CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁塑性性能试验分析

为研究CFRP预应力混凝土棱柱体(CFRP-PCPs)复合筋混凝土连续梁的塑性性能,制备了6根CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁,并对其完成了单跨单点加载试验。考察了试验梁在加载过程中不同阶段的受力特征。基于试验结果提出了承载力极限状态下中支座控制截面左右两侧等效塑性铰区长度计算公式。计算结果表明,所提出的计算公式的计算值与试验值吻合较好。     

CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁跨中挠度计算方法

在考虑弯矩重分布对连续梁跨中挠度的影响,结合有效惯性矩法和刚度解析法提出了适合碳纤维预应力棱柱体(CFRP-PCPs)复合筋混凝土连续梁跨中挠度建议计算公式。通过6根试验梁的试验研究进行验证,对比发现结合有效惯性矩法的跨中挠度理论计算值与试验值的试验结果吻合较好,验证了公式在工程应用的适用性。     

塑性铰区采用纤维增强混凝土柱变形能力计算方法研究

采用简化的纤维增强混凝土应力-应变关系,根据截面力的平衡方程和截面变形的平截面假定,推导出塑性铰区采用纤维增强混凝土柱不同极限状态时的曲率。根据柱的曲率分布规律,推导出由柱弯曲变形所引起的柱顶水平位移;采用Sezen模型推导出由柱底纵筋与混凝土粘结滑移所引起的柱顶水平位移,再考虑柱剪切变形引起的柱顶水平位移就得到总的柱顶水平位移。与试验结果对比表明,塑性铰区采用纤维增强混凝土柱在开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载、极限荷载作用下的位移计算值与试验值吻合较好。     

钢骨混凝土框架节点塑性铰研究

针对按常规设计的钢骨混凝土框架节点在受力性能试验中大变形阶段出现节点核心区破坏的情况,提出来引入狗骨节点的方法,将塑性铰位置控制在梁端,保护节点核心区。     

钢骨混凝土框架节点塑性铰研究

针对按常规设计的钢骨混凝土框架节点在受力性能试验中大变形阶段出现节点核心区破坏的情况,提出采用狗骨节点的方法,将塑性铰位置控制在梁端,保护节点核心区,为实际工程应用提供了技术支持。     

地震损伤混凝土框架结构塑性铰模型研究

为了评价地震损伤混凝土框架结构的抗震性能,采用结构Pushover曲线,对结构的损伤等级进行划分,基于一组压弯构件的低周往复荷载试验数据,提出塑性铰模型中的刚度、强度退化系数以及塑性转动能力减少值的计算方法。在数值算例中,对结构构件的塑性铰进行修改,以反映框架结构地震损伤,对比分析了结构地震损伤前后抗震性能的差异。研究表明:采用损伤构件的塑性铰模型进行数值分析,能反映地震损伤框架结构的刚度、强度和延性降低。     

钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度计算模型研究

钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度对剪力墙延性和耗能能力有重要影响,而已有的剪力墙塑性铰长度计算模型给出的主要影响因素各有不同。为了准确确定剪力墙塑性铰长度的主要影响因素,选取88片不同配筋参数下剪力墙的分析模型,用有限元分析软件ABAQUS系统地分析不同剪跨比、轴压比和配筋率对塑性铰长度的影响,进而用MATLAB软件回归分析单一因素对塑性铰长度影响,在此基础上,进一步拟合提出了多参数综合影响下的塑性铰长度计算模型。与已有的剪力墙试验数据进行对比,拟合的模型计算所得的极限位移相对误差在15%以下,计算结果与试验结果吻合良好。     

无粘结预应力混凝土梁塑性铰的研究

在总结配筋混凝土受弯构件等效塑性铰研究现状的基础上,通过对无粘结预应力混凝土梁的仿真模拟试验和理论分析,建立了适于无粘结预应力混凝土受弯构件的等效塑性铰长度计算公式,为无粘结预应力混凝土结构的塑性设计方法研究提供了参考依据。     

