焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱抗震性能试验研究

为研究焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱的抗震性能,首先进行了5根配置焊接复合箍筋的钢筋混凝土短柱和3根普通箍筋的钢筋混凝土短柱(作为对比)抗震拟静力试验,并对其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性及耗能指标、强度刚度退化、抗剪承载力等进行了对比分析.结果表明,焊接复合箍筋钢筋混凝土短柱与普通箍筋短柱的抗震性能各项指标两者基本一致或稍有提高,其中破坏过程相似,呈现出剪切破坏及部分剪切粘结型破坏形态,各构件滞回曲线表现出明显的"捏拢"效应,延性、耗能能力及强度刚度退化速度两者相当,同时均为明显的脆性破坏,但其位移延性均在3.58~5.52之间,表现出较好的延性抗震能力,表明焊接复合箍筋可用于工程实践和推广.     

考虑非线性剪切效应的钢筋混凝土柱模型化方法及应用

采用纤维模型梁柱单元和与之串联的零长度单元,模拟柱的弯曲机制和剪切机制。利用OpenSees提供的Limit State Material和Shear Limit Curve材料模型,定义钢筋混凝土柱的非线性剪切效应及其与弯曲效应的耦合。通过与不同学者的试验结果比较,验证了该方法的可靠性。最后,对笔者完成的原位推覆试验的一榀平面框架进行了Pushover分析。结果表明,考虑非线性剪切效应的模型化方法能较好地模拟钢筋混凝土柱抗剪承载力和刚度的退化现象,传统的纤维模型梁柱单元难以反映配箍不足的钢筋混凝土柱的弯剪破坏机制。该方法可用于存在抗剪能力缺陷的框架结构的非线性分析。     

SRC-RC竖向混合结构过渡层柱转换性能的试验研究

完成了6个SRC-RC竖向混合结构过渡层柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验.对其转换性能进行了研究.型钢在过渡层柱中局部存在的特点导致了较为严重的剪切破坏,临界斜裂缝贯通柱上部整个钢筋混凝土部分,剪切斜裂缝的张开与闭合导致滞回曲线"捏拢"现象明显,同级位移的三个循环中刚度退化严重.过渡层柱的延性受到型钢配钢率、配箍率、轴压比的影响.除试件SRC4-2-N外,其余试件的延性均达到μ≥3的抗震要求,介于3.39与5.99之间.在相同轴压比作用下,过渡层柱表现出较钢筋混凝土柱更好的变形能力,延性性能介于钢筋混凝土柱与型钢混凝土柱之间.     

钢筋混凝土剪力墙宏观有限元模型分析

分析了几种目前采用的钢筋混凝土剪力墙的宏观有限元模型，指出它们普遍存在的局限性是认为钢筋混凝土剪力墙首先发生弯曲破坏，然后才发生剪切破坏，故将剪切刚度的变化与轴向刚度的变化分开考虑，分别采用不同的滞回模型加以模拟。笔者将这一问题加以改进，使钢筋混凝土剪力墙剪切刚度的变化随着轴向刚度的变化而变化。提出了改进的多竖线模型。并且以实际算例进行验算，通过对比，所得的结果比较合理有效。     

矩形钢管约束钢筋混凝土超短柱滞回性能试验

为研究矩形钢管约束钢筋混凝土超短柱的滞回性能,进行了4个矩形钢管约束钢筋混凝土超短柱和2个普通钢筋混凝土对比试件的试验研究.主要参数为轴压比（0.3,0.5）和钢管宽厚比（111,166）;6个试件的剪跨比均为1.0.试验结果表明：普通钢筋混凝土超短柱的破坏模式为剪切破坏,延性和耗能性能较差;钢管约束钢筋混凝土超短柱中...     

纤维塑料加固与修复RC短柱抗震性能试验

目的对纤维塑料加固与修复钢筋混凝土桥梁短柱在反复荷载作用下的滞回性能进行试验研究．方法试验制作了4根大比例的钢筋混凝土桥柱模型，采用GFRP和CFRP两种材料对试验柱进行加固，在恒定的轴压力下进行拟静力试验，其中1根试件在加固前经历一定程度的破损．结果分析结果表明纤维塑料加固与修复钢筋混凝土剪切短柱的不仅阻止了柱子的脆性剪切配合，而且使柱端峰值位移率达到了8％。结论纤维塑料加固与修复钢筋混凝土剪切短柱具有稳定的滞回性能、良好的延性及能量耗散能力，能有效的改善钢筋混凝土剪切短柱的抗震性能．     

钢筋混凝土框架柱端剪切破坏震害分析及对策

为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中的一栋严重震损的实际结构为例,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟和受剪承载力计算.分析表明,填充墙附加剪力是造成框架柱端剪切破坏的主要原因.依据分析结果和已有试验成果给出了考虑填充墙附加剪力的柱端剪力荷载计算公式.震损结构案例分析表明,忽略填充墙附加剪力可能导致结构的抗倒塌能力严重下降,本文填充墙附加剪力公式计算结果与有限元分析结果及实际震害符合较好,可供工程设计参考.     

