柱下端局部采用FRC材料钢筋混凝土柱的承载力分析

为了改善钢筋混凝土柱的变形能力和损伤容限,在其下端局部采用纤维增强混凝土（F RC ）代替普通混凝土,设计了6根剪跨比为3、柱内配置较少箍筋的钢筋混凝土柱试件,进行了拟静力试验。试验结果表明,这种柱为弯曲屈服后的剪切破坏,具有较好的变形能力和损伤容限;局部使用FRC材料可以减少约束箍筋和抗剪箍筋用量。根据试验结果,建立了考虑截面受拉区FRC受拉作用的压弯承载力计算方法以及斜截面受剪承载力计算公式,其中斜截面受剪承载力计算公式的计算值与试验值比较吻合。     

氯盐环境混凝土桥墩柱屈服位移时变模型

为了研究钢筋混凝土桥墩柱在氯盐环境中屈服位移时变模型,采用静力法建立了桥墩柱屈服位移计算模型,在此基础上通过对桥墩柱截面屈服曲率推导计算,得出了轴压比、剪跨比、纵筋配筋率以及配箍率与桥墩柱屈服位移的关系式。最后,通过分析氯盐环境对桥墩柱的影响得出了桥墩柱屈服位移的时变性模型。结果表明:在不考虑氯盐环境对其影响的情况下,当剪跨比、纵筋配筋率以及配箍率一定时,桥墩柱屈服位移随轴压比增大而增大;当轴压比、纵筋配筋率以及配箍率一定时,桥墩柱屈服位移随剪跨比的增大而增大;当轴压比、剪跨比以及配箍率一定时,桥墩柱屈服位移随纵筋配筋率的增大而增大;当轴压比、剪跨比以及纵筋配筋率一定时,桥墩柱屈服位移随配箍率的增大而增大。在考虑氯盐环境对其影响的情况下,当其他因素一定时,钢筋开始锈蚀时间随保护层厚度的增加而延长;当其他因素一定时,保护锈胀胀裂时间随腐蚀电流密度增加而缩短。     

锈蚀箍筋混凝土梁的抗剪承载力分析

通过通直流电的方法加速两系列钢筋混凝土试验梁的锈蚀,并进行箍筋锈蚀后试验梁抗剪承载力的试验研究;在试验研究的基础上,分析先前研究者的锈蚀箍筋混凝土梁抗剪性能试验研究结果,分析和讨论了混凝土梁箍筋锈蚀后抗剪性能和强度的变化规律.结果表明,在箍筋锈蚀较轻的情况下,混凝土梁的抗剪承载力有所提高,而在箍筋锈蚀率大于10%以后,混凝土梁的抗剪承载力随箍筋锈蚀率的增加而显著降低;由箍筋锈蚀引起的混凝土截面损伤对混凝土梁抗剪承载力的影响非常显著,尤其对于抗剪承载力较多取决于混凝土贡献的小剪跨比混凝土梁.基于试验数据的综合分析,建立了锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力的表达式,可以方便地应用于实际工程的设计计算中.     

采用焊接箍筋的钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验研究

焊接箍筋具有节约钢材、节约工时、方便施工、可工业化和标准化生产等性能优势,具有良好应用前景.为研究采用焊接箍筋的钢筋混凝土梁斜截面抗剪性能,分别对4个采用焊接箍筋混凝土梁和4个采用传统绑扎箍筋混凝土梁试件的受剪性能试验研究.结合试验研究,考察了焊接箍筋梁和普通绑扎箍筋梁试件裂缝开展过程和梁受剪破坏形态,分析了各试件抗剪承载能力和箍筋应力发展过程.试验研究结果表明在钢筋混凝土梁中以焊接箍筋替代传统绑扎箍筋是作为抗剪箍筋是可行的,主要表现在焊接箍筋混凝土梁与普通箍筋混凝土梁的裂缝开展、变形发展和破坏形态基本相同,并且焊接箍筋混凝土梁的极限抗剪承载力略高于普通箍筋混凝土梁.另外,经对比分析,焊接箍筋混凝土梁斜截面受剪承载能力稍高于现行规范建议的钢筋混凝土梁斜截面承载能力计算公式的计算结果.本文研究结果可为焊接箍筋混凝土梁的后续研究和工程推广应用提供理论依据.     

