压-弯-剪-扭复合受力下空腹式角钢骨架混凝土柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合作用下空腹式角钢骨架混凝土(OTSRC)柱的抗震性能,以扭弯比、轴压比、剪跨比、腹杆配箍率和保护层厚度为试验参数,完成了10根OTSRC柱的压-弯-剪-扭低周反复加载试验。观察OTSRC柱在复合受扭状态下的破坏特征,分析各参数对其滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能、刚度退化等抗震指标的影响规律。结果表明:随扭弯比增大,OTSRC柱依次发生弯曲破坏、弯扭破坏、扭转破坏;剪跨比减小后,破坏形态由弯扭破坏转变为剪扭破坏;OTSRC柱的扭矩-扭转角滞回曲线存在明显的捏缩现象,荷载-柱顶位移滞回曲线为饱满的梭形;扭弯比由0.42增至∞时,OTSRC柱的受扭承载力提高146.8%,其抗扭刚度退化减慢,抗弯刚度退化加快;增大腹杆配箍率对OTSRC柱的变形性能影响较小;OTSRC柱的受弯耗能能力优于受扭耗能能力,因此其在复合受扭状态下易发生扭转破坏;在压-弯-剪-扭复合受力状态下,为保障OTSRC柱的层间位移角满足设计要求,剪跨比应不小于2.5。

焊接栓钉型钢混凝土柱压-弯-剪-扭滞回性能试验研究

为了研究压-弯-剪-扭复合受力焊接栓钉型钢混凝土柱的滞回性能,通过研发的试验装置,对设计的9个试件进行恒定轴压力下低周反复弯-剪-扭的加载试验,考虑了栓钉位置、栓钉间距和栓钉长度等3个变化参数。通过试验观察了试件的受力破坏过程及形态,获取其弯矩-位移和扭矩-扭率滞回曲线,并分析了试件破坏形态、滞回曲线、刚度退化、能量耗散、延性等抗震性能指标。结果表明:恒定轴压力反复弯-剪-扭作用下,型钢混凝土试件表现为以弯曲破坏为主、伴随扭转斜裂缝的弯扭型破坏形态;弯矩-位移滞回曲线呈梭形,滞回环饱满,而扭矩-扭转角滞回曲线则呈反S或Z形,滞回曲线不饱满;扭矩作用下,型钢混凝土柱的延性变差;通过焊接栓钉可提高其延性,栓钉间距越小延性越好,当型钢翼缘和腹板交错焊接栓钉时,更有利于提高构件的抗震性能。

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.

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。

型钢混凝土十字形柱复合受扭滞回性能试验研究

为研究型钢混凝土十字形柱在压弯剪扭反复荷载作用下的的滞回性能,以扭弯比和配钢形式为变化参数,对9根柱试件进行了拟静力试验,对比分析各柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性等。研究表明:恒定轴力反复弯剪扭作用下,型钢混凝土十字形柱表现为弯扭破坏和扭剪破坏两种破坏模式;荷载-位移滞回曲线与扭矩-扭转角滞回曲线均呈捏拢的S形;位移延性系数、开裂位移角及破坏位移角均能满足GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》要求;弯剪黏滞阻尼系数随位移的增加呈上升趋势,而扭转黏滞阻尼系数则相反;当扭弯比小于0. 21时,扭矩的存在并未降低试件受弯承载力,但是对弯曲位移、延性及耗能能力均会有不利影响。