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。

弯剪受力下后锚固群锚承载力计算方法分析

在现有研究理论基础上,针对钢-混凝土后锚固连接钢材破坏时群锚弯剪承载力计算进行分析。采用椭圆型拉剪计算公式并假定所有锚栓均参与受剪,将群锚弯剪受力问题转化为受拉最大那排锚栓的拉剪承载力计算。进行了弯剪受力下的型钢-混凝土后锚固连接件静力和低周反复加载试验,锚固方式采用化学植筋。试验结果表明:受拉最大的钢筋首先达到屈服,且发生在整体锚固破坏前,仅钢筋周围局部混凝土在临近破坏时损坏,可以判断为钢材破坏,破坏前有明显的变形征兆,低周反复加载下后锚固连接承载力较相应的静力时低,建议抗震设计时取承载力折减系数0.8。通过对比分析,该文改进后的群锚弯剪受力方法的计算结果与试验数据吻合较好,可为工程设计提供参考。

碳纤维布加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁抗扭性能的理论分析

对碳纤维布(CFS)加固的弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭性能进行理论分析。文中针对4根CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭性能的模型试验,基于修正的斜压场理论,集中考虑剪扭应力相加面的应力分布,并将混凝土软化系数提高25%,建立CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭承载力的计算方法。通过对4根箱梁试件的极限抗扭承载力的理论计算,并将计算结果与模型试验结果进行对比和分析,发现两者符合较好,其比值的平均值为0.9215,标准差为0.0320,变异系数为0.0347;对箱梁试件的试验破坏截面与理论破坏截面位置不一致的现象给出很好的解释;并与其他计算方法所得的计算结果取得一致。最后得出结论:修正的斜压场理论模型概念明确、安全可靠,可以作为CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的极限抗扭承载力的设计计算方法。

粘结型锚栓群锚弯剪受力计算方法与设计建议

粘结型锚栓是土木工程领域应用广泛的后锚固连接件,其具有代表性的使用情况为多个锚栓处于弯剪复合受力状态。在对比分析当前理论成果基础上,设计时可采用椭圆型拉剪计算公式并假定所有锚栓均参与受剪,将群锚弯剪受力问题转化为受拉最大那排锚栓的拉剪承载力计算。为保证连接安全并充分发挥锚栓强度,后锚固连接应控制为锚栓钢材破坏。为实现该目标,设计时可将剪跨比作为控制参数,通过公式推导和研究数据分析,在满足相关锚固要求前提下,当剪跨比大于0.6时可初步判断为锚栓钢材破坏,最后给出了后锚固群锚连接的设计建议和构造措施,以供工程应用参考。

弯剪受力下预埋件与后锚固连接设计方法的比较

分析了弯剪作用下预埋件与后锚固两种锚固方式的设计特点,通过一个工程算例的计算结果比较可知,后锚固设计中当考虑全部锚筋参与受剪时,可充分发挥锚筋强度,而且与预埋件设计结果具有可比性。预埋件设计较全面地考虑了多种因素对承载力的影响,对后锚固连接设计有借鉴意义。

弯剪受力下群锚有限元分析

采用型钢—混凝土后锚固连接方式,对弯剪受力下粘结型锚栓群的受力性能进行了试验研究和有限元分析。结果表明,该类连接的破坏形态为锚栓钢材破坏,仅锚栓周围混凝土发生锥体破坏,锚栓内力以拉应力为主。锚固承载力随着埋深的增加而提高,加载端至基材表面的水平距离较大时,弯矩起控制作用,承载力较小;水平距离较小时,则表现为弯剪共同作用,承载力较大。

弯剪扭构件采用预应力筋抗扭的研究

依据理论分析和相关研究成果,提出在弯剪扭构件中配置预应力抗扭筋以解决抗扭问题的设想,并面向工程实际给出抗扭预应力筋的配筋形式,设计试验梁;应用ANSYS进行模拟分析,得到相关数据,验证预应力筋抗扭和推荐的配筋形式的可行性,提出有益的建议。

