钢筋混凝土复合受扭构件的开裂扭矩试验研究

通过对六个箱形截面钢筋混凝土试件进行了双向压弯剪作用下的受扭性能试验,得到了构件在反复扭矩作用下的裂缝发展规律及破坏特征,并讨论了轴压比和相对偏心距这两个参数对构件受扭性能的影响。     

钢筋混凝土双向压弯剪构件在单调扭矩作用下抗扭性能的研究

本文根据作者所做的七个构件的试验结果，研究了钢筋混凝土双向压弯剪构件在单调扭矩作用下的抗扭性能，内容包括构件的破坏形态、强度、抗扭强度实用计算方法及影响抗扭强度的因素。此项研究为反复扭矩作用下的双向压弯剪构件性能的研究打下了基础。     

高强钢筋混凝土复合受扭构件开裂性能试验研究

以轴压比和相对偏心距为参数,对8根高强钢筋混凝土压弯剪构件在单调扭矩作用下的性能进行了试验研究,探讨了试件裂缝的产生和发展、破坏特征以及影响裂缝倾角和开裂扭矩的因素。推导出了压弯剪复合受扭构件开裂扭矩的计算公式,与试验结果进行对比,计算值与试验值吻合较好,为高强混凝土复合受扭构件开裂扭矩的计算和设计提供了参考。     

钢筋混凝土双向偏压剪构件在反复扭矩作用下受扭性能试验研究

通过对8根柱模型的试验,以轴压比和相对偏心距为主要研究参数,对承受双向偏压剪作用的构件在反复扭矩作用下的破坏机理、承载能力、变形性能、滞回性能等进行了分析,提出了双向偏压剪及反复扭矩作用下的开裂扭矩和极限受扭承载力计算公式。     

钢筋混凝土受扭构件的计算

弯梁桥和斜梁(板)桥是高级公路和城市道路常遇到的梁式结构。钢筋混凝土弯梁、斜梁(板),即使不考虑活荷载,仅在恒载作用下,梁的截面上除有弯矩、剪力外,也还存在着扭矩。受扭构件是工程中常见的受力形式之一,因此研究钢筋混凝土受扭构件的计算对于实际工程建设具有重要意义。本文主要介绍了钢筋混凝土受扭构件的计算方法、设计中需要遵守的原则以及注意事项,着重讲述了弯剪扭联合作用下钢筋混凝土构件的计算。     

钢筋混凝土复合受扭构件的开裂扭矩计算

推导了钢筋混凝土复合受扭构件开裂扭矩计算公式 ,分析了弯矩、压力、剪力对开裂扭矩的影响 .通过所做 8根受双向偏压反复扭矩作用构件的试验结果分析 ,提出了复合受扭构件开裂扭矩实用计算公式 ,并对 2 7根试件试验数据进行分析得出该式具有较高精度     

高强钢筋混凝土复合受扭构件的延性分析

对压弯剪扭复合受力下,23根高强钢筋混凝土柱模型进行了试验研究,并结合9根普通强度钢筋混凝土柱的复合受扭试验数据,对压弯剪复合受扭构件的延性性能进行了综合分析。探讨了轴压比、相对偏心距、混凝土强度、加载方式及纵筋与箍筋配筋强度比等参数对复合受扭构件延性的影响。分析了以上各参数对构件的初始刚度、开裂刚度和极限刚度的影响及其变化规律。为钢筋混凝土柱的抗震设计提供了理论依据。     

弯扭箱形钢构件受拉性能与破坏机理

弯扭箱形钢构件是指在箱形钢构件的基础上,2个端部绕构件轴线发生扭转、沿构件纵向发生弯曲的复杂构件。因优美的建筑造型,弯扭箱形钢构件近年来在国内外的大跨度空间结构中逐步得到应用,然而目前对于弯扭箱形钢构件的受拉性能和破坏机理尚缺乏系统性的研究。利用ABAQUS有限元程序建立了受拉作用下弯扭箱形钢构件的数值分析模型,通过试验验证了计算模型的准确性。研究了钢材强度、弯曲曲率、截面相对扭转角和钢板厚度等参数对弯扭箱形钢构件受拉承载力的影响规律。分析结果表明:随着钢材强度和钢板厚度的增加,弯扭箱形钢构件的屈服受拉承载力明显提高;构件弯曲程度和截面相对扭转角的增大会明显降低其屈服受拉承载力。另外,还分析了弯扭箱形受拉钢构件的破坏模式和受力机理,研究结果可为实际工程中弯扭箱形钢构件的设计和应用提供参考依据。     

