钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验研究

完成了9个冲跨比为7的钢筋混凝土板柱节点受冲切破坏试验,得到了荷载-挠度曲线、应变及破坏形态等信息。根据本试验结果和历史试验数据,分析了混凝土强度、纵向配筋率、纵筋屈服强度等因素对试验板破坏形态及受冲切承载力的影响,并将受冲切承载力试验值与我国混凝土规范GB 50010—2010、美国规范ACI 318-08、欧洲规范EN 1992-1-1∶2004和CEB-FIP Model Code 2010规范的计算值进行了对比。结果表明:相对于普通强度混凝土板柱节点,高强混凝土板柱节点的破坏特征对配筋情况并不敏感;混凝土强度和配筋率的变化将影响构件的破坏模式;我国混凝土规范计算得到的高强混凝土板柱节点受冲切承载力比普通强度混凝土板柱节点的计算结果保守;我国混凝土规范中的混凝土抗拉强度不能很好地反映混凝土强度对受冲切承载力的影响;纵筋配筋率对受冲切承载力有较大影响。     

柱截面形状对板柱节点受冲切性能影响的试验研究

我国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的板柱节点受冲切承载力计算公式考虑了柱截面形状的影响,但相关的试验研究十分有限,机理尚不明 确。为研究柱截面形状及纵筋配筋率对板柱节点受冲切性能的影响,完成了10个轴心荷载作用下的板柱节点冲切破坏试验。试验变量为柱截面形状（包括圆 形、六边形、方形和矩形截面）以及纵筋配筋率。通过试验获取了荷载-挠度曲线、破坏形态、钢筋和混凝土的应变分布。采用专门设计制作的应变测杆, 得到了板柱节点内部裂缝发展过程。结合试验结果和已有试验数据进行分析,结果表明：柱截面形状对受冲切承载力的不利影响的根本原因是冲切截面计算 周长与板截面有效高度的比值增大导致的应力集中现象;现行《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）假定的冲切锥面倾角以及圆柱板柱节点的受冲切 承载力计算方法存在不合理之处;板内斜裂缝首先在靠近柱头的中上部区域形成,冲切破坏呈现剪切劈裂的特点。     

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。     

混凝土板柱结构中柱节点承载力及破坏形态的研究

板柱结构中柱节点的破坏形态主要有冲切破坏和弯曲破坏两种。结合国内外试验 ,验证了《混凝土结构设计规范》(GB 5 0 0 10— 2 0 0 2 )给出的板柱结构中柱节点受冲切承载力计算公式 ,根据水平地震作用下按弹性分析得到的等代梁计算宽度 ,提出了中柱节点受弯承载力的计算公式 ,最后给出了这两类破坏形态的判别方法。     

板柱节点拟静力试验及板栓钉群外受冲切承载力计算方法

针对板柱结构中采用栓钉抗剪问题,进行了两个钢筋混凝土板柱节点发生栓钉群外破坏的拟静力试验。提出了板栓钉群外圆角冲切破坏轮廓线;并根据现有的试验结果,采用《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的非预应力混凝土板受冲切承载力计算公式的形式,引入冲跨系数,提出了非预应力混凝土板栓钉群外受冲切承载力计算公式。利用该公式计算得到受冲切承载力与发生冲切破坏板柱节点的试验结果吻合较好。     

某板柱抗震墙结构检测鉴定探讨

北京市西城区某办公楼采用板柱-抗震墙结构体系,该体系在当时为一种创新结构形式,采用较少,相关规范还不够完善。近期对该建筑进行了现场检测及抗震鉴定。在验算过程中发现其部分板柱节点受冲切承载力不足,因板柱结构体系中,板柱节点通常是一个薄弱位置,在竖向荷载和不平衡弯矩作用下,板柱结构中柱节点易发生脆性的冲切破坏,是影响板柱结构体系抗震性能的关键,所以需重点考虑。本文在原鉴定中规范计算的基础上,比照国内外的经验方法,进一步对该建筑板柱节点受冲切承载力进行分析讨论。     

新旧规范中混凝土抗冲切承载力的对比

通过对我国新旧<混凝土结构设计规范>中有关混凝土板抗冲切承载力验算的对比和分析,指出新规范在保证安全的前提下适当提高了板的受冲切承载力,补充了配置抗冲切钢筋板的受冲切承载力计算方法,同时对板柱节点抗震设计作出了相关规定,从而使板柱结构的设计更经济合理.     

配置受冲切锚栓的混凝土板柱连接的试验研究

本文报导8块钢筋混凝土板柱连接的试验结果。一块没有受冲切钢筋,其余7块配置受冲切锚栓。文中阐述了板的破坏形态和特征,讨论了受冲切锚栓对板的承载能力的影响,并提出这类构件受冲切承载力的计算方法。按此方法计算所得值与国内外试验结果的符合程度较好。本试验结果可供今后修订设计规范作参考。     

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。     

板柱结构体系与板柱节点研究的新进展

板柱结构是一种常用的结构形式,但由于自身抗侧刚度和抗侧承载力较小,节点易受到冲切破坏,尤其在地震作用下的不平衡弯矩会导致节点发生冲切破坏,甚至引起连续性倒塌。本文详细列举了板柱结构的震害实例,分析了主要的破坏原因;进一步介绍了国内外关于板柱结构的整体性能试验和节点抗震研究的新进展,阐述了目前常用的提高节点抗冲切能力措施,包括:配置抗冲切钢筋、提高板底纵筋强度和配筋率、应用钢纤维高强混凝土材料、设置柱帽或托板等,同时阐述了板柱结构在我国实际工程中的应用情况和标准化。最后,提出了板柱结构相关研究和推广应用中存在的问题。     

