切筋板抗冲切承载力计算公式及冲切计算周长um的取值进行了比较分析，针对同一荷载值不同荷载作用面的冲切承载力计算中出现的不足之处，提出了um，的一种改进取值方法，以修正不同作用面形状造成计算结果矛盾的现象。     

配置抗冲切钢筋的混凝土异形柱-板柱连接试验研究

在9个柱截面为三种典型异形柱(十字形、T形和L形) -板柱连接未配置抗冲切钢筋时的冲切特性试验基础上,以十字形柱-板柱连接为代表,通过三个配置抗冲切钢筋试件与三个未配抗冲切钢筋试件的对比试验,研究了异形柱-板柱连接配置抗冲切钢筋后的冲切特性,同时将锚栓和箍筋的抗冲切性能进行了对比。试验结果表明,抗冲切钢筋可以有效地提高板的受冲切承载力和延性,在改善延性方面,锚栓比箍筋更有效。另外,将国外几个主要规范ACI3 18、BS8110及MC90 ,关于对非矩形荷载面冲切临界截面周长的规定进行了比较,从试验结果看,ACI3 18规范的取法更合理。     

我国与几种外国规范的冲切计算比较

由于对混凝土板冲切破坏机理缺乏足够认识,各国规范冲切计算表达式各异.比较了我国和几种国外规范中钢筋混凝土板的抗冲切承载力计算方法.算例的比较在两个层面上进行.在第一个层面上,比较依据各种规范计算得到的抗冲切承载力设计值.在第二个层面上,以使用状态的荷载水平为比较目标,采用材料特征值,剥离各规范荷载"安全系数"的影响以得到接近实际的最大荷载水平.算例结果表明,采用以上规范得到的计算结果存在显著差异.分析了我国规范的结果并给出了相关建议.     

柱下筏板基础冲切承载力的试验研究

通过大比例室内模型试验,对天然地基土上两块完全相同的筏板分别进行了单独加荷和同步加荷破坏试验,对表现出来的冲切性状进行了研究,得出了集中柱荷载作用下角柱、边柱下筏板冲切破坏实测承载力值,并与规范计算值做了对比。试验表明,类似试验条件下的筏板破坏,验算时的控制截面是冲切破坏截面。增加上部结构刚度和基础刚度及减少筏板差异沉降可使筏板冲切破坏荷载大大提高,从而提高筏板冲切设计安全度。     

新旧规范中混凝土抗冲切承载力的对比

通过对我国新旧<混凝土结构设计规范>中有关混凝土板抗冲切承载力验算的对比和分析,指出新规范在保证安全的前提下适当提高了板的受冲切承载力,补充了配置抗冲切钢筋板的受冲切承载力计算方法,同时对板柱节点抗震设计作出了相关规定,从而使板柱结构的设计更经济合理.     

柱下筏板基础角柱边柱冲切破坏锥体的试验研究

通过大比例室内模型试验,对天然地基土上两块完全相同的筏板分别进行了单独加荷和同步加荷试验,对表现出来的冲切性状进行了初步研究,得出了集中柱荷载作用下角柱、边柱柱下筏板冲切破坏锥体及其不同方向上的冲切破坏角度.     

梅花形布桩桩筏基础抗冲切性能研究

梅花形布桩是一种常见的布桩形式,具有相同基础面积下布桩较多的优点,但是在GB 50007—2012《建筑地基基础设计规范》及JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》中给出的冲切锥体范围是依据正交布桩的形式,对于梅花形布桩未做明确说明。本文中首先总结了各国规范对于桩筏基础冲切的计算规定,针对某超高层结构巨柱下厚度为5m的桩筏基础,研究了在梅花形布桩时的冲切锥体范围,并与ACI 318-14中规定的冲切锥体范围进行了对比。研究发现,冲切锥体底面呈六边形,且范围较小。为增强基础的抗冲切能力,根据冲切分析结果,在斜裂缝开展处增加了钢筋立柱,进一步分析表明,钢筋立柱能够有效限制斜裂缝的开展。     

