板柱边节点抗震性能研究

钢筋混凝土板柱结构在水平作用和竖向荷载的共同作用下,节点除了要传递竖向剪力外,还要传递不平衡弯矩,特别是对于板柱边节点,即使不存在水平作用,由于不对称,在自身重力作用下也会产生不平衡弯矩。目前对板柱节点的研究多数集中在内柱节点连接区,边柱节点连接区的研究则很少。本文在板柱边节点中应用一种抗冲切钢筋的新形式,抗冲切锚栓,来研究配置抗冲切钢筋的板柱边节点的抗震性能,共进行了3个在自重和不平衡弯矩共同作用下的板柱边节点试件的试验研究以及有限元分析,得到以下主要结论：配置抗冲切锚栓可以显著提高板柱边节点的承载能力、变形能力以及抗震性能;完成的2个配置抗冲切锚栓的板柱边节点的变形能力满足中国现行规范要求,耗能性能与一般梁柱节点接近,试件达到了中等延性水平。     

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。     

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。     

ECC/RC空心楼盖板柱节点抗冲切性能

针对工程水泥基复合材料（ECC）用于板柱结构柱周围局部实心区域形成的ECC/RC空心楼盖板柱节点,可减少结构本身自重,充分发挥ECC材料高强度、高延性和抗剪性能好等特点,以ECC强度、ECC面积、暗梁为参数,对ECC/RC空心楼盖板柱节点进行抗冲切性能数值分析研究。结果表明:ECC材料可显著提高空心楼盖板柱节点的抗冲切承载力和刚度,改善节点的变形能力和耗能能力,但未改变节点的破坏形态,节点仍发生冲切破坏;节点的抗冲切承载力随着ECC强度和ECC面积的提高而增大;当节点仅使用一种增强方式时,暗梁和ECC材料的抗冲切承载力分别为普通混凝土的1.26倍和1.15倍;与暗梁相比,ECC材料对节点抗冲切承载力的提高效果更明显;与同时使用ECC材料和暗梁的节点相比,当节点仅使用ECC材料时,增大ECC面积对节点抗冲切承载力的提高效果更为明显;在进行空心楼盖板柱结构设计时,建议同时使用暗梁和ECC材料,保证节点有较高极限承载力的同时,兼顾良好的变形能力和耗能能力。     

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。     

高重剪比下配置栓钉的板柱节点抗震性能试验研究

为研究高重剪比下配置栓钉的钢筋混凝土板柱节点的抗震性能,完成了3个重剪比分别为0.886、0.844和0.802的板柱节点试件在往复水平力作用下的拟静力试验。试件Joint 1和Joint 2的栓钉采用正交布置,Joint3的栓钉采用放射状布置。试验结果表明：3个试件的楼板均发生了冲切破坏,试件Joint1冲切破坏发生在栓钉群内,试件Joint2冲切破坏发生在栓钉群外,试件Joint3在栓钉群内、外均发生冲切破坏;破坏时3个试件的层间位移角分别为1/69、1/46和1/40;配置抗冲切栓钉的板柱节点在高重剪比下仍具有良好的水平变形能力,采用非预应力混凝土楼板栓钉群外冲切承载力计算公式的计算结果与试验结果符合良好。     

配置抗冲切钢筋的混凝土异形柱-板柱连接试验研究

在9个柱截面为三种典型异形柱(十字形、T形和L形) -板柱连接未配置抗冲切钢筋时的冲切特性试验基础上,以十字形柱-板柱连接为代表,通过三个配置抗冲切钢筋试件与三个未配抗冲切钢筋试件的对比试验,研究了异形柱-板柱连接配置抗冲切钢筋后的冲切特性,同时将锚栓和箍筋的抗冲切性能进行了对比。试验结果表明,抗冲切钢筋可以有效地提高板的受冲切承载力和延性,在改善延性方面,锚栓比箍筋更有效。另外,将国外几个主要规范ACI3 18、BS8110及MC90 ,关于对非矩形荷载面冲切临界截面周长的规定进行了比较,从试验结果看,ACI3 18规范的取法更合理。     

高温后抗冲切钢筋对钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能研究

为了研究火灾后钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能,本文采用有限元软件ABAQUS对火灾后钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验建立精细化有限元模型,并通过与试验结果相对比,校核了模型的准确性。在已验证的有限元模型的基础上,研究了配置不同抗冲切钢筋对火灾后板柱节点抗冲切性能的影响。结果表明,在同样的工况下,配置了单弯曲剪力钢筋和双弯曲剪力钢筋的节点,极限承载力分别提高15.3%和17.6%,破坏位移分别提高39.2%和21.5%。而配置锚钉和锚栓的节点,极限承载力分别提高40.8%和45.6%,破坏位移分别提高143.1%和152.9%。同时配置了锚钉和锚栓试件的破坏模式由冲切破坏转变为弯冲破坏。     

