钢筋混凝土剪弯构件的低周疲劳累积损伤性能研究

为了研究地震作用下钢筋混凝土剪弯构件的损伤性能,依据试验结果统计分析了剪弯构件的残余变形与循环位移、割线刚度损伤的关系,建立了剪弯构件的低周疲劳变形计算公式。在此基础上,探讨了剪弯构件的割线刚度、抗力衰减规律,分析了剪跨比、轴压比和纵筋、箍筋配筋率等参数对构件残余变形的影响,提出了考虑低周疲劳效应的剪弯构件极限变形折减系数计算公式。结果表明,计算值与试验值的相对误差处于合理范围之内,验证了该方法的可靠性和实用性,可为震后桥梁性能评估提供理论支持。

钢筋混凝土板剪弯区段的裂缝宽度计算与控制

通过２１个试件计４２块悬臂板的试验，对钢筋混凝土板剪弯区段的裂缝宽度分布、计算与控制进行了研究，在分析试验结果的基础上，对裂缝宽度的计算公式，以规范ＧＢＪ１０８９所用公式为依据，提出了对该公式的修改建议，最后提出了悬臂板根部裂缝宽度控制的具体构造措施．

设置附加剪弯杆的大跨度框架结构

针对多层或高层建筑 ,提出一种大跨度钢筋混凝土框架结构。这种框架 ,是通过设置附加剪弯杆形成的。依靠附加剪弯杆 ,在梁上施加若干个力偶 ,从而明显调整梁、柱的弯矩分布 ,结构的承载性能得到改善 。

梁内剪弯区钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

为如实反映受弯构件中钢筋与混凝土的粘结应力,采用内贴片的全梁粘结试验对梁内剪弯区钢筋在复杂应力状态下的应力及粘结应力分布规律进行研究.通过试验测量和分析,得到了梁内剪弯区钢筋的分布规律和粘结滑移基本关系.

评价路面接缝效能公式对剪弯模型的近似性

本文评价刚性路面接缝传力效能分析中两个重要公式δＬ＋δＵ＝δＥ、σＬ＋σＵ＝σＥ对剪弯模型的近似性。用有限元程序对线弹性地基剪率模型板进行计算与近似估计。结果表明，上面公式对线弹性地基的剪弯模型可以作精确式使用。本文为以上两式今后在路面工程中的广泛应用提供了竖实的理论基础。

拉剪弯混凝土梁直断缝处的承载力分析

针对上下柱或上下拉杆错位的转换梁,或存在错层的框架柱、墙,可能存在全截面受拉而产生的贯穿整个截面的直断缝,此时直断缝处的混凝土基本已经退出工作,直断缝处的钢筋直接受拉剪弯共同作用,直断缝剪力对纵向钢筋的影响(抗直剪破坏)均不可忽视,而现有规范不考虑钢筋受剪,无法分析直断缝处直剪破坏的形态。针对受拉剪弯共同作用的梁的直断缝处的钢筋采用静力分析和第四强度理论进行屈服判别,给出了考虑钢筋受剪拉作用时,该拉剪弯钢筋混凝土梁的拉剪弯承载力计算、箍筋的拉力和剪力计算、直剪破坏的判别,并提供相应的逻辑基础。该方法,不仅限于梁,对其余类型的钢筋混凝土构件可依此类推,并给装配式或改造建筑的后植构件断缝处的承载力分析提供参考。

关于剪弯受力下预埋件与后锚固连接设计方法的比较分析

科技的进步推动了我国建筑行业的发展,在建筑技术不断改进创新的同时,建筑的结构类型越来越多,这不但增加了建筑的功能,还增加了城市的美观性。人们的审美眼光越来越高,而且也越来越趋于个性化,所以,人们对建筑的实用性以及美观性也提出了更高的要求,这也使得我国的建筑结构设计越来越复杂,给建筑施工也带来了一定的难度与挑战。剪弯受力下预埋件与后锚固连接是建筑结构中钢筋与混凝土常见的连接技术,该结构设计的质量与建筑质量有很大关系,所以采用正确的设计方法是增加建筑结构稳定性的重要手段。本文分析了预埋件与锚固连接的概念、剪弯受力下建筑结构承载力设计以及锚固预防与处理的方法。