关于平板式筏基受冲切承载力计算的分析

以实际工程为背景,分析了平板式筏基受冲切承载力的计算方法。由于高层建筑的核心筒位置不再单一布置在筏板中间位置,PKPM结构计算软件的有限元计算结果并不一定完全符合实际情况,应依据核心筒位于筏板的具体位置来制定具体计算方法;基桩对筏板的冲切承载力应考虑抗震墙的竖向压力对板受冲切承载力的有利影响,不能完全参照有限元计算结果进行设计。设计人员应参照规范对不同情况进行计算校核,从而使理论计算能够正确地指导工程设计。     

柱截面形状对板柱节点受冲切性能影响的试验研究

我国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的板柱节点受冲切承载力计算公式考虑了柱截面形状的影响,但相关的试验研究十分有限,机理尚不明 确。为研究柱截面形状及纵筋配筋率对板柱节点受冲切性能的影响,完成了10个轴心荷载作用下的板柱节点冲切破坏试验。试验变量为柱截面形状（包括圆 形、六边形、方形和矩形截面）以及纵筋配筋率。通过试验获取了荷载-挠度曲线、破坏形态、钢筋和混凝土的应变分布。采用专门设计制作的应变测杆, 得到了板柱节点内部裂缝发展过程。结合试验结果和已有试验数据进行分析,结果表明：柱截面形状对受冲切承载力的不利影响的根本原因是冲切截面计算 周长与板截面有效高度的比值增大导致的应力集中现象;现行《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）假定的冲切锥面倾角以及圆柱板柱节点的受冲切 承载力计算方法存在不合理之处;板内斜裂缝首先在靠近柱头的中上部区域形成,冲切破坏呈现剪切劈裂的特点。     

Effects of openings on the punching shear strength of RC flat‐plate slabs without shear reinforcement

Openings in RC flat‐plate slabs are one of the critical factors that influence the punching shear strength of the slab and determine its thickness in the vicinity of the slab‐column joint. This study experimentally investigates the effects of openings on the punching shear strength of flat‐plate slabs without shear reinforcement. Tests were performed on eight flat‐plate slab specimens considering the layout and number of openings as test variables. The failure characteristics of each specimen are examined, and the effects of the test variables on the punching shear strengths of the test specimens are investigated. The measured punching shear strengths of the test specimens are compared with the predictions of several concrete design codes, including the American Concrete Institute (ACI), Comité Euro‐International du Béton and Fédération Internationale de la Précontrainte (CEB‐FIP) model and fédération internationale du béton (fib) model codes. This indicates that the reductions in punching shear strength due to the existence of openings are generally proportional to the loss of effective critical sections, and an L‐shaped opening layout around the corner of the column may further reduce the punching shear strength and may contribute to the loss of effective critical sections due to the existence of openings. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Deformation adjustment of concrete beams laminated with carbon fiber mats

A carbon fiber mat is a sheet composed of intercrossing short carbon fibers, which has more stable and lower electrical resistivity compared with dispersed short carbon fiber mixed in cement. Thereby carbon fiber mats can be used in cement and then make cement structures exhibit obvious electro-thermal effect. In this paper, Electro-thermal properties of carbon fiber mats and an elementary strengthening experiments against deformation of carbon fiber mat cement laminated beams were researched. Firstly, electro-thermal properties of carbon fiber mats were studied. Secondly, carbon fiber mat laminated beams are designed and experiments were conducted to get temperature and deformation responses driven by the electro–thermal effects of the carbon fiber mat cement laminated beams. Finally, some experiments of deformation adjustment were done according to the above experimental results. The results show that deformation of concrete beams upon loads can be reduced even removed, and the beams can be strengthened against deformation.     

基于极限分析的桩端岩层冲切分析

 岩溶区桩基桩端岩层易发生冲切破坏。针对岩溶区岩体特点引进Hoek-Brown非线性岩石破坏强度准则,并推导得其剪应力的二次抛物线型表达式。基于极限分析上限法原理,确定冲切破坏体的功能方程,并通过变分求极值原理获得冲切破坏体的母线方程,进一步通过微分得到桩端岩层抗冲切安全厚度计算公式。结合岩溶区桩基实践,分析抗冲切安全厚度影响因素的取值范围并进行参数分析,结果表明：(1) 冲切破坏体上下直径比d1/d随岩体地质力学分类指标RMR值的增大呈非线性减小,说明岩体质量好的岩溶顶板其冲切所形成的锥形旋转体底部直径小,反之,旋转体底部直径大;(2) 根据不同的d1/d及RMR值,初始冲切角 为24°～42°;(3) 厚径比h/d随RMR的增大呈非线性减小,表明岩体质量越好,所需安全厚度也越小;在岩体质量较好(RMR＞65)的情况下,h/d基本在2.5以下。     