钢筋再生混凝土柱压弯性能的重复荷载试验

为减小尺寸效应影响,了解符合实际工程的钢筋再生混凝土柱压弯性能,进行了4根截面尺寸为600 mm×600 mm、不同再生粗骨料取代率、不同配箍率的钢筋混凝土方形截面柱大偏心受压重复荷载试验,研究了其受压破坏形态、承载力、侧向受弯刚度、钢筋及混凝土应变规律.结果表明:钢筋再生混凝土大偏心受压柱的破坏过程、破坏形态、侧向受弯刚度退化、钢筋和混凝土的应变与普通钢筋混凝土柱的区别不明显.参照现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的相关计算公式,计算钢筋再生混凝土大偏心受压柱承载力,其计算结果与试验结果符合较好.     

钢筋混凝土短梁挠度的研究

分析了钢筋混凝土简支短梁和连续短梁实测荷载-挠度曲线的特征,剪切斜裂缝的出现引起钢筋混凝土短梁荷载-挠度曲线的明显转折,剪切刚度和剪切变形对钢筋混凝土短梁的挠度有较大影响.斜裂缝出现后,箍筋和水平腹筋对钢筋混凝土短梁的剪切刚度有较大影响,从而对钢筋混凝土短梁的挠度产生较大影响.对钢筋混凝土短梁,只考虑弯曲变形按现行设计规范计算所得挠度与试验实测挠度误差显著,剪切效应对钢筋混凝土短梁挠度的影响不可忽略.     

型钢钢筋混凝土柱正截面承载力研究

本文通过12根偏压型钢钢筋混凝土(SRC)柱的试验,对型钢钢筋混凝土柱正截面发生破坏的形态、特征以及承载力等内容进行了研究。作为试验结果的补充和验证,本文采用有限条带法,对型钢钢筋混凝土柱正截面受力行为进行了全过程模拟试验分析。在此基础上,运用结构分析理论,对型钢钢筋混凝土柱正截面承载力破坏的力学模型、承载力确定原则和截面内力特征进行了分析,提出了建议的型钢钢筋混凝土柱正截面承载力简化计算公式。以相对偏心距e_0/h,长细比l_0/h为参数,对型钢钢筋混凝土柱的二阶效应进行了讨论,结合试验结果分析,提出了考虑柱二阶变形的正截面简化承载力计算公式。计算结果表明,理论分析与试验结果符合良好。     

中高层异形柱框-剪结构的剪力墙抗侧刚度优化

综合考虑剪力墙剪切变形、异形框架柱轴向变形和连梁刚度对异形柱框架-剪力墙结构的抗侧刚度的影响,对抗震设防区的中高层钢筋混凝土异形柱框架-剪力墙结构体系住宅进行剪力墙抗侧刚度的优化,同时采用底部剪力法分析剪力墙抗侧刚度与水平地震作用的关系,考虑层间位移、刚重比、剪重比等约束条件建立优化数学模型,并结合新规范给出模型的数值解．算例结果表明本优化模型可行、有效．     

混凝土密柱石膏复合墙板结构性能及简化分析模型

对混凝土密柱石膏复合墙板的水平剪力传递机理进行分析,发现石膏板肋能有效地在混凝土芯柱间传递水平剪力,对复合墙板结构性能有较大影响。在此基础上,提出混凝土密柱石膏复合墙板的等效带缝剪力墙简化分析模型,剪力墙竖缝布置以保证等效带缝剪力墙与复合墙板具有相同弹性抗侧刚度为原则确定。对混凝土密柱石膏复合墙板及等效带缝剪力墙的结构性能进行比较分析表明,混凝土密柱石膏复合墙板与带缝剪力墙受力机理相似,等效带缝剪力墙弹性及塑性阶段都能很好地反映混凝土密柱石膏复合墙板的结构性能。     

