高配筋外包钢高强混凝土小偏压柱试验研究

在对８根高配筋率的外包钢高强混凝土小偏短柱试验基础上，进行了角钢与混凝土整体共同工作情况，外包钢小偏压短柱的破坏形态，曲率和挠度分布规律，角钢与受压区混凝土的受力性能，承载力计算，提高配率与配箍率及采用高强混凝土对小偏柱受力性能的影响等多方面的分析研究，还对高配筋外包钢高强混凝土小偏压柱进行了全过程分析，并进一步得出了承载能力直接计算法的简易公式。     

高强箍筋约束混凝土轴心受压性能分析

在高强箍筋约束混凝土轴心受压试验研究的基础上,对高强箍筋约束混凝土进行了三维非线性有限元分析,与试验结果比较吻合较好;通过数值模拟分析了箍筋间距、箍筋强度及箍筋形式等对约束混凝土轴压性能的影响,分析了箍筋受力与混凝土截面应力分布,揭示了箍筋与混凝土在轴压下的相互作用,探讨了箍筋对混凝土的约束机理;结果表明,通过合理选择有限元分析模型,可较好地预测箍筋约束混凝土柱的轴心受压性能.     

高配筋外包钢高强混凝土小偏压柱试验研究

在对８根高配筋率的外包钢高强混凝土小偏压短柱试验基础上，进行了角钢与混凝土整体共同工作情况、外包钢小偏压短柱的破坏形态、曲率和挠度分布规律、角钢与受压区混凝土的受力性能、承载力计算、提高配筋率与配箍率及采用高强混凝土对小偏压柱受力性能的影响等多方面的分析研究．还对高配筋外包钢高强混凝土小偏压柱进行了全过程分析．并进一步得出了承载能力直接计算法的简易公式．     

CFRP筋-珊瑚混凝土柱偏压力学性能数值分析

为研究CFRP筋增强珊瑚混凝土柱偏心受压力学性能,通过ANSYS软件对30根试验柱进行数值分析,讨论不同偏心距、长高比、纵筋率对试件极限承载力、受压侧混凝土应力、柱中挠度和位移的影响。结果表明：偏心距、长高比的增大使试件的极限承载力减小,柱中挠度增大,其中,试件PY-60受压侧混凝土极限应力仅为23 MPa,约为轴压柱PY-0受压混凝土极限应力的1/2;纵筋率的增大一定程度上可提高试件的承载能力。进行二阶挠曲效应参数分析,提出CFRP筋-珊瑚混凝土偏心受压柱的弯矩放大系数ηns计算方法,并结合现行规范进行适应性修正,其理论计算值与现有研究的试验结果吻合良好,具有一定的参考价值。     

S-Clip箍筋约束混凝土轴心受压短柱三维有限元分析

基于提高钢筋混凝土短柱抗震性能的要求,采用复合箍筋使得配筋量加大,施工质量不易保证.一种新型配筋方式S-Clip箍筋,可大大简化施工工序,确保施工质量.目前已有大量试验验证该种配筋形式的有效性,鉴于试验的局限性,本文应用三维有限元分析软件COM3D对S-Clip箍筋约束混凝土柱的轴心受压性能进行了分析,分析了混凝土强度等级、纵筋配筋和箍筋配置方式对箍筋约束混凝土柱力学性能的影响,以进一步研究S-Clip箍筋的性能,为工程设计与应用提供参考.     

圆钢管高强再生混凝土柱重复加载偏压试验

为研究圆钢管高强再生混凝土柱偏心受压性能,完成了4个试件的单调重复加载试验.4个试件分为两组,第一组试件包括圆钢管普通混凝土柱和圆钢管再生混凝土柱,偏心距100 mm;第二组试件与第一组试件相同,区别在于偏心距为160 mm.通过试验,得到了荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、应变沿截面高度分布情况,分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度、延性和耗能等.利用国内外相关规程对圆钢管再生混凝土偏心受压柱进行承载力计算,并与试验结果比对.研究表明:圆钢管高强再生混凝土偏心受压柱的损伤破坏过程与普通混凝土柱相似,承载能力和变形性能较普通混凝土试件有所提高;截面应变分布与平截面假定符合较好;随着偏心距增大,试件承载力降低,刚度退化加剧,变形能力增强.     

竹筋CFRP箍筋混凝土短柱受压性能的有限元分析

为倡导绿色建筑,制成了用竹条做骨架、碳纤维做箍筋的一种经济环保的混凝土柱．针对该混凝土柱的轴心受压力学性能和延性,采用ANSYS非线性有限元软件对其进行了模拟分析．通过软件分析表明：竹筋CFRP箍筋混凝土柱的承载力和延性均高于普通混凝土柱,CFRP箍筋提高了竹筋混凝土裂化后的承载能力;与钢筋混凝土柱相比,箍筋间距相同时配筋率为3％的竹筋CFRP箍筋混凝土柱的承载力和延性分别是配筋率为2％的钢筋混凝土柱的l.03倍和1．02倍,是配筋率为3％的钢筋混凝土柱的0．93倍和0．89倍;在适筋范围内竹筋CFRP箍筋混凝土柱的抗压性能随箍筋间距的增大而降低．     