框架结构的塑性铰及塑性铰设计

钢筋混凝土框架结构的承载能力比砌体结构高。而且具有很好的延性和整体性，特别是抗震性能良好，所以应用非常广泛。抗震设计就是要发挥和保证钢筋混凝土多层框架结构这种独特的可贵性质。     

矩形钢管混凝土框架的塑性铰长度研究

为了研究矩形钢管混凝土框架的抗震性能和塑性铰长度,对四榀由方钢管混凝土柱-矩形钢管混凝土梁组成的单层单跨钢管混凝土框架结构进行了拟静力试验研究和非线性有限元分析,得到了该类框架的破坏模式、框架梁柱塑性铰的长度范围及其发生规律。研究结果表明:所有矩形钢管混凝土框架均表现出"强柱弱梁"的破坏机制,滞回曲线为较饱满的梭形,具有良好的延性性能;梁、柱端塑性铰中心出现在距离环板和加劲肋h/4~h/2的位置,塑性铰长度约为100mm。对试验研究、理论分析和数值模拟得到的塑性铰长度进行了对比,结果吻合较好,说明选用的塑性铰长度计算方法适用于矩形钢管混凝土框架。     

CFRP钢筋混凝土梁塑性铰长度计算

基于CFRP加固后的钢筋混凝土梁的受力性能和塑性铰理论,利用现有文献关于普通钢筋混凝土结构的塑性铰计算公式,从而推导出适用于CFRP加固钢筋混凝土梁的塑性铰长度计算的公式,并利用有限元建模分析,验证了计算公式的准确性。     

钢管再生混凝土柱塑性铰长度试验研究

为研究钢管再生混凝土柱的塑性铰长度,以再生粗骨料取代率、长细比、轴压比和含钢率为变化参数,对10个圆钢管再生混凝土柱和6个方钢管再生混凝土柱试件进行拟静力试验。根据试件的破坏形态、滞回曲线,并基于等效塑性铰理论,提出压弯状态下圆钢管再生混凝土柱和方钢管再生混凝土柱的等效塑性铰长度计算公式。研究结果表明:钢管再生混凝土柱破坏形态与普通钢管混凝土柱相似,钢管底部鼓曲破坏,底部的核心再生混凝土被压碎;钢管再生混凝土柱滞回曲线比较饱满,其形状从梭形发展到弓形,当再生粗骨料的取代率分别为0%,30%,70%,100%时,试件的滞回曲线受其影响不大;圆钢管再生混凝土柱等效塑性铰长度是其截面高度的0.45~0.95倍,方钢管再生混凝土柱等效塑性铰长度是其截面高度的0.65~0.75倍。     

钢骨-钢管混凝土柱的塑性铰长度研究

为了研究钢骨-钢管混凝土柱的抗震性能和塑性铰长度,以轴压比和含骨率为变化参数,对4个钢骨-钢管混凝土柱试件进行拟静力试验,得到了该类型柱的破坏模式及其塑性铰的长度范围。研究结果表明:该类型柱在高轴压比下的滞回曲线仍呈稳定丰满的梭形,具有较好的延性性能;等效塑性铰长度是其截面高度的0.85~0.92倍。并对试验研究和理论分析得到的塑性铰长度进行了对比,结果吻合较好。     

CFRP-PCPs复合筋混凝土偏压柱承载力计算分析

在17根碳纤维预应力棱柱体复合筋(carbon fiber reinforced plastics prestressed concrete prisms,简称CFRP-PCPs复合筋)混凝土偏压柱试验研究的基础上,对CFRP-PCPs复合筋混凝土柱的承载力进行理论分析,提出复合筋混凝土柱的破坏分为混凝土压碎的受压破坏和碳纤维筋被拉断的受拉破坏两种模式,研究了复合筋混凝土偏压柱受压破坏时的承载力计算方法。基于平截面假定和复合筋材料特性,推导出考虑二阶效应系数的复合筋混凝土柱极限承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。     

