型钢混凝土组合板柱节点冲切破坏机理研究

为研究型钢混凝土组合板柱节点的抗冲切性能,以节点布钢形式、板纵筋配筋率、混凝土强度等级、板厚及型钢配钢率为研究参数,共设计了12个数值分析模型,采用有限元软件ABAQUS进行了计算,分析了各模型的竖向荷载-板中心挠度曲线、极限承载力,并详细地探究了型钢混凝土组合板柱节点的冲切破坏机理。研究结果表明,在板柱节点中布置型钢可显著提升节点的抗冲切性能,并且随着型钢布钢数量、板纵筋配筋率、混凝土强度等级、混凝土板厚及型钢配钢率的增加,节点的抗冲切性能均会得到不同程度的提升。在型钢混凝土组合板柱节点受载破坏过程中,首先为板底混凝土受拉开裂,随后板纵筋及型钢下翼缘受拉屈服,最后为柱周边板顶混凝土被压酥,破坏具有明显的延性破坏特征。此外,对型钢混凝土组合板柱节点的冲切破坏机理研究显示,组合节点的冲切破坏面由柱对板形成的冲切面及型钢梁对板形成的冲切面两部分组成。     

带抗剪锚栓板柱节点抗冲切性能分析与优化设计

配置抗剪锚栓是提高板柱节点的抗冲切性能与变形性能的有效手段,为研究抗剪锚栓对板柱节点抗冲切性能的影响规律,对带抗剪锚栓板柱节点抗冲切承载力的计算方法进行对比,建立了带抗剪锚栓板柱节点抗冲切性能分析的1/4结构模型,考虑不同锚栓高度、锚栓半径、锚栓布置方式、锚栓间距、锚栓强度等参数对板柱节点抗冲切性能与变形性能的影响.结果 表明:增加锚栓高度、锚栓半径、锚栓强度、增加斜向锚栓(非正交方向)、减小锚栓间距均能提高板柱节点抗冲切承载力和延性性能,反之则降低,其中斜向锚栓(非正交方向)数量变化所产生的影响最为明显.提出了板柱结构中抗剪锚栓布置的优化设计建议,并给出合理的参数取值范围.     

基于ABAQUS的钢筋混凝土板柱边节点有限元分析

简述了钢筋混凝土板柱边节点在ABAQUS中的建模过程,对该板柱边节点模型进行了单调加载下的有限元分析,通过非线性有限元分析结果与板柱边节点试验结果的对比,验证了有限元分析的可行性,研究了混凝土强度、板纵筋强度和抗冲切钢筋配筋率等因素对板柱边节点受力性能的影响。     

基于PSO-SVR的RC板柱节点抗冲切承载力预测与影响因素分析

混凝土板的抗冲切承载力是结构设计中的重点与难题，基于所收集的475组钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力数据，建立了粒子群算法优化参数选择的支持向量机（PSO-SVR）预测模型，进行多个给定影响因素作为输入变量的RC板柱节点抗冲切承载力预测。将该模型与其他理论经验计算式的预测结果进行对比，结果表明，PSO-SVR模型的误差最小，预测结果最好。最后，利用SHAP解释模型对影响抗冲切承载力的不同指标进行敏感性分析，在给定的6个输入参数中，板的有效深度是最主要的影响因素，钢筋屈服强度的影响最弱。研究结果可以为钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力的预测提供新的思路与方法。     

钢筋混凝土板柱边节点抗震性能试验研究

对3个配置抗冲切箍筋的钢筋混凝土板柱边节点进行低周反复荷载作用下的抗震试验研究,分析了板柱边节点的破坏过程和破坏形态,并对配置抗冲切箍筋的板柱边节点的抗震性能进行了评价。试验结果表明:配置抗冲切箍筋的板柱边节点可以达到中等延性水平,变形能力满足规范要求。配置抗冲切箍筋较配置拉筋的板柱节点抗震性能好,且加密抗冲切箍筋能较好地抑制板筋平面外屈曲。     

配置碳纤维增强复材网格筋的混凝土板抗冲切性能研究

混凝土板在集中荷载作用下容易发生冲切破坏,实际工程中已有板柱节点冲切破坏导致结构连续倒塌的案例。通过在混凝土板中配置碳纤维增强复材(CFRP)网格筋以提高混凝土板的抗冲切性能,开展了6个试件的抗冲切力学性能试验,得到了配置CFRP网格筋混凝土板的抗冲切承载力、CFRP网格筋应变、冲切范围内板的位移和板的破坏形态。试验结果表明,在混凝土板中配置CFRP网格筋可以提高混凝土板的抗冲切承载能力和抵抗变形能力,并且在出现冲切破坏后仍具有一定的承载能力。采用CFRP网格筋提高混凝土板抗冲切性能具有工程应用价值。     