钢纤维高强混凝土箍筋梁抗剪性能试验

为了提高高强混凝土的韧性和抗剪能力,在高强钢筋混凝土梁中掺入钢纤维.对20根(ffcu=52.4~84.7)钢纤维高强混凝土箍筋梁(fρ=0.5%~1.5%)和2根高强混凝土箍筋梁对比试件进行了试验.试验的主要变化参数为钢纤维体积掺率、钢纤维种类、配箍率和混凝土强度.试验结果表明钢纤维能够显著地改善梁的抗剪性能.基于试验结果,分析了钢纤维、箍筋、混凝土的强度和剪跨比对梁的斜截面抗裂和抗剪承载力的影响.在考虑钢纤维影响的基础上,提出了与普通钢筋混凝土梁斜截面计算公式相协调的钢纤维混凝土梁的斜截面开裂和极限承载力计算的经验公式.     

锈蚀钢筋混凝土黏结滑移本构模型及数值模拟应用

为研究纵筋与箍筋共同锈蚀对钢筋混凝土黏结性能的影响,采用电渗—恒电流—干湿循环的加速锈蚀方法对25个钢筋混凝土（RC）试件进行锈蚀,进而对其进行拉拔试验,研究了纵筋锈蚀、箍筋锈蚀、保护层厚度和箍筋间距等参数对黏结性能的影响规律。分析了锈蚀对混凝土与钢筋界面间黏结力的影响,将黏结性能退化归因于材料性能退化和约束效应退化,基于试验数据,建立并验证了一个考虑设计参数、纵筋及箍筋共同锈蚀的修正黏结滑移本构模型。结合所提本构模型及微元算法建立了锈蚀纵筋应力-滑移模型,基于OpenSees平台,将所建模型应用于零长度截面单元中,通过串联纤维梁柱单元与零长度截面单元建立了考虑黏结滑移变形的锈蚀RC构件数值模型,根据锈蚀RC柱拟静力试验数据对该模型的准确性进行验证,并采用仅考虑锈蚀损伤的纤维模型进行辅助验证。结果表明:混凝土与钢筋界面间黏结力随锈蚀程度的增加呈先上升后下降的趋势,增加保护层厚度可略微增加黏结强度,而箍筋加密对黏结强度提升明显;与纤维模型相比,所建锈蚀RC纤维模型承载力、累计耗能和极限位移误差分别降低12.8%、23.5%和14.2%,表明所建模型可合理计算钢筋滑移的贡献且准确预测锈蚀RC柱地震整体响应。     

桥梁墩柱抗震能力及影响因素对比研究

针对典型梁桥墩柱的抗震能力及其影响因素展开对比研究。根据材料非线性本构关系建立墩柱塑性铰区截面的弯矩-曲率关系, 分析轴压比、纵筋率、配箍率等对墩柱抗弯能力和延性的影响。基于AASHTO、CALTRANS、ATC-32、抗震细则等规范对墩柱的抗剪能力、塑性铰转动能力进行对比研究。结果表明:增大轴压比和纵筋率均可提高墩柱的抗弯能力, 但都会降低墩柱的延性; 提高配箍率可有效地增强墩柱的抗弯能力和延性, 但增幅随配箍率的提高而趋缓; 抗震细则中有关墩柱抗剪和转动能力的公式过于保守, 普遍远低于其他规范的计算值。       

方形混凝土柱在双层箍筋约束下的力学特性研究

为提高钢筋混凝土柱的抗震性能和延性,对方形混凝土柱在双层箍筋约束下的力学特性进行了研究.通过对单层箍筋约束方形混凝土柱和双层箍筋约束方形混凝土柱进行轴心受压试验,并结合有限元软件ABAQUS的模拟试验,研究了双层箍筋约束钢筋混凝土的轴心受压力学性能,分析了内外层箍筋间距、内外层箍筋之间距离、核芯混凝土截面面积大小等因素对混凝土约束效果的影响,并分析了配箍特征值λv对方形混凝土柱延性的影响.试验结果表明,双层箍筋能有效地约束钢筋混凝土的横向变形,对提高钢筋混凝土方形柱的极限承载力和延性有明显效果.     