板柱节点冲切破坏后受力性能试验研究

完成12个钢筋混凝土板柱节点试件冲切破坏试验,通过改变剪跨比、纵筋配筋率和整体性钢筋布置方式,以期得到能够提高冲切破坏后承载力、避免连续倒塌的构造措施。试验结果表明,纵筋配筋率对承载力影响并不明显,纵筋较早发生锚固失效,对冲切破坏后承载力的贡献非常有限。整体性钢筋能够有效提高残余承载力和冲切破坏后承载力,剪跨比越大效果越明显。在大挠度情况下,整体性钢筋成为冲切锥体和剩余板的唯一连接,依靠整体性钢筋轴力的竖向分量和大挠度形成的力矩来抵抗外部竖向荷载的作用,试件破坏由整体性钢筋断裂或锚固失效控制,通过布置足量的整体性钢筋、提高混凝土强度以及增大钢筋保护层厚度等措施,可进一步提高冲切破坏后承载力。采用规范公式对试件冲切承载力和冲切破坏后承载力进行预测并与试验结果对比表明,预测值相比试验值偏差较大。最后给出了冲切破坏后承载力的建议计算式和构造措施,为我国相关规范的编写提供参考。     

钢纤维高强混凝土方形冲切板的变形与强度

通过试验 ,研究钢纤维高强混凝土方形冲切板的变形和强度性能 ,认为板在冲切破坏之前发生的变形主要是弯曲变形 ,该变形反映了板在各个受力阶段的抗弯性能 ,也在很大程度上直接影响着冲切锥面上的应力分布和板面钢筋的抗冲切能力。对方形冲切板在各个受力阶段的挠度进行了计算 ,并在分析试验结果的基础上 ,建立了考虑受弯变形的冲切破坏机构 ,提出板的极限强度由冲切锥抗冲切力和板的部分抗弯能力组成。对冲切板变形和强度的计算结果与实测值吻合良好。     

Experimental investigation of edge restraint on punching shear behaviour of RC slabs

Current codes of practice usually do not consider the effect of edge restraint on the punching shear capacity of flat plate type reinforced concrete structures. As the punching shear provisions incorporated in various codes of practice are a direct result of the empirical procedures, they do not usually provide an accurate estimation of the ultimate punching load capacity of a slab with its edges restrained against rotation. This is because no account is taken of the enhancement of punching capacity due to the in-plane restraint in many types of reinforced concrete slab systems. A total of 16 model slabs with restrained and unrestrained edges have been tested in an effort to ascertain the influence of boundary restraint, thickness of the slabs on their structural behaviour and punching load-carrying capacity. Edge restraint has been provided by means of edge beams of various dimensions in order to mimic the behaviour of continuous slabs. The cracking pattern and load-deflection behaviour of the slabs tested have also been monitored closely.     

U形毛细管席冷却顶板换热性能数值模拟与分析

通过建立毛细管席的三维流-固耦合换热模型,应用CFD软件进行数值计算,分析各因素对供冷能力的影响和毛细管内水温变化规律,为毛细管席产品优化和设计参数的确定提供参考。     

Untersuchungen zum Durchstanzverhalten von Stahlbetonfundamenten

Investigations on the Punching Behaviour of RC Footings. The punching shear capacity of footings varies significantly for different codes. The amount of the soil reaction to be deducted from the punching load differs from one code to another. The aim of the present investigation is to derive an advanced design model for footings taking into account the soil‐structure‐interaction. The results of five punching tests on reinforced concrete footings supported on soil are presented. The experimental results indicate that the angle of the shear failure plane is steeper than observed by punching tests on flat slabs, and the shear slenderness seems to affect the punching shear capacity significantly. In order to reach a better insight of the load carrying capacity, nonlinear finite element simulations are performed. Based upon the findings and a test data bank an advanced design model is derived, which is based upon the DIN 1045‐1 provisions.     

钢管混凝土柱临界长细比的比较分析

根据目前有代表性的三种钢管混凝土结构设计规范，计算分析了三种规范中关于短柱破坏与长柱破坏之间临界．长细比的大小，并做了进一步的比较分析，给出了一些对工程有意义的结论。