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。     

外露式钢柱脚受剪性能试验研究

以轴力和锚栓数量及其布置形式为参数,对4个外露式钢柱脚试件进行了水平往复加载试验,对其受剪性能及受剪机制进行分析。当柱脚所受轴力为压力时,柱脚的剪力由其与基础顶面间的静摩擦力传递给基础,且柱脚弯矩对其受剪承载力有提高作用。当柱脚所受轴力为拉力时,柱脚底板与基础表面间分离,柱脚在水平荷载作用下发生滑移,此时锚栓参与承担水平力,但其承担水平力的能力较小。柱脚受弯承载力随着柱脚锚栓数量的增加而增大。当锚栓数量从4个增加到6个时,柱脚受弯承载力增加了12%,耗能能力增加了20%。配置相同数量锚栓柱脚的滞回行为随着锚栓布置方式的不同也有所改变。将锚栓布置在沿加载方向的最外侧时,可以最大程度地利用每个锚栓的承载力。因此,在设计外露式柱脚时需要考虑锚栓布置方式,以便充分利用锚栓的受拉性能。     

Experimental investigation of composite shear walls under shear loadings

One of the efficient methods for improving the seismic behaviour of high-rise buildings is using Composite Steel Plate Shear Wall (CSPSW). In this paper, extensive experimental studies of one and three-story CSPSWs with the scale of 1:3 and 1:4, together with stress equations of each element are reported. The experimental results indicate that this system has reliable behaviour if the columns have high bending stiffness. Also bolts spacing to plate thickness ratio has direct relationship with system ductility. However, plate yield load has an inverse relationship with this ratio. In this system, plate stiffening requirement is obtained with minimum reinforcement for reinforced concrete, though for damage prevention high strength concrete is preferred. Also, the results show a good agreement for the recommended values of (b/t) by an AISC code for preventing plate buckling.     

浅析栓钉剪力连接件受剪承载力的影响因素

探讨和总结了压型钢板肋与钢梁组合结构的栓钉连接件的受力性能，从焊接方法、混凝土强度压型钢板的厚度等多方面，分析了各种影响因素对栓钉连接件受力性能的影响。     

钢筋混凝土剪力墙火灾后抗剪承载力研究

考虑了高温后混凝土和钢筋的力学特性,给出了火灾后钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力的计算公式.公式中,高温后剪力墙截面混凝土抗拉强度的平均降低系数采用分层法计算得到,并以表格的形式给出了不同迎火面温度、受火时间及剪力墙厚度的降低系数值以方便实际工程使用.利用该公式计算得到了火灾后钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力,与试验结果比较发现,...     

弯折钢筋抗剪键组合剪力墙抗剪性能试验研究

提出了一种弯折钢筋抗剪键的内嵌钢板-混凝土组合剪力墙,通过对3片新型组合剪力墙和1片钢筋混凝土剪力墙进行低周往复试验,研究其抗剪承载力、变形能力、抗侧刚度、延性和耗能能力等性能.试验参数包括弯折钢筋的布置方式、是否设置横向分布钢筋及墙体类型.按《组合结构设计规范》(JGJ 138-2016)中的公式计算了组合剪力墙的抗剪承载力,并与试验结果进行了对比.结果 表明:新型组合剪力墙抗剪承载力、屈服位移和极限位移均高于钢筋混凝土剪力墙,在相同侧向位移下表现出更强的耗能能力.未设置横向分布钢筋的组合剪力墙位移延性系数低于钢筋混凝土剪力墙,表明横向分布钢筋的设置可有效限制构件屈服后混凝土的开裂,提高构件的延性;抗剪钢筋交错布置的组合剪力墙屈服强度和极限强度高于抗剪钢筋平行布置的组合剪力墙,但抗剪钢筋布置方式对混凝土开裂和裂缝贯通位移角无明显影响;试验后的内置钢板核心区域未产生平面外变形,组合剪力墙表现出较高的抗剪承载力.     

弯折钢筋抗剪键组合剪力墙抗剪性能试验研究

提出了一种弯折钢筋抗剪键的内嵌钢板-混凝土组合剪力墙,通过对3片新型组合剪力墙和1片钢筋混凝土剪力墙进行低周往复试验,研究其抗剪承载力、变形能力、抗侧刚度、延性和耗能能力等性能.试验参数包括弯折钢筋的布置方式、是否设置横向分布钢筋及墙体类型.按《组合结构设计规范》(JGJ 138-2016)中的公式计算了组合剪力墙的抗剪承载力,并与试验结果进行了对比.结果 表明:新型组合剪力墙抗剪承载力、屈服位移和极限位移均高于钢筋混凝土剪力墙,在相同侧向位移下表现出更强的耗能能力.未设置横向分布钢筋的组合剪力墙位移延性系数低于钢筋混凝土剪力墙,表明横向分布钢筋的设置可有效限制构件屈服后混凝土的开裂,提高构件的延性;抗剪钢筋交错布置的组合剪力墙屈服强度和极限强度高于抗剪钢筋平行布置的组合剪力墙,但抗剪钢筋布置方式对混凝土开裂和裂缝贯通位移角无明显影响;试验后的内置钢板核心区域未产生平面外变形,组合剪力墙表现出较高的抗剪承载力.     

