钢筋混凝土梁-砌体墙组合构件受剪试验研究

设计制作了2种不同组合形式、3种不同连接筋间距的构件共7根,并对其受剪性能进行了试验研究。研究结果表明,组合构件中砼梁、砌体梁与对比整浇梁裂缝发展以及最终破坏形态基本相同,最终都呈现出剪压破坏。组合构件相对于对比整浇混凝土梁极限承载力提升效果较为明显,极限承载力随着其连接筋间距的减小而提高。     

高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究

完成集中荷载作用下8根剪跨比0.26~1.04、跨高比为2和3的LC40级高强轻骨料混凝土简支深受弯构件受剪性能试验,分析该类混凝土深受弯构件的破坏过程、荷载-跨中挠度曲线、破坏形态以及钢筋应变等;重点研究剪跨比、跨高比对该类构件开裂荷载、极限荷载及破坏形态的影响;采用我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中深受弯构件承载力计算方法对本次试验8根试件进行计算,并与采用拉压杆模型的美国、加拿大和欧洲三个规范的计算结果进行对比分析。研究表明:该类混凝土深受弯构件主要发生剪切破坏和弯剪破坏两种典型破坏形态,随剪跨比增大,试件极限承载力显著减小,并且试件的弯曲效应逐渐明显,破坏形态随剪跨比和跨高比的增大逐渐由剪切破坏向弯剪破坏转化;采用拉压杆模型计算该类试件承载力较为合理,计算结果与试验值较为接近,而我国《混凝土结构设计规范》计算结果与拉压杆模型计算结果相比较为保守,尤其是对于跨高比为2的深受弯构件(深梁)。     

轴压比与剪跨比对带约束拉杆双层钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能影响研究

为研究轴压比与剪跨比对带约束拉杆双层钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能的影响,完成了5个缩尺模型试件的拟静力试验。研究结果表明：试件破坏时底部墙体钢板均受压屈曲,其中低剪跨比（剪跨比为1.0）试件出现典型的剪压破坏现象,而中高剪跨比（剪跨比为1.5~2.0）试件出现典型的压弯破坏现象;高轴压比、低剪跨比的带约束拉杆双层钢板-混凝土组合剪力墙仍具有良好的承载力、变形及耗能能力;增大轴压比可提高试件的承载力,但其变形和滞回性能有所降低;减小剪跨比,试件的承载力和刚度有较大幅度提高,耗能能力有所下降,而延性和承载力退化变化不明显。     

装配整体式混凝土梁受剪性能试验及有限元分析

梁构件是装配式结构的重要组成部分,为研究其受剪性能,对6个不同结合面形式、不同剪跨比的装配整体式混凝土梁和2个现浇混凝土梁试件进行简支梁静载试验,分析其裂缝发展和破坏形态、钢筋应力应变关系、跨中挠度、延性和抗剪承载力。结合试验,使用ABAQUS建模,对剪跨比和装配式结构结合面企口长度等因素进行拓展。试验结果及有限元分析表明:装配整体式混凝土梁能够达到普通现浇梁的强度,梁的承载力、延性得到提高;装配式梁剪跨比提高,极限承载力降低;结合面形式对极限承载力的影响与梁的破坏形态有关。     

装配式预应力混凝土框架梁端延性影响因素分析

在装配式预应力混凝土梁的低周反复加载试验基础上,利用ABAQUS有限元软件对试验构件进行数值模拟,并研究受压区高度与剪跨比对装配式预应力混凝土梁位移延性、极限承载力的影响。分析结果表明,在合理受压区高度范围内,减小受压区高度有利于提高构件的位移延性系数与极限承载力,而受压区过低会出现脆性破坏特征;剪跨比的增加有利于增加位移延性,但会造成极限承载力的降低。在合理受压区高度与剪跨比范围内框架梁的破坏主要集中在梁根部。     