弯-剪-扭复合受力CFRP布加固RC梁抗扭性能细观数值分析

为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用关系的细观数值分析模型。由于缺乏CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下失效破坏的典型物理试验,采用复合对比验证法对数值模型的合理性进行验证,即分别与单独受剪、单独受扭以及受弯-扭复合作用下RC梁和CFRP布加固RC梁的试验结果进行对比验证。进而,基于建立的细观数值分析模型探究了配纤率和扭弯比对CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下抗扭力学性能的影响。结果表明:1)采用CFRP布加固能够显著提高RC梁的峰值扭矩;2)随配纤率增加,RC梁损伤分布范围逐渐变大,CFRP布应变逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,但其增大幅度减小;3)随扭弯比增加,RC梁裂缝分布愈加集中,裂缝与水平方向夹角逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,CFRP布应变减小。建立的考虑弯-剪-扭复合受力作用的数值模拟方法可为后续研究复杂应力状态下CFRP布加固RC梁尺寸效应行为等奠定基础。

钢板混凝土剪力墙拉弯剪性能试验研究

超高层建筑“细柔”特征容易引起底部剪力墙在强震下处于拉-弯-剪复合受力状态,中国《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质[2015]67号)建议墙肢采用配置型钢/钢板的方式来改善该种抗震性能,但缺乏相关试验研究。为此,进行了6片钢板混凝土剪力墙的低周往复荷载试验,研究了轴拉比、含钢率及剪跨比对墙肢拉弯剪性能的影响。研究表明:拉弯剪作用引起钢板混凝土剪力墙密集的裂缝分布和显著的钢材强化,并导致其剪切-拉弯耦合破坏。轴拉比增大,墙肢承载力、初始抗侧刚度和延性分别降低22%、41%和39%;剪跨比减小,墙肢承载力和抗侧刚度至少提升23%;同时增大含钢率和降低剪跨比,墙肢延性提高10%。相比其他国家规范,中国规范对拉弯剪作用下钢板混凝土剪力墙的抗剪承载力预测效果更好,但其未能考虑高含钢率对裂面销栓力的影响,故建议采用暗柱的初始含钢率进行修正。

基于能力谱的弯剪复合型金属阻尼器加固既有混凝土框架性能化抗震设计方法

随着近年来中国对建筑结构的抗震性能要求不断提高,既有混凝土框架难以满足多水准抗震性能标准的要求,采用金属阻尼器加固既有混凝土框架可显著提高其抗震性能,有利于满足现有抗震性能目标,然而目前对于相应的的性能化抗震设计方法研究尚不充分。该文提出了基于能力谱的金属阻尼器加固既有混凝土框架抗震性能化设计方法,为了实现不同烈度地震下的多性能水准目标,采用具有多阶屈服特征的弯剪复合型金属阻尼器。基于对既有混凝土框架的静力推覆分析,将框架的推覆曲线转化为等效的双折线能力谱,设定加固后结构在多遇、设防和罕遇地震下的层间位移角性能目标,确定结构能力谱曲线和需求谱曲线的交点。考虑金属阻尼器进入屈服阶段后的附加阻尼比,计算出结构在不同烈度地震下的等效阻尼比,根据性能点计算出金属阻尼器剪切和弯曲芯板的屈服承载力。基于上述设计方法对4层、6层和9层既有混凝土框架进行加固,通过OpenSees软件建立弹塑性分析模型,并通过试验结果验证了模型的准确性,通过时程分析结果表明了加固后的结构满足预定的性能目标,证明了提出的设计方法的可靠性和有效性。该文研究成果将为金属阻尼器加固既有混凝土框架的抗震设计提供理论依据。

地震下RC空心墩弯-剪数值模型及混合试验验证

地震作用下钢筋混凝土空心截面中高桥墩多发生弯剪破坏,而其弯剪耦合反应的数值模拟方法尚不完善。针对当前弯剪串联模型中的剪切模型未考虑空心截面特征的问题,提出基于关键参数的剪切模型修正方法,并通过混合试验进行验证。分别从桥墩的剪跨比、混凝土开裂后剪切刚度、等效截面面积、桥墩有效高度与墩身混凝土斜裂缝倾角等参数入手,提出剪切模型关键参数的修正方法;基于修正的开裂剪切强度、开裂剪切位移、剪切极限承载力及其对应的剪切位移与剪切破坏位移,提出适用于空心桥墩剪切性能模拟的三折线型骨架曲线建立方法;通过组合剪切模型与基于纤维单元的弯曲模型,建立空心墩弯剪耦合反应的数值模型;与一座空心高墩桥混合试验结果对比,其桥墩子结构的物理试验结果验证了数值模拟方法。分析表明:通过本文所提数值模拟方法得到的空心桥墩弯剪滞回曲线与真实地震加载路径下的试验曲线匹配良好,能够模拟空心墩在真实地震作用下的弯剪滞回行为。