GFRP加固RC桥梁短柱滞回性能试验与分析

对3个抗剪承载力不足桥柱在恒定轴力作用下进行拟静力试验，分析了反复水平荷载作用下GFRP约束短柱的滞回曲线，并根据滞回曲线进一步得出了约束混凝土构件的骨架曲线及相应的恢复力模型，研究了其延性、强度与刚度的退化等性能。并在此基础上，利用数值计算方法对瓣约束钢筋混凝土桥梁短柱的恢复力模型进行了理论分析。结果表明，理论分析结果与试验结果吻合良好，可为约束钢筋混凝土结构的弹塑性动力分析提供参考。     

剪力连接件对型钢混凝土超短柱抗震性能的影响

进行了6个剪跨比为1的超短柱的滞回性能试验研究,其中包括2个钢筋混凝土柱(RC)、2个不设剪力连接件的型钢混凝土(SRC)柱和2个设剪力连接件的型钢混凝土柱.试验结果表明,不设剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为粘结破坏,与RC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力无显著提高,但耗能能力有所提高.设置剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为斜压破坏,与不设剪力连接件的SRC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力显著提高.随轴压比的提高,SRC超短柱的抗剪承载力提高;但轴压比对SRC超短柱的延性和变形能力无显著影响.     

剪力墙抗侧移刚度变化对框架柱内力的影响

利用框架-剪力墙结构协同工作的基本微分方程,给出矩形柱框架楼层剪力与框架-剪力墙结构刚度特征值的关系,分析在高层矩形柱框架-剪力墙结构设计中,改变剪力墙的弯曲刚度对框架柱楼层剪力的影响,并通过算例分析调整剪力墙数量时柱内力(剪力和轴力)的变化情况。最后给出优化剪力墙抗侧移刚度时,可以将矩形柱的截面尺寸当作常量的结论     

钢筋混凝土柱式桥墩落石冲击分析方法

为研究落石冲击对钢筋混凝土(RC)桥墩安全性能的影响,建立一种考虑截面抗剪能力率相关性的RC柱式墩崩塌落石撞击损伤状态评价方法.首先,通过与钢筋混凝土梁落锤实验结果对比验证数值模拟方法可靠性,考虑桩基与土层相互作用建立了彻底关大桥下部结构落石撞击有限元模型.其次,以KC模型修正的Priestley公式描述混凝土动载抗剪强度,以剪力破坏参数定义截面损伤等级,分析墩柱截面不同撞击场景下的损伤状态.最后,进行混凝土抗压强度、墩柱截面面积、箍筋间距、墩柱长细比参数敏感性分析.结果表明:全局平均等效静力方法应用于落石撞击荷载静力简化存在缺陷,在高冲击强度场景下衰减段长持时使得等效静力偏低;引入墩柱截面抗剪能力率相关性能够更准确地描述落石冲击损伤状态;增大墩柱截面面积和提高箍筋配筋率能够有效地降低RC柱式桥墩落石撞击损伤.     

钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的滞回性能试验研究

进行了8个试件的滞回性能试验研究,其中包括2个钢筋混凝土超短柱、2个型钢混凝土超短柱、2个钢筋混凝土分体柱和2个型钢混凝土分体柱;超短柱的剪跨比都为1,而分体柱的剪跨比都为3.试验结果表明,型钢混凝土超短柱的破坏模式为粘结破坏,因此与钢筋超短柱相比,构件的承载力、延性和变形能力并无显著提高.与超短柱相比,钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的延性和变形能力明显提高.随轴压比的提高,钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的延性与变形能力降低.相同轴力水平下,型钢混凝土分体柱的承载力、延性和变形能力明显优于钢筋混凝土分体柱.     

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.     

双柱墩地震反应的轴力刚度耦合作用

地震作用下钢筋混凝土双柱桥墩产生的动轴力不仅会改变桥墩的屈服强度,而且也会相应地改变桥墩的刚度,但目前广泛使用的集中塑性模型一般并未考虑这种轴力-刚度的耦合作用。以自动计入轴力-强度及轴力-刚度耦合作用的纤维模型分析结果为基准,研究了轴力-刚度耦合作用对钢筋混凝土双柱桥墩地震反应的影响。结果表明,轴力-刚度耦合作用对双柱墩弹性阶段的反应有较大影响,但不改变结构的极限承载力;由于拉压桥墩的刚度互为消长,等高双柱墩的地震位移响应在不计轴力-刚度的耦合作用时与实际情况只略有差异,但墩柱弹性内力响应则会被较大地低估;不等高双柱墩的刚度受较矮侧桥墩控制,因此轴力-刚度的耦合作用对结构的地震位移响应和弹性内力响应都有明显影响,桥梁不规则性越大影响越显著,在进行结构分析时不能忽视这一因素的影响。