高强混凝土柱小偏心受压性能尺寸效应试验研究

为了解高强混凝土柱小偏心受压性能的尺寸效应,进行了3组不同几何尺寸的高强混凝土柱小偏心受压破坏试验,其截面几何尺寸分别为200mm×200mm、400mm×400mm、800mm×800mm,对比分析了其破坏形态、承载力、变形能力及截面应变分布规律,揭示了其尺寸效应规律。研究结果表明,高强混凝土柱的小偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显;高强混凝土柱的小偏心受压承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力的安全储备量减小,变形能力减弱。     

方钢管高强混凝土偏压短柱试验研究

以偏心率和混凝土强度为参数,对8根方钢管高强混凝土偏压短柱进行试验研究.结果表明:偏压短柱具有较好的弹塑性工作性能;偏心率和混凝土强度对构件的承载力均有影响,但偏心率的影响更为显著,随偏心率增大,紧箍力对提高混凝土强度的作用随之减弱,构件的承载力也明显降低,承载力的降低与偏心率的增加不呈线性关系;混凝土强度对承载力的影响与偏心率有关,当偏心率小于0.5时,提高混凝土强度可以明显提高构件的承载力,当偏心率大于0.5时,混凝土强度对构件承载力的影响较小.     

高强螺旋筋约束普通混凝土柱轴压性能试验

为研究高强螺旋筋约束普通混凝土柱的轴压性能,以螺旋筋强度和螺旋筋配箍率为变化参数,制作了5个试件并进行了轴心受压试验。通过试验观测试件破坏全过程和最终失效模式,获取荷载-位移曲线和荷载-应变曲线,并对变化参数对约束混凝土力学性能指标的影响规律进行分析。试验结果表明：螺旋筋能提供较强约束作用,使得混凝土由脆性破坏转变为延性破坏;提高螺旋筋的配箍率能小幅提高螺旋筋的约束作用,当螺旋筋配箍率从1.89%提高到3.02%时,轴压承载力提高幅度为18%～38%,核心约束混凝土强度与非约束混凝土强度之比为1.8～3.8;提高螺旋筋强度能显著提高螺旋筋的约束作用,当螺旋筋强度从432 MPa提高到1 774 MPa时,核心约束混凝土强度与非约束混凝土强度之比从1.9提高到3.3,峰值位移增大约2.7倍。     

高強約束混凝土Z形柱的截面延性

利用編制的高強約束混凝土異形柱截面數值分析程序,通過對多種工況下高強約束混凝土Z形柱截面延性指標進行計算分析,對影響其截面延性的荷載角、軸壓比、混凝土強度、縱筋配筋率、箍筋配筋率和截面尺寸等多個因素進行了探討。研究結果表明:高強約束混凝土Z形柱截面延性的主要影響因素有(從大到小):荷載角、軸壓比、混凝土強度和箍筋配筋率;在此基礎上,擬合出高強約束混凝土Z形柱截面曲率延性與主要影響因素之間的計算公式,可為高強約束混凝土Z形柱截面延性計算提供參考依據。     

叠合式钢筋混凝土圆截面短柱偏心受压承载力计算

在考虑截面分阶段受力特点及极限状态下截面应变分析基础上,基于核心柱混凝土在一期荷载和二期荷载分别作用下截面应变图中性轴位置相同的假定,利用积分推导出核心截面承受偏心一期荷载、叠合截面承受同方向偏心二期荷载的叠合式钢筋混凝土圆截面短柱极限承载力理论计算公式,通过与Ansys有限元模拟分析对比,证明理论公式计算精度可以满足工程需要。     

钢骨混凝土大偏心受压柱承载力计算

通过对两组钢骨混凝土柱大偏心受压柱的试验研究并在总结前人研究的基础上,分析钢骨混凝土柱的受力特点和破坏模式,提出钢骨混凝土柱的极限承载力计算公式,并与试验结果进行对比,结果是令人满意的.     

再生砖混骨料混凝土柱的小偏心受压性能

通过小偏心受压性能试验对比研究3根的天然骨料混凝土柱和3根同强度全再生砖混骨料混凝土柱,强度分别为C25、C30和C35. 对6根柱进行加载试验,分析再生砖混骨料混凝土柱相比于同强度天然骨料混凝土柱在受力过程、破坏特征、变形能力与承载力等方面的差异. 试验发现,再生砖混骨料混凝土柱在小偏心加载至破坏的过程中,具有与天然骨料混凝土柱相似的3个受力阶段,且符合平截面假定. 与同强度的天然骨料混凝土柱相比,变形较大,但再生砖混骨料混凝土柱的极限承载力略高,原因可能在于两者轴心抗压强度的差异.     