钢筋混凝土板柱节点受冲切承载力计算方法分析

钢筋混凝土板柱节点受冲切承载力是目前板柱结构存在的突出问题,对确保此类结构的安全性至关重要。在国内外大量研究的基础上,回顾了国内外学者提出的板柱节点受冲切承载力模型理论的发展过程,重点阐述了桁架模型、临界剪切裂缝理论、塑性理论、切向应变理论和临界截面应变理论等。针对板柱节点受冲切承载力的几种典型计算方法,深入分析了混凝土强度、板有效高度、配筋率、纵筋屈服强度和柱边长等参数对板柱节点受冲切承载力的影响,并利用试验数据分析了各种计算方法的适用性及局限性,提出对板柱节点受冲切承载力计算方法的认识并阐述其发展方向。     

现浇钢筋混凝土空心楼盖板柱节点抗冲切性能试验研究

为研究现浇钢筋混凝土空心楼盖抗冲切性能,明确板柱节点实心区及暗梁配置箍筋对冲切承载力和节点破坏模式的影响,在竖向荷载作用下完成了1个仅有板柱节点实心区和2个仅配置暗梁箍筋的现浇混凝土空心楼盖内板柱节点的静力试验。结果表明:空心楼盖板柱节点与传统无梁楼盖板柱节点具有相似的冲切破坏形态;设置节点实心区或在暗梁中配置箍筋均可改善抗冲切性能;配置暗梁箍筋比设置节点实心区在提高抗冲切能力方面效果更好;通过控制暗梁配置箍筋数量可以有效地改变板柱节点的破坏类型,使其由脆性冲切破坏转变为延性弯曲破坏。根据试验结果提出了空心楼盖板柱节点的抗冲切设计建议。     

预应力板柱节点抗冲切强度的脱离体模型

采用混凝土双轴应力状态下破坏的修正Mohr—Coulomb准则，建立预应力板柱节点冲切破坏的脱离体模型，考虑预压应力和预应力钢筋曲线对板柱节点抗冲切的有利影响，推导了预应力板柱节点的抗冲切计算公式。与试验数据对比，本文提出的计算公式具有较高的精度。     

新型钢管混凝土板柱节点抗冲切性能的试验研究

为了克服普通钢管混凝土板柱节点构造复杂的缺点,提出一种全新的节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱-平板节点,并做了8个试件进行抗冲切性能的试验研究。试验结果表明,钢管混凝土板柱节点的开裂荷载、刚度、抗冲切承载力比相同配筋的钢筋混凝土板柱节点略低,但抗冲切承载力试验值大于规范公式的计算结果。     

板柱结构体系与板柱节点研究的新进展

板柱结构是一种常用的结构形式,但由于自身抗侧刚度和抗侧承载力较小,节点易受到冲切破坏,尤其在地震作用下的不平衡弯矩会导致节点发生冲切破坏,甚至引起连续性倒塌。本文详细列举了板柱结构的震害实例,分析了主要的破坏原因;进一步介绍了国内外关于板柱结构的整体性能试验和节点抗震研究的新进展,阐述了目前常用的提高节点抗冲切能力措施,包括:配置抗冲切钢筋、提高板底纵筋强度和配筋率、应用钢纤维高强混凝土材料、设置柱帽或托板等,同时阐述了板柱结构在我国实际工程中的应用情况和标准化。最后,提出了板柱结构相关研究和推广应用中存在的问题。     

抗冲切钢筋对板柱中节点抗震性能的影响

为研究抗冲切钢筋和暗梁对板柱节点抗震性能的影响,进行了5个低周往复荷载作用下的板柱节点试验,其中,1个试件无抗冲切钢筋,另外4个试件分别配置螺旋箍筋、四肢箍筋、八肢箍筋和栓钉。对各试件的裂缝发展特征、破坏形态、滞回性能、不平衡弯矩承载力和延性性能等进行了分析。试验结果表明:配置抗冲切钢筋试件的不平衡弯矩承载力和延性性能较无抗冲切钢筋试件分别提高13%～48%和68%～198%;合理设计暗梁能明显提高试件的整体抗震性能,配置四肢箍筋的试件能满足中国规范的抗震性能需求,且较采用八肢箍筋的试件更经济。总结和分析已有试验数据发现,中国规范对于配置抗冲切钢筋板柱节点的计算结果与试验结果整体较吻合,但离散度偏高。     