钢筋混凝土构件受扭承载力对比分析

对中国、美国和欧洲规范中钢筋混凝土纯扭构件的受扭承载力和最小配筋率要求进行了对比,并基于各国钢筋混凝土纯扭构件受扭承载力的试验结果对受扭承载力进行可靠度分析,最后对各规范中弯剪扭共同作用下的钢筋混凝土构件的配筋计算方法、最小配箍率和截面限制条件进行了研究。结果表明:对于纯扭构件,中国规范的受扭承载力由钢筋和混凝土受扭2个部分组成,美国和欧洲规范仅考虑钢筋受扭;对于纯扭构件的最小配箍率,美国规范最大,中国规范最小,欧洲规范居中;对于纯扭构件受扭时的可靠指标,在恒荷载与活荷载组合情况下,按中国规范计算的最大,欧洲规范居中,美国规范最小;在恒荷载与风荷载组合情况下,中国、美国和欧洲规范较为接近;对于弯剪扭共同作用下的钢筋混凝土构件,按美国和欧洲规范计算配筋要比中国规范保守,中国、美国和欧洲规范的剪扭相关曲线均接近1/4圆,中国和欧洲规范中的剪扭构件最小配箍率较为接近,大于美国规范。     

型钢混凝土构件复合受扭性能试验及强度计算

为研究双轴对称型钢混凝土构件的复合受扭性能,以配钢形式、箍筋间距、混凝土强度、轴压比、扭弯比为变化参数,完成了10个型钢混凝土试件的单调加载试验。研究了压弯剪扭复合受力下构件的破坏形态、扭率-扭矩曲线,并以叠加原理为基础,探讨双轴对称型钢混凝土构件在扭矩作用下的开裂扭矩和极限扭矩计算。结果表明,试件均经历了开裂荷载前的弹性阶段、弹塑性阶段和峰值扭矩后的破坏阶段;10个试件最终呈扭型破坏;闭合角钢桁架混凝土构件受扭承载力明显优于实腹式十字形型钢混凝土构件;轴压比从0.1增加到0.2,试件受扭承载力平均增长11.5%;扭弯比从0.5增加到1.0,试件受扭承载力平均减小2.3%。根据改进的内力分配法和叠加原理提出的计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

钢筋混凝土箱形截面剪-扭构件的最小配筋率

从受剪和受纯扭构件最小配筋率入手 ,通过理论分析 ,给出了箱形截面剪 扭构件最小配筋率计算公式 ,并与实芯截面和规范GB5 0 0 1 0— 2 0 0 2计算公式进行了比较。理论分析表明 ,箱形截面剪 扭构件最小受扭纵筋配筋率宜计及箱形截面的特性。在未作进一步研究前 ,可偏安全地取与实芯截面相同     

钢筋混凝土箱形构件双向压弯剪反复扭矩作用的性能研究

对复合受力构件在扭矩作用下的非线性性能,包括扭矩-扭转角关系、开裂扭矩、初始刚度、破坏特征、延性和承载能力进行深入探讨,为推导箱形截面钢筋混凝土构件复合受扭下的强度和刚度计算公式以及《钢筋混凝土结构设计规范》(GBJ10—2002)制定有关设计条文提供依据。不仅对钢筋混凝土受扭构件的空间变角桁架理论假设进行了验证,而且以试验数据为指导,讨论了此类构件在工程实际中的应用推广。     

新型外包钢-混凝土组合梁受扭的非线性有限元分析

基于5根新型外包钢-T形截面混凝土组合梁受纯扭作用的试验成果,采用ANYSY参数化程序设计语言(APDL)编制了命令流,对纯扭作用下组合梁的受扭性能进行了非线性有限元分析(FEM).FEM分析考虑了钢筋和混凝土间的相互作用,以及外包钢和混凝土间的相互作用,较好地模拟了新型外包钢一混凝土T形截面组合梁以及T形截面钢筋混凝土梁受扭构件的受力、破坏全过程.模拟得到构件的扭矩-扭率关系曲线以及构件的极限扭矩与试验结果吻合较好,验证了所建模型分析组合梁受扭全过程分析方法的可行性,以及所编制的APDL命令流程序对组合梁受扭计算的有效性,为组合梁受扭设计提供了实用的计算软件.     