混凝土剪力墙受剪承载力计算

依据收集到的313片混凝土剪力墙受剪性能试验资料,对我国现行《混凝土结构设计规范》推荐的剪力墙受剪承载力公式的可靠性进行了分析;分别采用我国规范混凝土剪力墙受剪承载力计算模式、混凝土偏心受压构件受剪承载力计算模式和美国ACI规范剪力墙受剪承载力计算模式,用回归分析方法建立了相应的剪力墙受剪承载力计算公式。分析结果表明,现行规范推荐的剪力墙受剪承载力公式的计算结果为试验结果的偏下限值,具有91.7%的保证率;而用上述3种计算模式建立的剪力墙受剪承载力公式,亦采用试验结果的偏下限值,均具有不低于95%的保证率。建议以我国规范的混凝土偏心受压构件受剪承载力计算模式为基础建立的公式,可作为混凝土剪力墙受剪承载力计算公式。     

Experimental shear resistance evaluation of Y-type perfobond rib shear connector

Recently due to the increase in the construction of the steel–concrete composite structures, researches on shear connector which is capable of composite behavior of two members have been widely studied. This study evaluated the behavior of Y-type perfobond rib shear connector which is superior in shear resistance and ductility than conventional perfobond rib shear connector. Also, it suggested a shear resistance equation based on the push-out test. Firstly, various types of the proposed Y-type perfobond rib shear connectors have been examined to evaluate the effect on design variables such as strength of concrete, transverse rebar, thickness of rib, and Y-shape angle. As a result, the experiment showed that the higher the concrete strength, the shear resistance increased, while ductility decreased. In addition, transverse rebar significantly impacted both shear resistance and ductility to increase. Moreover, as thickness of ribs increased, shear resistance increased and ductility decreased. It was also proven that Y-shape angle has an effect on shear resistance and ductility to grow. Furthermore, it was indicated that Y-type perfobond rib shear connector has higher shear resistance and ductility than the conventional perfobond rib shear connector by comparing and estimating the experimental results. Lastly, the effect of bearing resistance, transverse rebar, dowel resistance by holes, and dowel resistance by Y-shape ribs on shear resistance was estimated by regression analysis. Through the result, the shear resistance equation was suggested to predict shear resistance of Y-type perfobond shear connector.     

斜板PBL剪力键受剪性能试验研究

为缓解间隔式PBL剪力键端部受力集中的问题,提出一种斜板PBL剪力键.通过四组共16个推出试件的加载试验,研究了直板与斜板PBL剪力键的受剪承载力、刚度及变形性能.研究结果表明:直板剪力键与斜板剪力键受剪承载力相当,斜板剪力键具有较高的抗剪刚度和较好的变形能力.当考虑端部承压作用时,斜板剪力键的受剪承载力随肋板角度变化...     

钢板混凝土剪力墙抗剪性能试验研究

完成了2个内嵌钢板混凝土墙试件和3个外包钢板混凝土墙试件在恒定轴压力和往复剪切作用下的拟静力试验,用以研究钢板混凝土剪力墙的抗剪性能。墙试件采用工字形截面,剪跨比为1.2,腹板墙截面含钢率约6%。试验结果表明：试件腹板墙发生剪切破坏;当设计轴压比由0.3提高至0.6时,试件的受剪承载力略有提高,极限位移角减小约20%;在轴压比相同和腹板墙含钢率相近的情况下,外包钢板混凝土墙的变形能力比内嵌钢板混凝土墙大约20%;采用竖向加劲肋-缀条拉结代替栓钉-对拉螺栓连接,外包钢板混凝土墙的受剪承载力差异不大,但变形能力显著增大。对国内外46个钢板混凝土墙试验数据的分析表明,按中国规程 JGJ 3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》计算得到的受剪承载力平均为试验值的78%,计算公式偏于安全;而美国规范AISC 341-10和欧洲规范Eurocode 8的计算公式仅考虑钢板的抗剪贡献,计算值仅为试验值的51%,严重低估了钢板混凝土墙的受剪承载力。对大量剪力墙试验数据的分析表明,钢板混凝土墙的剪切变形能力显著优于钢筋混凝土墙和钢骨混凝土墙。     

直剪剪切速率对粗粒土强度与变形特性的影响

土体的强度和变形对路基及边坡的稳定性具有控制作用,为分析剪切速率对粗粒土抗剪强度和变形特性的影响,基于THE-1000型室内大型直剪仪,对不同剪切速率下粗粒土的强度和变形特性进行试验研究。试验数据表明：不同剪切速率时的剪应力-剪切位移曲线均呈应变软化型;剪切速率为小于5 mm/min时,粗粒土强度理论公式拟合相关系数比较理想;随剪切速率的增加,内摩擦角有减小的趋势,约在27.8°～22.8°内变化,咬合力在90.3～112.2 kPa范围内振动变化;颗粒破碎率和最大垂直变形随着剪切速率减小或垂直压力增加而增大,即剪切速率越小越容易发生剪缩;剪切速率小而抗剪强度高的本质原因是：破碎后的细颗粒填充了由粗颗粒构成的土骨架孔隙,造成试样的密实度增加。