Strain-based strength model for direct punching shear of interior slab-column connections

A strength model was developed to predict the direct punching shear strength of interior slab-column connections without shear reinforcement. At slab-column connections damaged by flexural cracking, it was assumed that the punching shear force was resisted mainly by the compression zone of the critical section. The punching shear strength at the critical section was determined at the intersection between the shear capacity curve and the demand curve. The shear capacity was defined by the material failure criteria of concrete, addressing the effect of the slab flexural stresses on the shear stress capacity of concrete. The shear demand was defined as a shear force required to develop the flexural moment of the slab. For the application of the proposed model to design practice, a simplified strength model was also developed, introducing two modification factors involving in the size effect and non-uniform shear stress distribution. For verification, the proposed strength model was applied to existing test specimens tested by other researchers.     

Prediction of punching shear strength of two-way slabs

The punching shear strength of two way slabs without shear reinforcement and without unbalanced moment transfer is estimated using both neural networks and new simplified punching shear equations. An artificial neural network (ANN) was used to predict the punching shear strength of internal slab-column connections. Neural network analysis is conducted using 244 test data available in the literature and experiments conducted by the authors to evaluate the influence of concrete strength, reinforcement ratio and slab effective depth on punching shear strength. A wide range of slab thicknesses (up to 500 mm) and reinforcement ratios were used. In general, the results obtained from the neural network are very close to the experimental data available. The test results were used to develop two new simplified practical punching shear equations. The equations also showed a very good match with available experimental data. Four equations for the punching shear strength prescribed in well-known specifications were evaluated based on the available experimental results. This paper includes a discussion of the parameters of punching shear strength in the American, Canadian, British and European specifications.     

Ductility of Reinforced Concrete Flat Slab-Column Connections

Abstract:   The article presents experimental and analytical research on providing adequate ductility and rotational capacity to reinforced concrete slab-column connections. Post peak-load ductility of connections in reinforced concrete framed structures is essential for ensuring structural integrity and preventing local failure that may lead to progressive collapse of such systems. The importance of ductility for resistance against abnormal loading and the role of transverse reinforcement in providing ductility is discussed, and a new shear-strengthening technique, shear bolts, is presented. Shear bolts are a special type of reinforcement developed specially for retrofitting of existing, previously built, flat slabs. The results of an experimental work are presented which show how transverse reinforcement increases punching shear capacity and post-failure ductility of slab-column connections. The described work also applies a specially developed finite element formulation based on layered shell elements, to the analysis of continuous reinforced concrete slabs. The formulation is applicable for global structural analysis of slabs failing in flexure or punching modes. The finite element and experimental results are compared in the article.     

现浇箱形空心混凝土板柱节点受冲切承载力计算

采用夹层板理论推导了钢筋混凝土箱形空心板柱中节点在竖向剪力作用下的抗冲切承载力计算公式,分析了影响箱形空心板抗冲切的主要影响因素;与国内外的有关数据比较表明,计算公式具有较高的精度,可以在实际工程中应用。     

偏载下板柱结构中柱节点破坏试验研究

采用重剪比以及配筋率两个试验变量对4个板柱中节点的破坏过程进行了对比试验,并在试验过程中采用特制应变测杆对试件内部斜裂缝的形成和发展予以监测。试验结果表明：试件最终破坏形态受重剪比和配筋率两因素共同影响;重剪比相同的试件,配筋率的提高也可有效提高中柱节点对不平衡弯矩的承载力;板内斜裂缝在节点发生冲切破坏之前已产生,并从靠近柱头的受压区向板底受拉区开展。基于试验结果和历史试验数据,将中国规范 GB 50010—2010所采用的基于偏心剪应力模型的计算方法和欧洲规范 Eurocode2-04进行对比,分析了偏心剪应力模型不足的原因。     

配置抗冲切钢筋的混凝土板柱连接的破坏形态与承载力分析

本文探讨配置抗冲切钢筋的混凝土板在中心柱荷载作用下可能出现的各种破坏形态及相应的承载力，并提出按最薄弱可能原则确定板的实际破坏形态与承载力的概念和方法，研究结果得到了试验验证，为板的抗冲切配筋设计提供了正确的理论基础。     

钢纤维高强混凝土冲切板的试验研究

为研究钢纤维高强混凝土板的抗冲切性能,对18个不同混凝土强度、钢纤维体积率、板面纵筋配置以及不同冲跨比的配筋混凝土板柱连接体进行了冲切试验,得到板在柱上荷载作用下,挠度、倾角、板面混凝土应变及板内混凝土应变、沿板面纵向钢筋应变等与荷载的关系曲线。研究结果表明,在高强混凝土板柱体系中掺入钢纤维不仅可减小冲切板在各个受力阶段的变形,增大板的能量吸收能力和冲切时强度,更使板冲切破坏的脆性明显降低,板的抗冲切受力性能得到全面改善。并在试验研究的基础上,建立了包含板抗冲切力和抗弯能力的新的极限承载力计算公式,理论值与实测值吻合良好。     

钢筋混凝土板柱节点的抗震性能研究

共进行了6个大比例尺板柱节点在竖向荷载和水平反复荷载作用下的试验,在对板柱节点试验结果分析研究的基础上,采用塑性极限方法,对钢筋混凝土板柱节点在冲切力和不平衡弯矩共同作用下的承载能力进行了研究,推导出板柱节点抗冲切和抗弯强度相关方程,并简化为实用计算公式。与本文作者和国内外有关试验数据的比较表明,本文提出的计算公式具有较高的精度。