受轴压、双向弯曲和扭矩作用的两端简支工形截面压弯构件的稳定设计

在我国现行的《钢结构设计规范》GB 50017-2003[1]中,对于受弯和压弯构件的稳定设计,没有涉及扭矩对构件的作用,而在《冷弯薄壁型钢技术规范》GB 50018-2002中,既有受扭的单向和双向受弯构件,也有受扭的单向弯曲压弯构件的稳定计算方法。本文给出了受轴压、双向弯矩和扭矩作用的双轴对称,两端简支工形截面压弯构件的理论分析和稳定设计方法。建议将此方法列入准备修订的我国钢结构设计规范。现在,已经有许多外国学者对于受扭的钢构件作了研究。本文介绍了几种涉及扭矩作用的受弯和压弯构件的最新研究成果。将这些最新研究成果概括起来,可以作为修订我国钢结构设计规范的参考材料。为此,本文介绍了德国学者Lindner,J.和Glitsch,T.[2]对于受扭的厚实和非厚实梁,通过理论分析和试验研究,给出的梁的稳定设计建议;加拿大学者Ashkinadze,K.[3]修正了两端简支的宽翼缘工形截面受扭梁的稳定设计方法,将其扩展到受扭压弯构件的稳定设计;德国学者Kindmann,R.和Wolf,C.[4]作了两端简支工形和U形截面梁的试验研究;日本学者北田俊行等[5,6]作了两端简支受扭箱截面压弯构件的理论分析和试验研究。     

关于建立拉/压弯剪扭统一计算公式的讨论

钢筋混凝土构件在拉/压弯剪扭的不同内力组合下,目前还没有一种可以被普遍接受的统一破坏理论。理论上长期不完善,直接影响到钢筋混凝土结构在各种复杂组合荷载下(特别是灾害荷载下)的强度计算。GB50010-2002《混凝土结构设计规范》[1]用试验数据回归的方法给出压弯剪扭组合受力下的剪扭承载力计算公式,但缺少拉弯剪扭的承载力计算公式。目前的修订工作是在2002版基础上加以改进,力图增加拉弯剪扭组合情况的承载力计算。作者基于近期的研究认为,钢筋混凝土构件在拉/压弯剪扭共同作用下的统一的计算公式实际上并没有解决,尽管根据目前的认识水平,新规范中构件承载力计算主要还是依靠试验数据回归,但是其基本内涵应该尽可能准确地反映构件破坏的机理,表达形式应该简明。这一点应该引起规范修订足够的重视。本文将以建立钢筋混凝土普通矩形截面构件在拉/压弯剪扭组合受力状态下的承载力公式为例,说明这个问题,以供今后进一步修改规范时参考。     

钢筋混凝土复合受扭箱形截面构件基于双剪统一强度理论的分析

本文结合钢筋混凝土复舍受扭箱形截面构件的试验，应用适用于混凝土的统一强度理论推导了开裂扭矩的计算公式并进行了分析。     

钢筋混凝土复合受力受扭构件的变形研究

主要讨论了钢筋混凝土偏压剪构件在单调扭矩作用下刚度变化,对偏压剪扭构件的变形进行了理论分析,提出了适用的计算公式,与已有的试验结果比较,符合良好.     

钢筋混凝土压,弯,剪,扭构件抗扭性能的研究

根据压、弯、剪、扭构件的试验，对比了压、弯、剪构件在单调和反复扭矩作用下的裂缝发展规律、钢筋应就及破坏特征。基于空间桁架理论，建立了压、弯、剪、扭强度相关公式，并提出压、弯、剪在单调和反复扭矩作用下的抗扭承载力实用计算公式，文公式与实验结构符合良好。     

钢筋混凝土纯扭构件的非线性有限元分析

为研究钢筋混凝土构件在扭矩作用下的受力性能,利用有限元软件ABAQUS建立了3个钢筋混凝土纯扭构件的有限元模型,分别以截面尺寸和配箍率为研究参数,对其受力全过程进行非线性数值模拟。有限元计算结果表明:截面尺寸和配箍率是影响钢筋混凝土构件抗扭承载力的重要因素,增大截面尺寸可提高构件的开裂扭矩和极限扭矩,增加配箍率可延缓裂缝的发展,提高构件的极限扭矩;模拟得到的开裂扭矩、极限扭矩与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的计算公式得出的计算值吻合较好。     

钢筋混凝土矩形受扭构件承载力设计的计算方法

现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)规定,钢筋混凝土矩形受扭构件承载力计算一般采用“叠加法”进行,在一定程度上忽视了构件材料强度以及弯矩大小对构件破坏的影响。为了保证结构安全性能又能节约经济,建议在钢筋混凝土矩形受扭构件承载力设计时,应充分考虑构件材料强度的变化影响,不论构件在多大的弯矩、剪力和扭矩作用下,都须以满足受弯承载力为主,相应再考虑构件扭矩的作用。