配有高强钢筋的圆形墩柱抗震试验研究

通过对3根分别配置高强钢筋和普通钢筋的混凝土墩柱进行的拟静力荷载试验,详细测试和观察、分析研究了其抗震性能.详细记录和描述了结构的破坏特征和破坏形式,研究了其滞回曲线、骨架曲线的特征,分析了钢筋强度、混凝土强度、箍筋间距等因素对桥墩延性的影响.     

锈蚀箍筋混凝土梁的抗剪承载力计算分析

考虑箍筋锈蚀对混凝土和箍筋所承担剪力的削弱作用,结合现有规范中的抗剪承载力计算公式,并在已有的研究基础上,引入混凝土抗剪承载力降低系数α,建立了锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力计算公式,同时通过试验对所建立的锈蚀钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力计算公式验证,试验结果吻合较好。     

高温下FRP加固钢筋混凝土板非线性分析

为了给FRP加固钢筋混凝土板的耐火性能研究提供数值计算方法,实现FRP加固板高温下的热-力学耦合分析,在合理选取混凝土、钢筋及FRP材料力学性能参数的基础上,编制了FRP加固板高温下的非线性有限元分析程序,程序的有效性得到了已有试验结果的验证.基于程序对薄涂型防火涂料厚度、载荷比、混凝土板纵筋配筋率、FRP加固量、混凝土板厚及钢筋保护层厚度等对影响加固板跨中位移的相关参数进行计算分析.结果表明:防火涂料厚度、火灾载荷比以及FRP加固量对加固板耐火性能有显著影响;混凝土板厚及钢筋保护层厚度也对火灾下的加固板挠度产生影响;而跨中挠度随混凝土板纵筋配筋率的变化不明显.     

C80高强混凝土柱在反复荷载作用下的抗剪性能

通过1根C40普通混凝土柱与4根C80高强混凝土柱在竖向轴压力和水平反复荷载作用下的抗剪性能试验,深入研究了混凝土强度等级、剪跨比、轴压比和配箍率等因素对柱的破坏形态、滞回性能、位移延性及受剪承载力的影响.分别采用中国规范GB50010—2010、美国规范ACI318—08、加拿大规范CSA—04及桁架-拱模型对钢筋混凝土柱的受剪承载力进行计算,并与试验值进行对比分析.结果表明:对于小剪跨比钢筋混凝土柱,上述规范受剪承载力计算公式均偏于保守;由于考虑了拱效应,桁架-拱模型较其他规范对钢筋混凝土柱受剪承载力的预测更为准确.     

影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力因素分析

利用正交试验设计法、规范方法对影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力的各因素进行分析,考虑的因素包括混凝土强度等级、高宽比、横向钢筋配筋率,得出了各种影响因素的重要程度。影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力最敏感的因素是高宽比,混凝土强度次之,横向钢筋配筋率影响最小。随着高宽比的增大,混凝土强度等级的提高剪力墙抗剪承载力呈上升趋势。由于钢筋混凝土低剪力墙中水平钢筋对抗剪承载力的作用有限,当其抗剪承载力不足时,应主要通过调整截面尺寸或提高混凝土强度等级来满足抗剪承载力的要求。     

干砌填充墙框架结构抗侧性能及简化计算

利用拟静力试验结果和有限元结果对干砌填充墙框架结构的受力机理进行分析.在充分考虑并联模型和等效斜支撑模型后,把钢筋混凝土框架及干砌填充墙抗侧力贡献单独分析,研究填充墙内砌块密度、摩擦系数及砌块层数等对结构抗侧力的影响.研究表明:1)平面应力单元及界面单元能够模拟干砌填充墙的受力性能.根据该模型,试验对应工况下,无浆填充墙框架最终失效由框架破坏产生;2)无浆填充墙抗侧力贡献主要源于内部砌块之间的相互摩擦力,且该抗侧力分为恒定段、加强段以及极限承载力3段;3)提出了无浆填充墙抗侧力分段公式并得到了试验及有限元结果的验证.     