高强混凝土方柱不同强度网格箍筋约束效果

GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中给出了螺旋箍筋和焊接环式箍筋作约束箍筋的约束混凝土圆柱轴心受压承载力计算公式,认为柱达到受压承载力时约束箍筋一定屈服,而事实上只有体积配箍率超过某个限值时箍筋才能屈服,同时规范未涉及网格箍筋约束混凝土方柱。为考察网格箍筋约束混凝土方柱达到轴心受压承载力时箍筋的拉应力水平,完成了混凝土轴心抗压强度为50.0~68.0 MPa,箍筋分别采用HRB400、HRB500、HRB600、PC800、PC1 270、抗拉强度标准值为1 570 MPa钢丝的42根网格箍筋约束高强混凝土方柱的轴心受压试验。试验结果表明:在约束混凝土柱达到轴心受压承载力时,存在箍筋不屈服的现象,混凝土轴心抗压强度、体积配箍率和箍筋间距对箍筋应力水平的发挥有较大影响。基于峰值受压荷载下箍筋未屈服的试验数据,建立了峰值受压荷载下箍筋实际拉应变计算公式,提出了峰值受压荷载下箍筋能够屈服的体积配箍率下限值计算方法。通过考虑箍筋实际拉应力对约束混凝土峰值压应力和压应变的影响,建立了网格箍筋约束高强混凝土受压应力-应变关系全曲线方程,为网格箍筋约束混凝土方柱的工程应用及计算方法的完善提供了参考。     

高强钢筋高韧性混凝土框架中节点抗震性能试验研究

对4个高强钢筋高韧性混凝土框架中节点进行低周往复加载试验,对比不同范围采用高韧性混凝土进行增强的节点与同条件下未增强的节点的承载能力、变形能力、滞回特性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。结果表明,在节点中采用高韧性混凝土进行增强,可以改善节点破坏形态,提高试件的承载能力和变形能力,提高构件的抗震性能,由节点核心区延伸至1倍有效梁高范围内采用高韧性混凝土进行增强的节点对变形性能、刚度退化、延性和耗能能力增强效果最佳。     

IHFRP约束混凝土圆柱轴压性能

为了研究层内混杂纤维布(IHFRP)对混凝土圆柱体的加固效果,通过24个混凝土圆柱体的轴心抗压性能试验,分析了各种IHFRP约束混凝土柱的破坏形式、承载力、变形性能和应力-应变全曲线.试验结果表明:IHFRP可显著改善柱的承载力及变形性能; 对于相同层数纤维布约束试件,随着IHFRP中碳纤维含量的增加,承载力增长显著; 相对于单一碳纤维布(CFRP)约束试件的峰值竖向应变,3种IHFRP约束试件峰值竖向应变提高了60%~100%; 将IHFRP应力-应变模型与试验曲线进行对比,拟合效果良好.试验结果为桥梁墩柱和框架柱等构件的加固设计提供了参考.     

高强型钢混凝土组合柱小偏心受压力学性能

为研究圆截面Q460高强钢混凝土组合柱在小偏压作用下的受力性能,进行了两根组合柱的工程性试验,对其破坏过程及特征进行分析,结果表明,钢骨有效限制剪切斜裂缝的发展,组合柱发生弯曲破坏,表现出良好的延性;采用有限元方法分析钢骨应力分布与变化规律,结果表明,混凝土压溃失效引起钢骨应力重分布,加剧了钢骨部分承担轴力和弯矩;对型钢屈服强度、含钢率进行有限元参数分析,结果表明,采用高强钢可有效提高承载力,同时控制构件截面尺寸与自重;对计算SRC柱压弯承载力的两种主要方法进行了比较分析,提出等效矩形概念的简化计算,为圆截面SRC柱设计提供依据.     

围压作用下混凝土的静动力细观破坏机理

为了解释围压作用下混凝土静、动力力学性能发生变化的物理机制，根据不同围压下混凝土的宏观破坏现象，通过研究知低围压下断裂力学适于混凝土强度的分析，而高围压下需要借助塑性力学工具.根据混凝土材料的细观结构，揭示了低围压作用下混凝土中微裂纹的开裂、扩展、串接直至破坏的细观损伤过程和破坏机理.利用线弹性断裂力学，考虑主控裂纹之间的相互作用，建立了低围压条件下混凝土静力强度的预测模型；利用断裂动力学，考虑裂纹扩展速度对其应力强度因子的影响，建立了低围压条件下混凝土动力强度的预测模型.理论模型的计算结果表明，加载速率影响围压作用下混凝土的抗压强度，加载速率越快混凝土动力抗压强度提高得越多，但随着围压增大，混凝土动力抗压强度增强系数减小，模型结果与宏观试验现象一致.     

X形配筋增强高强钢筋异形柱边节点抗震性能试验研究

通过对核心区应用X形配筋增强的高强钢筋异形柱边节点和同等条件下未被增强的高强钢筋异形柱边节点进行拟静力试验研究,对比分析异形柱边节点的破坏特征、滞回曲线、承载能力、位移及延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明,配置HRB500高强钢筋异形柱边节点比配置600 MPa级的边节点承载能低,但滞回性能好,变形能力强,刚度退化推迟,耗能能力强;在核心区加入X形配筋,均可以改善高强钢筋异形柱边节点的破坏特征,使边节点抗剪能力、变形能力、耗能能力增强,刚度退化推迟,提高异形柱边节点抗震性能,配置HRB500高强钢筋的试件核心区应用X形配筋加强后抗震性能提高效果更好。