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。     

钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验研究

完成了9个冲跨比为7的钢筋混凝土板柱节点受冲切破坏试验,得到了荷载-挠度曲线、应变及破坏形态等信息。根据本试验结果和历史试验数据,分析了混凝土强度、纵向配筋率、纵筋屈服强度等因素对试验板破坏形态及受冲切承载力的影响,并将受冲切承载力试验值与我国混凝土规范GB 50010—2010、美国规范ACI 318-08、欧洲规范EN 1992-1-1∶2004和CEB-FIP Model Code 2010规范的计算值进行了对比。结果表明:相对于普通强度混凝土板柱节点,高强混凝土板柱节点的破坏特征对配筋情况并不敏感;混凝土强度和配筋率的变化将影响构件的破坏模式;我国混凝土规范计算得到的高强混凝土板柱节点受冲切承载力比普通强度混凝土板柱节点的计算结果保守;我国混凝土规范中的混凝土抗拉强度不能很好地反映混凝土强度对受冲切承载力的影响;纵筋配筋率对受冲切承载力有较大影响。     

钢筋混凝土板配置抗冲切锚栓的设计建议

锚栓在提高板柱连接的强度和延性方面具有优良的性能。为了考察锚栓的抗冲切性能,进行了三个配置锚栓和传统箍筋的板冲切对比试验。试验表明锚栓比箍筋更能有效地提高板的抗冲切能力和改善板柱连接的延性。根据国内外试验资料,探讨并提出了抗冲切锚栓的设计构造措施,同时结合我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)提出了配置锚栓的板抗冲切设计方法。所提出的公式的计算值与试验结果符合较好,并具有一定的安全度,可供采用锚栓进行抗冲切设计时参考。     

边柱下预应力筏板基础考虑应力扩散作用的抗冲切承载力计算

锚下预应力筋对筏板基础产生的水平预压应力的计算,关系到有效预压应力的计算和筏板的抗冲切设计,现行混凝土结构设计规范有关预压应力的计算公式没有考虑预应力在锚下的扩散问题。文中分析了锚下预压力作用下筏板的应力分布规律。基于级数法的思想,导出预应力筏板的预压应力理论解并讨论边柱有效预压应力计算问题。在考虑应力扩散的影响对抗剪有效作用下,提出了预应力筏板基础边柱合理的抗冲切承载力计算公式。     

钢管混凝土板柱节点抗冲切性能试验研究

当前国内外钢管混凝土柱无梁楼盖结构的板柱节点通常是刚性节点,节点构造比较复杂,在水平荷载作用下节点会产生不平衡弯矩和附加剪应力,减弱节点的抗冲切承载力,使节点变为抗震中的薄弱环节。为改善板柱节点的抗震性能,拟设计了一种钢管混凝土柱贯通楼板,混凝土板简支在柱外侧钢托板上的铰支撑钢管混凝土板柱节点。本文对于此类节点的抗冲切性能进行了试验研究。     

钢纤维高强混凝土冲切板的试验研究

为研究钢纤维高强混凝土板的抗冲切性能,对18个不同混凝土强度、钢纤维体积率、板面纵筋配置以及不同冲跨比的配筋混凝土板柱连接体进行了冲切试验,得到板在柱上荷载作用下,挠度、倾角、板面混凝土应变及板内混凝土应变、沿板面纵向钢筋应变等与荷载的关系曲线。研究结果表明,在高强混凝土板柱体系中掺入钢纤维不仅可减小冲切板在各个受力阶段的变形,增大板的能量吸收能力和冲切时强度,更使板冲切破坏的脆性明显降低,板的抗冲切受力性能得到全面改善。并在试验研究的基础上,建立了包含板抗冲切力和抗弯能力的新的极限承载力计算公式,理论值与实测值吻合良好。     

配栓钉的钢筋混凝土双向板受力性能试验研究

为研究配置不同参数栓钉钢筋混凝土双向板的受力性能,完成了7块配置栓钉的双向板柱节点冲切试验,主要研究栓钉间距、直径、高度、强度和布置形式等参数变化对受力性能的影响,采用静力加载方式模拟配置栓钉的板柱节点破坏全过程。对比分析试验结果发现,增大栓钉直径、栓径高度或提高栓钉强度均能改善试件抗冲切性能,其中,增大直径效果最为明显,抗变形能力提高幅度达到36%;加大栓钉间距和减小栓钉高度对改善试件抗冲切性能不利,承载能力和抗变形能力均有不同程度降低;对比3种不同栓钉布置形式发现,采用相同数量栓钉放射布置和增加每圈栓钉数量的正交布置,均有利于提高试件抗冲切能力,但前者更经济。对比分析相关规范计算结果和试验结果发现,规范对配栓钉板柱结构的计算结果具有足够的安全储备,但对于反映试验结果的实质不够充分,特别是栓钉对板的抗冲切性能的贡献有所低估。     

预应力板柱结构的设计与运用

就地下室预应力板柱结构设计中需要考虑的计算模型的选取，次弯矩对构件的影响，板柱节点抗冲切验算，裂缝与挠度的控制以及主要构造要求等问题进行了分析和阐述，以提高预应力板柱结构设计的水平。