蒸压加气混凝土外挂墙板受弯性能研究

通过8块蒸压加气混凝土外挂墙板的抗弯试验,研究了蒸压加气混凝土外挂墙板的抗弯性能,对比分析了跨度和剪跨比对板材的刚度、延性和承载力的影响。试验结果表明,配筋为38的蒸压加气混凝土外挂墙板材可以满足北京地区高层建筑结构外挂墙板在正常使用极限状态下的抗风、抗震要求。四分点加载的6块蒸压加气混凝土外挂墙板最终的破坏形态以弯曲破坏为主,三分点加载的2块蒸压加气混凝土外挂墙板最终的破坏形态以剪切破坏为主。基于规范公式得到蒸压加气混凝土外挂墙板的设计承载力,其理论值与试验值比较吻合。     

蒸压加气混凝土板抗弯性能试验及数值模拟研究

通过12块加气混凝土外挂墙板的四分点加载试验,研究了配筋形式对板材抗弯性能和破坏特征的影响。结果表明,加气混凝土板的最终破坏形态为弯剪破坏,试件的延性系数随着配筋面积减小而增大;在配筋面积相等的条件下,配筋根数较多的板材裂缝较多、裂缝分布相对较密。通过非线性软件ABAQUS对加气混凝土板的抗弯性能进行研究,数据表明,有限元结果与试验结果误差较小。     

蒸压加气混凝土板位移延性研究

为研究蒸压加气混凝土(ALC)板的位移延性特征,对6块ALC外墙板和3块屋面板进行四分点加载试验。结合国内外关于混凝土结构与构件位移延性特征的学术成果,分析ALC板材的试验数据,研究ALC板材承载能力的变化规律。研究结果表明ALC板表现出良好的位移延性。根据试验成果,准确反映ALC板材的延性特征的确定方法。     

B03级加气混凝土复合板抗弯性能研究

为研究B03级加气混凝土复合板的抗弯性能,对两块B03级加气混凝土复合板和两块B03级加气混凝土板进行四分点弯曲试验。试验结果表明,B03级加气混凝土复合板较普通B03级加气混凝土板的抗弯性能得到较大改善,开裂荷载提高约1.3倍,极限承载力提高约2倍,开裂前抗弯刚度提高约2.2倍。基于普通加气混凝土承载力公式计算了B03级加气混凝土板及其复合板的抗裂荷载和极限承载力,与试验结果相比,理论计算结果较为保守,表明两种类型的板材均具有一定的安全储备。B03级加气混凝土复合板的开裂荷载实测值和理论值均能满足北京地区100m以下高层居住建筑围护结构的抗风设计要求。     

加气混凝土屋面板抗弯试验及有限元模拟

通过6块加气混凝土屋面板的抗弯试验,研究板材跨度及板材强度对加气混凝土屋面板的延性、开裂荷载和极限承载力的影响。试验结果表明:加气混凝土屋面板以弯剪破坏为主,承载能力较小,延性比较好。开裂荷载作用下板的变形较大,工程中屋面板的受弯承载力应以变形和强度同时控制比较合理。采用MARC有限元软件模拟分析该楼板的变形和承载力,结果表明,有限元计算与试验结果吻合较好。     

加气混凝土外挂墙板节点试验

为研究加气混凝土墙板和墙板钩头螺栓节点在风荷载作用下的工作性能,对8块加气混凝土板材进行节点的平面外拉拔试验,分析加气混凝土板材的配筋和垫片半径对传统的钩头螺栓节点面外承载能力的影响。研究表明:钩头螺栓节点随着垫片半径的增加极限承载能力增加,同时板材配筋面积的增加也直接影响到承载能力。钩头螺栓节点基本能满足北京地区90 m高层建筑围护体系在正常使用极限状态下对风荷载的要求。     

加气混凝土墙板节点力学性能试验研究

为研究加气混凝土(ALC)墙板的预埋件节点在风荷载作用下的工作性能,对9块ALC板材进行节点平面外拉拔试验。分析ALC板材的配筋和受拉螺栓杆直径对预埋件节点平面外承载力的影响,结果表明预埋件节点基本满足北京地区90 m高层建筑围护体系在正常使用极限状态下对风荷载的要求,预埋件节点表现出比钩头螺栓节点更好的延性。     

加气混凝土复合保温外墙板连接节点试验研究

通过对钢管锚节点、套筒节点和新型F型节点进行的6组加气混凝土板四分点加载节点极限承载力试验,分析不同板厚下3种节点的节点强度、节点刚度等性能指标。研究表明：新型F型节点力学性能良好,连接可靠,节点极限承载力随板厚增加而增大。新型F型节点可较好地适用在加气混凝土复合保温外墙板体系中。     

