高强箍筋约束高强混凝土短柱抗震性能试验研究

通过6个复合箍筋约束高强混凝土短柱在高轴压比下的低周往复水平加载试验,研究了其破坏过程、破坏形态、抗剪性能以及各个受力阶段箍筋应力的变化,并通过与普通强度箍筋混凝土短柱试件对比,分析了箍筋强度、箍筋间距、配箍率等因素对短柱受剪承载力、滞回特性、耗能能力及延性性能的影响。结果表明:配置高强箍筋对短柱受剪承载力的影响不显著,但明显提高和改善了其耗能能力和延性性能;高强箍筋混凝土短柱具有较普通箍筋混凝土短柱的滞回曲线"饱满",循环次数多,刚度衰减慢等特点;在配箍率等条件相同的情况下,高强箍筋混凝土短柱的延性和耗能能力均明显优于普通箍筋混凝土短柱;达到峰值水平荷载时,普通箍筋达到或接近于屈服,而高强箍筋仍具有较高的应力储备,当达到极限水平荷载时,部分高强箍筋接近于屈服。     

高强箍筋高强混凝土短柱抗震性能试验研究

为了研究高强箍筋约束高强混凝土短柱在地震作用下的抗震性能,采用建研式加载装置,通过14根高强混凝土短柱试件的低周反复加载试验,研究了高强箍筋约束高强混凝土短柱的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、变形和延性、耗能能力以及高强箍筋的应力发挥水平和受剪承载力计算等,分析了轴压比、剪跨比、箍筋强度、箍筋间距、箍筋形式和混凝土强度等因素对短柱破坏形态、滞回性能和承载力的影响。结果表明：短柱破坏形态受设计参数的影响有剪切破坏和剪切黏结破坏两类;与普通强度箍筋混凝土短柱相比,高强箍筋高强混凝土短柱在节约材料的同时具有优越的抗震性能和抗倒塌能力;达到极限荷载后,箍筋的应变发展较快,高强箍筋的强度发挥充分,短柱的抗震性能明显改善;通过对高强箍筋应力取值进行适当修正,采用GB 50010-2010规范公式计算高强箍筋高强混凝土短柱的受剪承载力是可行的。     

高强箍筋约束高强混凝土柱抗震性能试验研究

通过10个高强箍筋约束高强混凝土柱在高轴压比下的低周反复水平加载试验,研究该类构件的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和延性性能,分析箍筋的应力及其强度发挥水平,并与普通强度箍筋的约束效果进行对比。结果表明,在高轴压比下,该类型柱的滞回曲线仍呈稳定丰满的梭形,具有较好的延性性能、耗能能力和较强的抗倒塌能力,即密配高强箍筋是保证高强混凝土框架柱在高轴压比下具有良好延性性能以及提高其轴压比限值的有效措施;大部分试件破坏时,其高强箍筋已经屈服,箍筋强度可以得到比较充分的发挥,从而达到比较好的约束效果;此外,在同等条件下与普通强度箍筋柱相比,高强箍筋高强混凝土柱其滞回曲线较为丰满、稳定,有较大的塑性耗能能力,延性显著增加,约束效果明显优于普通箍筋。     

高强箍筋约束高强混凝土压弯构件抗震性能研究

通过三组6个高强箍筋约束高强混凝土柱在高轴压比下的低周反复水平加载试验及对比分析,研究了该类构件的破坏过程、破坏形态、滞回性能和耗能能力。     

高强螺旋箍筋约束混凝土柱抗震性能试验

为了研究高强螺旋箍筋约束混凝土柱的抗震性能,完成了2个普通箍筋混凝土柱及2个高强螺旋箍筋约束混凝土柱足尺模型的低周反复荷载试验,描述了高强螺旋箍筋约束混凝土柱的破坏过程及破坏形态,分析了高强螺旋箍筋约束混凝土柱的滞回曲线、骨架曲线、延性性能和耗能能力.结果表明:轴压比是影响试件延性性能的主要因素之一;高强螺旋箍筋约束混凝土柱在高轴压比作用下对框架柱延性性能及耗能能力提高的效果非常明显;在轴压比相同的条件下,高强螺旋箍筋约束混凝土柱滞回曲线饱满且无捏缩现象,量纲一的骨架曲线下降段平稳,延性性能较好.     

钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的抗震性能试验研究

提出装配框架柱的一种新型连接型式——钢板栓筋连接型式。采用足尺模型,设计了2个钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱和2个对比现浇普通箍筋柱。通过拟静力低周反复加载试验,并与现浇普通箍筋柱对比,研究钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的承载能力和抗震性能。观测了4个试件受力→变形→损伤→裂缝→屈服的全过程,并分析各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度衰减、位移延性、耗能能力等。试验表明:在相同条件下,钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱具有与现浇普通箍筋柱相当的承载力,其抗震性能良好;连接处采用焊接及水平栓筋的钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱是可靠的。     

高强箍筋高强混凝土Z形截面柱框架节点抗震性能试验研究

为了研究高强箍筋约束高强混凝土Z形截面柱框架节点在地震作用下的抗震性能,对缩尺比为1∶2的5榀配置高强箍筋和1榀配置普通强度箍筋的高强混凝土Z形截面柱框架节点试件进行拟静力试验。研究了高强箍筋约束高强混凝土节点的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化、受剪承载力以及高强箍筋应力发挥水平等。分析了剪压比、轴压比、箍筋的体积配箍率等参数对Z形截面柱框架节点破坏形态、滞回性能和受剪承载力的影响。结果表明：Z形截面柱节点的破坏形态受设计参数的影响,有弯曲破坏和弯剪破坏两类;与普通强度箍筋高强混凝土Z形截面柱框架节点相比,高强箍筋高强混凝土Z形截面柱框架节点在显著提高节点最大剪压比控制值的同时具有优越的抗震性能。给出了高强箍筋应力的取值,采用JGJ 149—2017《混凝土异形柱结构技术规程》公式计算高强箍筋高强混凝土Z形截面柱框架节点的受剪承载力是可行的,将其计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合较好。     

高强箍筋约束混凝土柱抗震性能和累积损伤分析

损伤指标可以量化结构或构件在地震作用下的损伤程度,为震后结构损伤评估及结构抗震设计提供重要的理论依据。因此,开展了15个配置高强箍筋的约束混凝土柱抗震性能试验研究和累积损伤分析。试验结果表明：达到峰值点时,约束箍筋尚未屈服,约束箍筋拉应力为屈服强度的56%～91%,达到极限位移时,约束箍筋屈服但仍未被拉断;配置高强箍筋的约束混凝土在整个受力过程中展现出良好的承载力和变形能力。针对混凝土强度等级为C50、配置HRB500纵筋的高强箍筋约束混凝土柱,不同损伤模型的计算结果与试验结果表明：Chai模型能够较为准确地预测损伤程度。对于剪跨比为3、配筋率和配箍率较大的试件,在轻微破坏和中等破坏阶段,Kunnath模型计算的损伤指数稍微偏小。付国模型在各阶段均能较好地预测损伤程度,但损伤指数计算值大于1,计算结果不收敛。剪跨比较大的约束混凝土柱会降低其损伤发展速度,轴压比的增加会加剧约束混凝土的损伤程度。高配筋率和高体积配箍率的约束混凝土柱损伤发展速度较慢,相同循环次数下,损伤程度较低。在约束混凝土柱设计中,可通过合理配置纵向钢筋和约束箍筋,降低和延缓约束混凝土柱的累积损伤。     

高强混凝土柱抗震性能与配箍率关系的试验研究

本文报导了12个高强混凝土(70～80MPa)柱在反复荷载下的延性试验。主要试验参数为轴压比0.26～0.55,配箍率0.89%～3.04%。根据试验结果,建立了柱子抗震延性与配箍率的关系。在满足一定延性条件下,确定出高强混凝土柱的最小配箍率。     