接缝处纵筋连续预制节段梁弯剪受力机理试验研究

基于网格抗剪配筋原理,提出了接缝处纵筋连续预制节段梁概念。设计3根试验梁,将接缝类型作为试验参数,以试件裂缝发展、钢筋应变、破坏模式、刚度、承载力为研究对象,开展弯剪试验。结果表明,接缝处纵筋连续预制节段梁中腹板水平纵筋有效承担了由剪力作用引起的截面上轴向拉力,与箍筋同样起到抗剪作用;腹板水平纵筋在接缝位置处的连续可以更好地抑制斜裂缝的发展,限制主裂缝的宽度,从而有效提高预制节段梁结构的刚度;从试件腹板开裂至试件破坏的整个加载过程中,纵筋连续预制节段梁接缝附近节段受力基本满足平截面假定,各项力学行为与整体梁相似。试验结果充分验证了接缝处纵筋连续是预制节段梁从受力性能上消除“接缝”的必要手段。

弯剪耦合作用下大尺寸碳纤维C型梁失效损伤模式分析

为进一步探究大尺寸碳纤维C型梁结构抗弯剪屈曲的承载性能,提出了一种可同时施加弯曲和剪切载荷并任意调节弯剪比的试验装置。通过设计3种不同弯剪耦合条件进行试验载荷的加载,使用应变片监测大尺寸碳纤维C型梁结构在屈曲以及后屈曲阶段应变分布状况。通过有限元模型对基于不同损伤准则的后屈曲行为进行预测。研究结果表明:大尺寸碳纤维C型梁在抗弯和抗弯剪耦合的载荷条件下,都具有优良的后屈曲承载能力;在2种弯剪耦合条件下,试验件分别在3.28倍和2.3倍设计载荷时发生梁腹板失稳现象,试验件进入后屈曲状态,继续进行弯剪耦合载荷的加载,达到4.6倍设计载荷后,样品出现局部损伤;采用Hashin和LaRC05准则对试验件损伤情况进行预测,破坏损伤形式分别为沿45°方向开始向外扩展和上部翼缘扭曲破坏。

关于弯剪型特性的底部隔震剪力墙结构计算方法研究

底部隔震剪力墙结构在强震作用下具有弯剪型侧移曲线的特性,采用铁木辛柯梁模拟底部隔震的剪力墙结构在隔震后的动力特征和隔震效应。推导了底部隔震悬臂梁模型在地震中的动力特征,提出了延长周期、减少高阶振型参与质量系数和增加体系阻尼比是隔震技术减震的三大因素,指出了增加结构阻尼可有效地提高长周期高层结构的隔震效果,同时隔震可降低复杂高层结构高阶振型的影响。

分析弯剪型高层建筑混凝土结构刚重比修正方法

随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中的比重日益增加。弯剪型高层建筑结构因其空间利用灵活、抗震性能优良等特点,被广泛应用于现代建筑设计中。然而,在设计过程中,常常会遇到刚重比计算不准确的问题,导致结构稳定性和安全性难以保障。因此,对弯剪型高层建筑结构的刚重比修正方法进行深入研究,对提高建筑结构的设计质量具有重要意义。在此背景下,本文将简要分析弯剪型高层建筑结构刚重比修正方法,旨在为工程实践提供理论支持与参考。