蒸压加气混凝土墙板结构性能的试验与有限元理论研究

对设计配筋形式的4块蒸压加气混凝土(AAC)墙板进行结构性能试验研究,测定了其短期挠度检验、出厂检验、承载力检验这3个阶段的相关荷载和位移;绘制了试验过程中板材的荷载-挠度的变化曲线;得到了设计配筋形式AAC墙板以弯曲破坏为主的弯剪破坏模式.利用有限元软件对试验板材进行模拟,分析板材承载力的有限元结果,发现用有限元计算的钢筋应力大小与试验结果基本吻合.结果表明,该配筋形式AAC墙板的各项力学性能指标均符合相关规程的规定,且承载力可靠系数的试验平均值和数值计算值分别为1.968和1.911.研究成果有助于该板材的设计与推广应用.     

玄武岩纤维筋透水混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究配筋率对梁抗弯性能的影响,设计并制作6根相同截面形式、不同配筋率的玄武岩纤维筋透水混凝土梁,并进行三分点加载试验,分析加载过程中试验梁正截面抗弯承载力、跨中挠度、玄武岩纤维筋与透水混凝土变形协调性及裂缝变化情况。研究结果表明,试验梁基本满足平截面假定;超筋状态是试验梁工作常态;增大玄武岩纤维筋配筋率不能有效提高试验梁开裂弯矩;试验梁正常使用极限状态发生先于承载能力极限状态,进行正截面抗弯承载力设计时,应优先以正常使用极限状态为设计准则;为保证结构设计经济性与合理性,玄武岩纤维筋透水混凝土梁正常使用极限状态应调整为跨中挠度≤L_0/100、最大裂缝宽度≤1mm。     

RC柱双向单调加载试验与分析

完成了截面尺寸、配筋、混凝土强度基本相同的8个正方形钢筋混凝土(RC)柱的单向和双向水平单调加载试验.结果表明,单调加载的RC柱的破坏现象比较轻;受力次方向的水平力降低了受力主方向的极限承载力,轴压比大,降低幅度也大;正方形对称配筋的RC柱,截面的极限承载力、破坏时的极限变形能力,与两个方向施加的位移比例无关.用负刚度模型、承载力离散化空间相关性和复合结构法进行了理论分析,所得水平力-位移关系曲线与试验结果吻合较好.     

RC柱双向单调加载试验与分析

完成了截面尺寸、配筋、混凝土强度基本相同的 8个正方形钢筋混凝土 (RC)柱的单向和双向水平单调加载试验。结果表明 ,单调加载的RC柱的破坏现象比较轻 ;受力次方向的水平力降低了受力主方向的极限承载力 ,轴压比大 ,降低幅度也大 ;正方形对称配筋的RC柱 ,截面的极限承载力、破坏时的极限变形能力 ,与两个方向施加的位移比例无关。用负刚度模型、承载力离散化空间相关性和复合结构法进行了理论分析 ,所得水平力 -位移关系曲线与试验结果吻合较好。     

配筋加气混凝土墙竖向极限承载力分析

通过改变加气混凝土墙的高度、厚度和构造柱的跨度,进行有限元分析,得到构造柱合理的布置间距,提出修正的极限承载力验算公式.并结合分析结果,加设配筋条带进行改进,得出的极限承载力与加密构造柱的结果进行比较,提出合理的构造柱布置间距及加设水平配筋条带的措施.     

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。     

拱形张弦胶合木梁结构受力性能试验研究

为研究拱形张弦胶合木梁结构的受力性能和破坏形态,进行了5榀张弦胶合花旗松木梁的张拉试验,活荷载全跨、活荷载半跨布置基本组合加载试验,以及活荷载全跨布置下极限承载力试验,分析试件关键点的位移、应变和拉索内力,观测了试件的破坏模式。结果表明:张拉试验中拱形木梁反拱值主要取决于拱跨比和初始预拉力。全跨活荷载加载试验中,跨中最大挠度达到木梁跨度的1/250~1/330。在张弦木梁的承载力试验中,跨中受拉区发生脆性劈断之前,跨中位移和应变与加载点荷载基本呈线性关系,跨中最大位移达到木梁跨度的1/60~1/70,花旗松的屈服压应变约为0.5%,极限拉应变约为0.45%;木梁在整体破坏时,跨中最大挠度达到木梁跨度的1/41~1/45,极限压应变约为0.9%,表现出一定的塑性性能;提高拱跨比或垂跨比,均能适当提高拱形木梁的承载力;增大木梁截面积对木梁承载力的提高幅度不大。     