高强螺旋箍筋约束混凝土柱连接抗震性能试验研究与理论分析

对于采用高强螺旋箍筋约束混凝土柱的装配整体式框架结构,提出了一种新的柱-柱连接方式,即在局部外包钢管设置横穿栓筋进行连接。制作足尺装配整体式柱和整浇柱试件,对其进行低周反复加载拟静力试验。通过观测试件的受力、变形、破坏过程及破坏形态,分析其承载能力、变形能力和耗能能力,验证了新型连接的可靠性。结果表明：在高轴压比下,采用新型连接的高强螺旋箍筋约束混凝土装配整体式柱与相应整浇柱均具有良好抗震性能,可以替代整浇柱应用于高烈度地震设防区的建筑结构中。结合试验,对新型连接的受力机制进行理论分析,提出了连接屈服荷载和破坏荷载的计算式,并通过计算结果与试验结果的比较,验证了理论公式的正确性。     

高强箍筋约束高强混凝土柱的抗轴压性能

为了研究高强箍筋约束高强混凝土柱的抗轴压性能,定量分析该类型柱的强度和变形提高程度,进行了31根高强箍筋约束高强混凝土方形截面柱的轴心受压试验。在试验的基础上,分析箍筋强度、箍筋间距和箍筋形式对其强度和变形性能的影响;结合国内外试验数据,通过回归分析提出高强箍筋约束高强混凝土峰值强度和极限应变的计算公式。     

高强箍筋约束高强混凝土柱的偏心受压试验研究

以箍筋间距、箍筋形式和偏心矩为变化参数,对10根高强箍筋约束高强混凝土柱进行偏心受压试验,研究这类柱的偏心受压性能。通过试验,观察高强箍筋约束高强混凝土柱分别在大小偏心受压时的破坏过程与破坏形态,并记录各个试件荷载挠度曲线;各个加载阶段的截面应变分布;对比分析各个试件的弯矩-曲率关系曲线;试验表明:箍筋间距较小的高强连续复合箍筋约束高强混凝土柱具有非常好的延性性能,且试验测得柱的受压承载能力均高于按现行规范的计算值;采用约束混凝土本构关系对试件进行截面分析,得到弯矩-曲率关系曲线,且与试验曲线吻合较好。     

钢板箍螺栓连接高强复合螺旋箍装配整体式柱抗震性能试验

通过低周反复拟静力试验方法,研究钢板箍螺栓连接装配整体式柱的抗震性能。试验共设计4根长柱试件,观察各试件开裂、屈服、破坏全过程和破坏状态,得出各试件荷载-位移滞回曲线和骨架线,对比研究各试件承载力、延性和耗能能力,研究钢板箍螺栓连接方式的可行性。试验证明:钢板箍螺栓连接高强复合螺旋箍筋装配整体式柱和现浇整体柱具有相当的承载力和抗震能力,在连接可靠的情况下可以在工程中代替现浇柱。     

方钢管、高强箍筋双重约束下混凝土柱强度取值研究

为深入探究双重约束下混凝土柱的受力性能,分析钢管和高强箍筋单独约束下混凝土正截面受力机理,在此基础上研究方钢管、高强箍筋双重约束混凝土的受压性能,利用叠加原理和数据线性拟合方法提出双重约束混凝土柱正截面抗压强度取值计算公式。通过试验验证,采用该方法计算结果与试验值较接近。     

HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱抗震性能试验

为推动高强钢筋和高强高性能混凝土的工程应用,探讨HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱的抗震设计方法,优化设计参数,进行了4根截面尺寸为600 mm×600 mm高强混凝土柱的低周反复荷载试验,包括3根HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱和1根现浇HRB600级钢筋高强混凝土柱,设计变化参数主要为预制管中有无钢纤维和核心混凝土强度等级。在试验基础上,分析各试件的破坏形态、滞回曲线、承载力、变形能力、刚度退化以及耗能能力,揭示预制管中有无钢纤维和混凝土强度等级变化对高强混凝土柱的抗震性能影响规律。研究结果表明:HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱的破坏形态与整体现浇高强混凝土柱相似,均呈弯曲破坏特征;预制管中加入钢纤维,使得高强混凝土柱的损伤程度降低,刚度退化减缓,滞回曲线更加饱满,变形和耗能能力提高。     

预应力高强混凝土梁抗震性能试验研究

对三根混凝土强度等级为C80,纵筋为1860级钢绞线和HRBF500级钢筋的预应力混凝土梁进行低周反复加载试验,在此基础上对其抗震性能进行分析和研究。结果表明,预应力高强混凝土梁的破坏状态为受压区混凝土压碎,受拉钢筋和钢绞线均未拉断;由于高强混凝土脆性较大的特点,试件在反复荷载作用下破坏较为突然,承载力退化较快;试件的滞回环较饱满,有一定的耗能能力;试件的屈服强度和极限强度随换算配筋率的增大而增加,延性系数则随换算配筋率的增大有所减小。试验所采用的中等配筋率的预应力高强混凝土梁,在低周反复荷载下有一定的变形能力;预应力高强混凝土梁有较好的变形恢复能力;较小的预应力强度比有利于提高预应力混凝土构件的耗能能力。     

GFRP加固高强混凝土方柱抗震性能的试验研究

抗震结构中,延性与其承载力同等重要.采用FRP片材加固混凝土结构是提高其抗震性能的一种有效的方法.本文以GFRP片材加固高强混凝土方柱为主要对象,对7个试件在高轴压比下承载力的延性进行的试验研究,研究参数包括轴压比,加固量,以及混合纤维的加固效果.在试验基础上,提出当量配箍特征值的设计公式,给抗震设计提供了建议.     

高强钢筋混凝土异形柱抗震性能试验研究

为了研究配箍率对T形柱和L形柱的破坏特征、滞回特性、刚度退化、延性性能、耗能能力的影响规律,采用拟静力试验方法,对4个高强钢筋的混凝土T形柱和L形柱进行低周往复荷载作用下的试验,分析构件的破坏特征、延性性能,绘制滞回曲线、刚度退化曲线以及等效黏滞阻尼比曲线。研究表明:高强钢筋和高强混凝土T形柱和L形柱的滞回曲线下降段较陡且延性较差;增加配箍率可以改善T形柱和L形柱试件的破坏特征和试件的滞回特性,增加T形柱和L形柱试件的耗能能力。     

配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱拟静力试验及有限元分析

通过配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱的拟静力试验发现:构件随着剪跨比的增大依次主要发生剪切斜压破坏、剪切黏结破坏和弯曲破坏,采用螺旋箍筋构件相比普通箍筋构件的滞回曲线饱满,耗能能力及延性提高。采用ABAQUS软件进行有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好,在此基础上,以剪跨比、轴压比、型钢含钢率和型钢屈服强度为参数进行分析。研究结果表明:构件的承载力和初始刚度随剪跨比的增加而降低,延性提高;提高轴压比对构件承载力的影响是先增加后降低,而延性始终呈下降的趋势;提高型钢的含钢率和屈服强度,能够提高构件的承载力和延性。     

CFRP加固高强混凝土圆柱抗震性能的试验研究

抗震结构中,延性与其承载力同等重要.采用FRP片材加固混凝土结构是提高其抗震性能的一种有效的方法.本文以CFRP片材加固高强混凝土圆柱为主要对象,对6个试件在高轴压比下的承载力和延性进行了试验研究,研究参数包括轴压比,加固量,以及混合纤维的加固效果.在试验基础上,提出当量配箍特征值的设计公式,给抗震设计提供了建议.