水平荷载作用下冷弯薄壁型钢剪力墙的失效机制与设计方法

为研究水平荷载作用下冷弯薄壁型钢剪力墙的失效机制和设计方法,对6片冷弯薄壁型钢剪力墙的足尺试件进行低周反复加载试验,分析了墙体高宽比、墙面蒙皮板配置和边龙骨配置对剪力墙的破坏机理、抗侧刚度、承载力、滞回性能和延性性能的影响.试验结果表明,冷弯薄壁型钢剪力墙在水平荷载作用下的破坏模式可分为剪切破坏和弯曲破坏2类.墙体高宽比、抗剪能力与抗弯能力的强弱配置关系是影响墙体破坏机制的2个重要因素.冷弯薄壁型钢剪力墙的抗侧刚度和承载力能力随着边龙骨配置的增强而增大,随着高宽比的增大而减小.针对抗震性能等级为性能Ⅲ和性能Ⅳ的冷弯薄壁型钢剪力墙,建议进行强弯弱剪设计,放大系数取1.1,以确保剪力墙在地震作用下具备良好的延性.

层间弯剪偏心结构精准模型快速建立方法及多维减震应用

传统层间剪切模型与建筑结构真实受力状态不符,不能精准反映实际多维偏心结构的动力响应,工程可行性较低。目前的弯剪型简化模型建立方法计算效率偏低且无法直接指导三维偏心结构的建模。针对上述不足,根据结构力学中柔度法的基本原理提出一种精准的快速建立层间弯剪模型的方法。在此基础上,考虑结构的偏心对结构动力响应的影响,建立三维弯剪偏心模型,并通过多维时程分析对比验证在双向及扭转地震波下该简化模型的动力响应相较于有限元模型的差异性。结果表明,基于柔度法建立的三维弯剪偏心简化模型具有建模精度高和计算效率高的优点,并可以准确反映真实结构在多维地震作用下的动力响应。在考虑实际偏心后优化布置调谐阻尼器可充分发挥减震性能。

基于弯剪梁模型和Von Karman风速谱的高层建筑风振系数实用算法

为使风振系数计算中采用的振型函数更符合高层建筑振型特点且易于计算,采用基于弯剪梁模型的高层建筑基本振型简化算式,同时采用Von Karman与高度有关的风速谱模型和Davenport与频率有关的空间相关性模型,建立高层建筑风振系数计算的实用算式,并通过算例与我国现行荷载规范中的风振系数算式进行比较。结果表明,该方法考虑了不同高层建筑振型的特点,既提高了计算精度,简单实用,又便于与国际主流荷载规范接轨。

大型邮轮舷侧连续开口结构弯剪强度简化计算研究

采用实船舱段模型分析船体结构强度过程较为复杂且耗时较长,建立简化模型是实现邮轮舷侧结构强度快速评估的有效手段,可为其初步设计提供重要支撑.文中基于劳氏船级社规范中的多甲板大型客船上层建筑舷侧开口结构强度校核评估计算方法,建立评估大型邮轮舷侧结构弯剪强度的简化计算模型,研究含开口舷侧结构在波浪弯矩作用下的承载特性和失效模式.结果表明:在静强度分析中,舷侧简化模型与全船半宽模型在波浪载荷作用下的应力分布和破坏位置基本一致;在极限强度分析中,简化模型可快速评估含开口舷侧结构的极限载荷及失效模式,文中所提出的舷侧结构简化模型为邮轮及客船结构设计提供了简便建模及分析方法.

板件弯剪屈服型耗能支撑钢框架结构抗震性能

为了研究板件弯剪屈服型耗能部件对钢框架结构抗震性能的影响,通过ABAQUS有限元分析软件建立了一系列带有板件弯剪屈服型耗能部件的双层单跨单斜支撑钢框架结构数值模型,探究了结构的破坏模式以及不同参数对结构的承载能力、耗能能力、支撑与支撑框架结构之间的承载力分配、耗能分配等抗震性能的影响规律。分析结果表明:板件弯剪屈服型耗能支撑钢框架结构主要依靠耗能部件的剪切板和弯曲板先后屈服进入塑性耗散能量;结构滞回曲线饱满,耗能性能良好;加载前期,主要由耗能支撑承担结构的水平承载力和能量耗散,加载中后期,梁与节点板相接的翼缘和柱脚外翼缘出现应力集中现象而进入塑性,耗能支撑的水平承载力和能量耗散占比逐渐降低,但仍大于50%。可见板件弯剪屈服耗能支撑能够较好地分担钢框架结构的承载力和能量耗散,可考虑应用于实际工程。