新型配筋齿槽装配式剪力墙力学性能数值模拟与理论分析

提出一种新型大尺寸配筋齿槽装配式剪力墙,采用配筋齿槽降低拼缝滑移对钢筋强度的影响。为研究该剪力墙的基本力学性功能及齿槽的工作机制,以剪跨比为参数,设计了普通装配式剪力墙和配筋齿槽接缝装配式剪力墙,利用有限元软件对其单调加载试验进行数值模拟。得到了各装配式剪力墙构件的荷载位移曲线,等效塑性应变分布云图,混凝土损伤分布云图,和钢筋应力分布云图。结果表明:配筋齿槽能够承担拼缝界面的主要剪力,降低销键剪切应力对纵向连接钢筋屈服强度的影响,改善了拼缝面的受力性能,实现装配式剪力墙拼缝的弯剪分离受力。基于数值模拟结果和剪力墙正截面承载力计算理论,建立了配筋齿槽装配式剪力墙的压弯承载力理论计算公式,其计算结果与模拟结果吻合较好,能够准确的反应拼缝界面的压弯承载力。

钢筋混凝土T形柱在压-弯-剪-扭复合作用下的抗压试验研究

钢筋混凝土构件在复合受力状态下承载力是互相影响的,因此复合受力研究在混凝土结构设计中一直是重要的研究课题。为了研究T形混凝土柱在压-弯-剪-扭复合受力作用下的抗压性能,对12根钢筋混凝土柱平分为4组在复合受力状态下进行了试验研究。以剪力、弯矩和扭矩为变量,讨论了在不同工况下的复合受力对钢筋混凝土柱抗压承载能力、裂缝发展及破坏模式、混凝土和纵向钢筋关键点应变的影响。根据对4组T形钢筋混凝土柱的试验分析,总结了复合受力情况下钢筋混凝土柱抗压承载能力的变化趋势。根据裂缝的破坏过程描述和破坏形态的分析,总结了偏心受压破坏模式向压弯破坏模式转折点和从受压弯破坏到受压弯扭的破坏模式转折点,并且通过比较试验和计算结果,验证了塑性损伤模型的可靠性,同时也说明了试验值的可靠性。在试验数据和已有公式的基础上,扩展了压-弯-剪-扭复合受力情况下的抗压承载能力计算公式和相互作用关系图。得出了在压-弯-剪-扭复合受力情况下不同破坏模式对应的转折点。试验结果表明:抗压承载力随着弯矩、剪力和扭矩的增大而减小。通过试验数据得到T形截面钢筋混凝土柱的抗压承载力公式,能够为复合受力的混凝土抗压承载能力计算提供参考。

方中空夹层钢管混凝土柱压-弯-剪受力性能试验研究

为研究方中空夹层钢管混凝土柱在压-弯-剪复合受力下的力学性能,以剪跨比、轴压比和空心率为主要变化参数,设计了4个方中空夹层钢管混凝土柱和1个方实心钢管混凝土柱进行试验研究,对其破坏形态、水平剪力-应变曲线、水平剪力-位移曲线等进行分析,研究了剪跨比、轴压比和空心率等参数对柱受剪性能的影响。试验结果表明:剪跨比为1.0的柱发生剪切破坏;剪跨比为2.0的柱发生弯曲破坏;剪跨比为1.5的柱发生弯剪破坏。5个不同参数的柱中,变化参数剪跨比(λ为1.0,1.5,2.0)时,剪跨比大的柱刚度及受剪承载力低,延性更差;变化参数轴压比(n为0.12,0.23)时,轴压比大的柱受剪承载力略低;变化参数空心率(χ为0,0.39)时,方中空夹层钢管混凝土柱的受剪承载力比实心钢管混凝土柱的略高,但延性稍弱。