GFRP管约束钢管混凝土加劲混合柱轴压力学性能试验研究

为改善钢管混凝土加劲混合构件因外围钢筋混凝土与核心钢管混凝土的性能差异较大,无法协同工作至破坏的缺点,提出了一种新型组合构件：GFRP管约束钢管混凝土加劲混合柱(FCECFST),将其与普通钢管混凝土加劲混合柱(CECFST)、钢管混凝土柱、GFRP管约束钢筋混凝土柱进行轴压试验对比,分析4种不同组合构件的力学性能和破坏形式。结果表明：在GFRP管约束下,FCECFST承载力比CECFST提高9.6%,延性系数提高295.5%;加载后期GFRP管有效限制了钢筋混凝土和钢管混凝土的横向变形,试件承载力出现二次强化,荷载可以达到第二次峰值,构件各部分能够协同工作至破坏。     

再生混凝土梁的变形性能试验研究

通过对10根不同废弃骨料掺入百分比的再生混凝土梁进行结构构件的基本研究,了解废弃混凝土掺入量对梁的受弯承载力、变形性能等基本性能的影响。试验结果表明:再生混凝土梁与普通混凝土梁一样,其受弯过程中都要经历弹性、带裂缝工作、钢筋屈服和构件破坏三个阶段。在每级荷载作用下的跨中挠度变化与普通混凝土梁相似,废弃骨料掺入百分比对于再生混凝土梁的受弯承载力和变形性能影响不大。     

钢-混凝土深肋组合扁梁整体楼盖承载性能拟静力试验研究

钢-混凝土深肋组合扁梁楼盖利用组合作用很好地发挥了两种材料的力学特性,同时由于钢梁埋在混凝土楼板中,组合扁梁楼盖还具有降低层高和改善钢梁防火性能的优点。为了考察钢-混凝土组合扁梁楼盖在水平荷载作用下的承载性能和破坏机制,构造了一个双层1×2跨足尺(6m×12m)深肋组合扁梁楼盖,并对其在水平低周往复荷载作用下的受力情况进行试验研究。试验结果表明,钢-混凝土组合扁梁楼盖具有较高的承载能力和较好的延性,并形成了梁端、柱脚塑性铰破坏机制,同时根据试验结果给出试验构件的加载滞回曲线、骨架曲线以及试件的混凝土裂缝分布、结构变形、破坏模式等试验现象,最后给出组合扁梁梁柱节点的建议改进形式。研究内容能够为进一步深入分析组合扁梁楼盖水平承载性能提供直接有效的验证依据。     

混凝土-砌体组合托换梁受弯性能试验研究

设计制作了2种不同组合形式、3种不同连接筋间距的混凝土 砌体组合托换梁共7根,对其进行受弯性能试验研究,分析了试件的挠度、钢筋和混凝土应变、承载能力以及最终破坏形态。研究表明：连接筋的设置能够使混凝土梁与砖砌体保持良好的整体性能,共同受力;单面、双面钢筋混凝土 砌体组合托换梁的受弯承载力较对比试件均有增加,但连接筋间距的变化对承载力影响不大;基于混凝土、砖砌体材料简化的本构关系和基本计算假定,建立了适筋混凝土 砌体组合托换梁构件的正截面受弯承载力计算式,并将其理论计算值与试验值进行了比较,验证了其准确性。     

新型装配式冷弯薄壁型钢组合楼板模块受弯性能试验研究

为提高现有组合楼板的加工效率和装配化程度,解决组合楼板结构中自攻螺钉连接工序多、效率低等问题,提出了一种基于锁铆连接的新型冷弯薄壁型钢桁架梁-压型钢板-混凝土组合楼板模块。为研究该楼板模块的受弯性能以及次梁间距、混凝土厚度和连接方式对其抗弯承载力、延性和刚度的影响,对6块足尺组合楼板模块试件进行了单调静载试验。试验结果表明:在正常使用阶段,组合楼板模块的变形很小,且远小于GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求的限值;组合楼板模块破坏时具有较大塑性变形,说明其延性性能良好,主要表现为桁架梁锁铆连接的破坏、桁架梁弦杆的折曲破坏和楼板模块面板层混凝土的挤压破坏;次梁间距对组合楼板模块的延性和刚度影响较大,对其抗弯承载力影响较小;混凝土厚度和钢构件连接方式对组合楼板模块的抗弯承载力、延性和刚度均有显著影响。     