钢筋混凝土柱非线性特性的分析方法

准确评估钢筋混凝土柱的抗震性能,对于保证混凝土结构地震作用下的安全性具有重要意义。为采用Pushover方法合理评估钢筋混凝土柱的抗震性能,通过对PEER钢筋混凝土柱抗震性能试验数据库中数据的分析,提出了1种确定弯剪荷载下柱荷载-变形曲线、卸载刚度和再加载刚度的计算方法,并给出了按滞回环面积等效确定等效阻尼比的公式。柱的荷载-变形曲线是以传统的弯曲截面分析为基础、考虑剪力和柱端钢筋拔出的滑移影响而进行修正得到的;卸载刚度和再加载刚度是分别对其与柱割线刚度的关系进行统计分析确定的。最后以一单自由度体系为例说明了按模型建立柱的＂能力曲线＂以及对柱进行Pushover分析的方法,并就剪跨比、轴压比以及配筋率等参数对柱抗震性能的影响进行了分析。     

基于神经网络的钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力研究

神经网络(ANN)模型作为土木工程领域中一种有效的方法能够用于解决复杂的问题.基于试验数据采用神经网络对钢筋混凝土剪力墙的抗剪承载力进行预测,收集160个钢筋混凝土剪力墙在低周往复荷载下的试验数据,建立数据库,选取140个试验样本对ANN模型进行训练,20个试验样本进行测试验证.ANN1和ANN2有14个输入参数:混凝...     

FRP筋混凝土板冲切承载力计算方法

基于临界剪切裂缝理论,提出FRP筋混凝土板冲切承载力的计算方法. 该方法考虑拉伸刚化效应的混凝土拉伸应力-应变关系,利用截面分析法确定FRP筋受弯构件的弯矩-曲率关系. 根据混凝土板的变形假定、弯矩-曲率关系以及板的平衡方程,确定FRP筋混凝土板的需求曲线. 收集文献中试验数据对该计算方法进行验证,并将其与其他计算模型进行比较分析. 参数分析结果表明：随着混凝土强度与柱头尺寸的增加,FRP筋板承载力名义应力相应降低,混凝土板的延性呈现增长趋势;随着配筋率与厚度的增加,板冲切承载力的名义应力增大,配筋率与厚度的增加会导致板延性降低,因此在设计中应充分考虑板厚与配筋率对FRP筋混凝土板延性的影响.     

配筋混凝土砌块墙梁受力性能的有限元分析

为了研究配筋砌块墙梁的受力机理及其承载力影响因素,采用ANSYS有限元分析软件,在单元选取、模型建立、参数设置等方面得到可靠验证的基础上,进行了扩大参数分析,考虑了砌块墙体材料强度、墙梁上的洞口大小、洞口位置、托梁的高度、跨度及其纵筋配筋率、墙体中分布钢筋配筋率等因素对墙梁承载力的影响.结果表明:砌块墙体中的混凝土芯柱、竖向和水平分布钢筋将托梁和灌芯砌块墙体连接为整体,墙梁受力模式类似混凝土深梁;灌芯砌体强度、墙梁的跨度与托梁的纵筋配筋率是影响墙梁承载力的主要因素;洞口的存在会削弱墙梁的拱作用,使拱体形状及传力路径发生改变,造成其承载力降低;简支带洞口配筋砌块墙梁的托梁高跨比可以降低到1/14.     

碳纤维加固钢筋混凝土柱试验研究与应用

碳纤维加固混凝土柱通过横向约束作用,提高柱的轴心受压承载力,增加柱的延性。利用碳纤维材料作围套加固混凝土轴心抗压柱,具有施工简单、抗腐蚀能力强、约束效果好等优点。