压-弯-剪-扭复合受力钢筋混凝土L形截面柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合受力下钢筋混凝土L形截面柱的抗震性能,以扭弯比、轴压比为变化参数,设计6个钢筋混凝土柱试件在恒定轴力和反复弯-剪-扭复合作用下的加载试验.观察试件的破坏过程和形态,得到其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线,以及试件的开裂点、峰值荷载点和破坏点等特征参数.基于试验数据,分析扭弯比和轴压比变化对钢筋混凝土L形截面柱的压碎区高度、钢筋应变、承载力、位移延性、层间侧移角、耗能能力、承载力及刚度退化等抗震性能指标的影响.结果表明:低周反复压-弯-剪-扭钢筋混凝土L形截面柱破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭剪破坏,滞回曲线呈捏拢的S形,随着扭弯比的增大,柱根部压碎区高度变小,翼缘裂缝发展更为完善,纵筋应力增大,箍筋应力减少,开裂荷载和受扭承载力均有提高,试件扭转延性提高但位移延性降低,初始刚度较小且退化更为平稳;而轴压比则与受扭承载力和弯曲刚度密切相关,轴压比越大,受扭承载力越大,弯曲刚度提高;试件弯曲耗能的等效黏滞阻尼系数在0.08~0.28之间,扭转耗能的等效黏滞阻尼系数为0.13~0.23,试件耗能占比由初期扭转耗能为主向弯曲耗能转变,L形截面柱性能水平对应的层间位移角均能满足相关规范要求.扭矩的存在对试件抗震性能削弱较大.

中等剪跨比RC剪力墙拉-弯-剪受力性能试验研究

为研究中等剪跨比钢筋混凝土(RC)剪力墙的拉-弯-剪受力性能,对4个RC剪力墙开展了在恒定轴拉力和往复水平力作用下的拟静力试验。RC墙剪跨比为1.5,尺寸和配筋均相同,仅轴拉力变化。结果表明:RC墙分别发生了剪切破坏、弯曲-剪切破坏和弯曲破坏;轴拉力致使RC墙的水平承载力降低,竖向钢筋平均拉应力比ns从0.20增大到0.80时,RC墙峰值荷载降低了约55%;中等剪跨比RC墙弯曲-剪切耦合效应明显,墙底部截面弯曲屈服后,塑性铰区的剪切变形也表现出显著的非线性;轴拉力和往复水平力作用下墙体发生显著的轴向伸长,引起墙体受剪承载力退化,竖向钢筋平均拉应力比ns=0.40的RC墙,其受力由弯曲机制向剪切机制转变,出现了弯曲-剪切破坏,基于转动角软化桁架模型和轴向伸长的实测数据,定量计算了该类墙体的受剪承载力退化,揭示了弯曲-剪切破坏机理。最后,验证了美国ACI 318-14和中国JGJ 3—2010中RC墙正截面拉弯承载力计算方法和公式的适用性。

预制桥面板大头钢筋湿接缝受力性能的试验研究

针对钢—混组合梁桥预制桥面板纵向湿接缝的受力特点,提出采用大头钢筋搭接的湿接缝构造,进一步采用模型试验方法研究了大头钢筋搭接湿接缝与直线钢筋焊接/搭接湿接缝的弯剪复合受力性能,获得了试件的裂缝分布、破坏模式、开裂荷载、极限承载力等。研究结果表明,大头钢筋搭接试件的变形特征与直线钢筋焊接试件类似,开裂荷载及开裂荷载对应的竖向挠度接近直线钢筋焊接试件,大头钢筋搭接试件的极限承载力较直线钢筋焊接试件提高7.6%;大头钢筋湿接缝的受力机理可以用拉压杆模型进行解释,试件破坏时作为拉杆的大头钢筋并未屈服,而作为压杆的混凝土已经被压溃。在实际工程中使用强度较高且与预制板界面粘结性能较好的超高性能混凝土或高延性水泥基复合材料浇筑湿接缝,能够更好地发挥大头钢筋的抗拉强度,提高湿接缝的强度与延性。大头钢筋端部的锚固构造提高了纵筋的抗拔能力,使得大头钢筋搭接具备了类似钢筋焊接的性能。钢筋搭接还能大幅提高施工速度,节约建设成本。

幕墙预埋件锚板厚度计算方法探讨

本文以相关规范为依据,对预埋件的受力情况进行分析,探讨如何确定锚板厚度。并通过与常规做法相比较的方法,建议在外挑较大的幕墙设计中,预埋件锚板厚度应通过计算确定。