Experimental investigation of composite steel plate deep beam infill steel frame

Steel frame and shear wall infill steel frame are two commonly lateral load resisting systems used in building structures. To realize the modulation of initial stiffness of steel structures, make it easily assembled and removed and prevent plastic hinges developing in the frame columns and collapse of all structure, a new anti-seismic infill wall system, composite steel plate deep beam (CDB), is introduced. The system uses steel plate deep beam with a precast reinforced concrete panel attached one side. This paper describes the experimental work related to the tests of CDB under cyclic loads. The experimental results of one pure steel frame (PF) and two composite steel plate deep beam infill steel frame (CDBF) with different span-height ratio are summarized and discussed, the hysteretic loops were obtained. Based on the test results, effects of the CDB on the load capacity, ductility, hysteretic property and energy-dissipation of the pure steel frame were analyzed. The results show that the CDB enhances the initial stiffness and load capacity by a large margin, and the hysteretic loops are replete and the skeleton curves have apparent stage of plastic flow, the ductility and energy dissipation capacity of the test specimens are enhanced. Lastly, regression analysis based on the tests data, and restoring force model can apply to elastoplastic response analysis of the CDBF systems. Therefore, the deep beam can be used as the first defense line of earthquake-resistance, and the steel frame can be used as the second.     

几何参数变化对钢筋混凝土深梁滞回性能的影响

钢框架内填钢筋混凝土深梁是一种新型的高层结构抗侧力体系。应用ANSYS程序分析了高跨比、厚度变化对钢筋混凝土深梁滞回性能的影响。研究结果表明,钢框架内填钢筋混凝土深梁随着几何参数变化,可以实现宽范围的刚度渐变调幅,其极限承载力、延性及耗能能力均发生变化。通过对比分析不同几何参数的钢筋混凝土深梁在反复荷载下的滞回性能,建议采用高跨比为1.5的钢筋混凝土深梁。研究成果可以应用于新建框架结构、建筑结构改造、加固与修复。     

水平加劲钢板剪力墙承载性能试验研究

加劲钢板剪力墙结构是一种适合工业化生产的新型抗侧力构件。为考察水平加劲钢板剪力墙的受力性能,分别对两榀1/3水平加劲模型试件进行推覆和低周反复荷载试验,研究水平加劲钢板剪力墙的变形性能,分析结构滞回性能、刚度退化、延性和耗能能力等。研究结果表明:水平加劲钢板剪力墙的抗侧刚度较高、耗能能力好、延性系数大于3、承载力退化缓慢。钢板剪力墙水平加劲肋门槛刚度的确定应基于钢板剪力墙弹塑性分析。     

组合深梁填充钢框架滞回性能试验

通过1个纯钢框架和2个内填组合深梁的拟静力试验,研究组合深梁对纯钢框架结构的承载能力、延性、滞回特性和耗能能力的影响。试验显示:加载初期,滞回曲线为直线,刚度保持不变;卸载时没有残余变形;屈服后,试件的滞回曲线饱满;骨架曲线有明显的塑性流动阶段,呈现三折线形;填充深梁试件破坏时的层间位移角分别为1/25和1/22;试验表明组合深梁提高了钢框架的初始刚度、屈服荷载和极限承载能力;钢框架的延性和耗能能力都得到了提高。因此,内填深梁钢框架结构抗震性能良好,可将组合深梁作为结构抗震设防的第一道防线。     

Experimental study and numerical simulation on steel plate shear walls with non-uniform spacing slits

Numerous experimental and finite element studies have shown that steel plate shear walls with slits have several beneficial characteristics, such as good ductility and excellent energy dissipation capacity, which make them a feasible lateral load resisting and energy dissipation system for high-rise buildings in high seismic regions. The width of the flexural links between slits has a significant effect on the mechanical behavior and hysteretic performance of steel plate shear walls with slits. This paper presented two kinds of steel plate shear walls with non-uniform spacing slits (SPWNS) and investigated their performance under low-cycle loading based on tests and finite element software. The study mainly focused on the ultimate bearing capacity, the lateral stiffness, the energy dissipation capacity and the ductility of SPWNS. The results from numerical analysis and test study were compared with each other. The ultimate bearing capacity and the lateral stiffness of traditional steel plate shear walls with uniform spacing slits (SPWUS) were similar to that of SPWNS. In contrast, the ductility and the energy dissipation capacity of SPWUS were much higher.

     

深梁填充钢框架的发展与研究进展

王先铁  郝际平  周观根  马尤苏夫  樊春雷 《建筑结构学报》2010,31(8):8-14