钢筋混凝土剪力墙配箍参数设计方法试验研究

为了研究混凝土剪力墙边缘约束构件对其抗震性能的影响,进行了在相同高宽比、轴压比、混凝土强度和竖向配筋下,考虑不同边缘约束配箍参数,即边缘约束区长度和配箍特征值共5片剪力墙的低周反复荷载试验.对试验结果进行了分析,主要内容包括:破坏形态、极限位移及极限位移角、骨架曲线、滞回曲线和承载力.分析表明边缘约束配箍参数对其抗震性能影响显著,合适的边缘约束区长度和适当提高配箍特征值是改善其抗震性能的有效措施.在对试验结果分析的基础上,进一步推导了考虑剪力墙截面应变协调的情况下,RC剪力墙极限位移角在高宽比、轴压比、边缘约束配箍参数、混凝土强度和竖向分布配筋参数影响下的计算式,并通过对本课题组同一批15个试件试验结果统计得到了相关参数,给出了弯剪形混凝土剪力墙边缘约束区长度和最小配箍特征值的建议设计方法.最后用相关文献中试验数据对文中推导的极限位移角计算方法进行了验证.     

不同配筋形式柱的抗震延性

针对几种不同配筋形式柱的抗震延性问题,采用有限元软件ANSYS进行了相同体积配筋率、不同配筋形式柱在给定轴力下单调水平加载过程的非线性数值模拟,得到了几种不同配筋形式柱的延性系数;利用文献中已经被证明的理论公式,对方钢管混凝土柱在水平荷载下的极限承载力进行了计算,并将计算结果与ANSYS有限元数值模拟结果进行了对比分析。结果表明:钢管混凝土柱的延性最好、极限承载力最高,核心型钢混凝土柱和核心配筋混凝土柱的延性及承载力相当,3种柱的抗震延性均远比普通钢筋混凝土柱好;该建模方法、参数设置及结论正确。所得结论可为工程设计时优选柱的配筋形式提供参考。     

不同跨依次受火混凝土连续板试验研究及理论分析

为研究不同跨依次受火工况下混凝土连续板力学行为,对三块混凝土连续板进行火灾试验,分析不同跨受火顺序、受火时间间隔、配筋率和配筋方式等对试验板各跨温度、变形、板角约束力和破坏模式等影响规律;在此基础上,采用6种混凝土板极限承载力理论,对连续板各跨承载力进行计算分析。试验表明,每跨炉温及板截面温度分布主要取决于自身跨受火情况;不同跨受火工况和边界条件对连续板各跨跨中变形趋势、裂缝分布和破坏机理有重要影响,进而两边跨和中跨具有完全相反的跨中变形趋势,且中跨裂缝较多,易出现完整性破坏。此外,理论表明相比边界作用和受拉薄膜影响,不同跨受火工况及其配筋率对连续板各跨极限承载力变化趋势和数值有决定性影响。总之,对于任一火灾蔓延工况,提高配筋率和采用连续配筋方式有助于提高混凝土连续板各跨抗火性能。     

加气混凝土墙板抗弯性能研究

为研究各个因素对加气混凝土墙板抗弯性能的影响,6块加气混凝土板进行四分点加载试验。试验结果可得,外挂加气混凝土板以弯剪破坏为主。钢筋与混凝土在较大荷载下发生了粘结滑移现象。钢筋与加气混凝土粘性性能差可总结为以下几个因素,钢筋锈蚀,加气混凝土强度较低,浆体流动性差,钢筋与加气混凝土接触表面积少,无箍筋和光圆钢筋粘结差等因素。最后结合理论分析可知,开裂荷载理论值相比试验值比较保守,具备一定的安全储备。     

基于拱效应承载机理的锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁极限承载力计算方法

以位移控制加载,进行了具有不同锈蚀率和不同剪跨比的锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁的四点受弯加载试验。试验中,以人工和电化加速锈蚀两种方法除去支座间钢筋和混凝土之间的粘结应力。通过锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁的纵筋应变分布,计算各加载水平下的纵筋与混凝土之间的粘结应力分布。试验表明,剪跨比较小的锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁中的拱效应较强,剪跨比较大的拱效应较弱;加载后期阶段,锚固区域的平均粘结应力显著增大,当锚固区域的粘结性能不能维持拱肋的平衡时,锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁即发生破坏。对于承载机理为拱效应的锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁,剪跨比和锚固区域的粘结性能是影响其极限承载力的重要因素。根据试验结果,拟合出了极限承载力与两因素之间的关系,且具有良好的适用性。