钢筋混凝土结构塑性铰的研究

本文首先讨论了钢筋混凝土结构塑性铰的基本理论,总结介绍了部分国内外研究者所建议的塑性铰计算公式,并进行了若干评述。 文中依据作者所进行的钢筋混凝土三跨连续梁和简支梁的试验资料,提出了塑性铰转角、塑性铰等效长度新的计算公式。文中所建议的塑性铰等效长度的计算公式既考虑了剪跨比的影响,也包含了截面受压区相对高度ξ的因素,且与试验结果符合较好。     

动荷载作用于钢管混凝土构件形成塑性铰的研究

钢管混凝土构件在侧向动荷载作用下产生塑性变形,从而使能量消耗在塑性铰中.利用有限元程序ANSYS/DYNA,验证了模型的正确性,分析并拓延了塑性铰的有关性质,以便在抗震设计中加以有效利用.     

ABAQUS混凝土塑性损伤因子计算方法及应用研究

ABAQUS中塑性损伤模型可有效模拟混凝土在反复荷载作用下非弹性力学行为,在结构抗震性能分析中应用广泛,但该模型中塑性损伤因子确定方法尚存在问题。文章基于GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中的单轴本构关系,提出并推导了计算混凝土塑性损伤模型损伤因子的实用方法,通过钢筋混凝土简支梁数值算例及室内试验对三种混凝土塑性损伤因子计算方法的精度进行了对比研究。结果显示,采用混凝土轴心强度标准值确定塑性损伤因子时,基于过镇海单轴受力模型的能量等效法和GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中单轴本构关系的实用法计算简单,且具有较好的精度,研究结论可为混凝土结构非线性抗震分析提供参考。     

CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁裂缝分析与计算

通过8根混凝土试验梁抗弯静力加载试验,开展对CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁在使用荷载作用下的裂缝分析与计算。试验结果表明:CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁的裂缝间距和裂缝宽度均小于未加固的对比梁,CFRP-PCPs筋使裂缝的开展得到限制,并且由于预拉应力水平的提高,裂缝宽度及裂缝平均间距均有不同程度的减小。根据试验数据,依据我国《混凝土结构设计规范》,通过理论分析,提出了适用于计算CFRP-PCPs复合筋内嵌加固钢筋混凝土梁裂缝宽度的理论分析方法。实测结果与该分析方法计算结果吻合良好,在工程实际中可得到应用。     

混凝土墩柱塑性铰区箍筋设计用量试验研究

建立塑性铰区箍筋用量与墩柱抗震性能目标的定量关系,通过延性指标计算箍筋设计用量,是当前延性抗震构造设计的重要研究内容。大批学者给出众多箍筋用量的计算公式,但其中大部分无法给出任意延性系数对应的设计配箍率,少量可定量公式的适用性和准确性有待提高。为此,基于课题组21个桥墩试验结果、PEER数据库中135个墩柱试件及相关学者的18个墩柱试件,在大量试验数据的基础上,分析实心及空心墩延性性能的主要影响因素,以轴压比、剪跨比、纵筋及混凝土强度、配筋率及位移延性系数等为参数,回归得到不同类墩柱塑性铰区约束箍筋用量的简化算式。关于试验墩柱的计算结果表明,回归公式比既有公式更适用于估算各类墩柱约束箍筋的设计用量。     

矩形截面混凝土空心墩塑性铰长度分析

在延性抗震设计中,等效塑性铰长度直接影响到桥墩位移能力的估算,其计算的准确性对于桥墩抗震性能的评估至关重要。现有规范中等效塑性铰长度公式大多是由实心墩试验得到的,鉴于空心墩与实心墩的性能差异,这些公式对空心墩的适用性尚有待深入研究。通过7个不同设计参数的矩形截面空心墩拟静力试验,观测并分析不同构件塑性铰区损伤演化及变化趋势,研究剪跨比、纵筋率、配箍率对墩底塑性铰分布形态的影响。基于国内外等效塑性铰长度计算公式与试验结果的对比分析,发现：塑性铰长度随墩身计算长度的增大而增大,配箍率、纵筋配筋率对其有一定影响;在现有规范及文献中,Telemachos、Eurocode8、高振世的塑性铰长度计算值与实测值较为接近,适于估算矩形空心墩的塑性变形能力。