钢筋混凝土剪力墙拉压变轴力低周往复受剪试验研究

完成了截面纵筋率为3%,剪跨比为1.5的2片钢筋混凝土剪力墙拉压变轴力低周往复受剪试验。当剪力墙反复处于拉剪、压剪受力状态时,剪力墙在拉剪阶段屈服,在压剪阶段发生脆性受压破坏。当承受的拉力较小时剪力墙为大偏心受拉,斜裂缝处竖向和水平分布筋屈服;当承受的拉力较大时剪力墙为小偏心受拉,水平通缝处截面纵筋屈服。剪力墙受压时刚度大,端部纵筋受拉后再受压容易屈曲,因此其抗压剪承载力先于抗拉剪承载力达到峰值,抗压剪承载力因混凝土的受压脆性经过峰值点后迅速下降。与拉剪受力相比,剪力墙在压剪受力时的承载力高、变形小。剪力墙的抗拉剪、抗压剪承载力和抗压剪变形能力随目标轴力幅度的提高而下降。与定轴力受剪试验结果相比,剪力墙在拉压变轴力受剪时的抗拉剪承载力降低,抗压剪承载力未有显著变化。轴拉力不仅会降低剪力墙的抗剪承载力,还会加大剪力墙受拉、受压时抗剪承载力的差异,因此应控制底部剪力墙受拉,并控制墙体受拉水平。

用ANSYS模拟混凝土叠合面受剪试验

使用 ANSYS大型工程分析软件 ,对混凝土叠合面剪切试验进行模拟计算分析。计算中考虑了不同的混凝土强度和叠合面配筋率。通过与试验结果的对比 ,分析结果与试验结果的误差不大 ,说明用 ANSYS模拟混凝土叠合式直剪试验是可行的。

钢筋网架—砼组合结构夹芯墙板受剪试验研究

研究了钢筋网架—砼组合结构夹芯墙板(简称ZW夹芯墙板)平面内偏压受剪的性能.试验制作了2个相同的ZW夹芯墙板构件,采用建筑抗震试验方法规程中的拟静力法进行了试验研究,得出了ZW体系夹芯墙板平面内偏压受剪时钢筋及砼板的应力应变、滞回曲线、承载力、裂缝开展及破坏形态,验证合厚度砼墙板模型的成立;最后给出ZW体系夹芯墙板的偏压受剪承载力公式.

HRB500高强钢筋钢纤维混凝土梁受剪试验和承载力计算

通过钢纤维高强高性能钢筋混凝土梁受剪试验,分析了混凝土强度等级、钢纤维掺量及箍筋配置对梁受剪承载力影响;结果表明:混凝土强度提高与钢纤维的掺入显著提高梁受剪承载力,箍筋充分发挥作用;结合梁受力模型,分析梁受剪承载力主要影响因素,基于国内外钢纤维高强钢筋混凝土无腹筋梁及有腹筋梁受剪试验数据,提出钢纤维高强钢筋混凝土有腹筋梁受剪承载力经验计算公式并验证,计算结果与实测值吻合较好。

拉-压变轴力下小剪跨比RC剪力墙受剪试验研究

近年来,高层建筑中底部剪力墙因受拉,处于拉-压变轴力和水平荷载耦合受力的问题得到了广泛的关注。为了研究拉-压变轴力下小剪跨比钢筋混凝土(RC)剪力墙的受剪性能,该文完成了3个剪跨比为1.0的RC剪力墙在拉-压变轴力下的往复受剪试验,研究参数为拉-压变轴力变化幅值和加载路径。结果表明:不同加载路径下RC墙均在压剪方向发生剪压破坏,压剪方向极限位移角为1.2%~1.4%;拉-压变轴力变化幅值改变墙体拉剪和压剪承载力,加载路径对墙体的拉剪强度有一定的影响,但对压剪强度影响很小;拉-压变轴力下剪力墙的滞回曲线呈现明显不对称现象,拉-压变轴力的变化幅值对滞回曲线的形状影响较小,但加载路径改变滞回曲线的形状;拉-压变轴力的变化幅值将增加剪力墙拉剪与压剪刚度的差别,在双肢墙结构中可能导致更多的剪力从受拉墙体转移到受压墙体;基于OpenSees建立了可准确模拟拉-压变轴力下RC剪力墙受剪行为的有限元模型。

带双排栓钉的钢-混凝土组合梁纵向受剪试验研究

为研究带双排栓钉的组合梁的纵向受剪性能,进行了7个带双排栓钉的钢-混凝土组合梁试件和1个带单排栓钉的钢-混凝土组合梁对比试件的纵向受剪试验。研究栓钉横向或纵向间距、横向配筋率、混凝土强度、栓钉排布方式等因素对带双排栓钉的钢-混凝土组合梁纵向受剪性能和混凝土板破坏形态的影响,并分析了各研究参数对峰值荷载和极限滑移量的影响。结果表明:带双排栓钉的钢-混凝土组合梁试件破坏模式主要表现为"八"字形裂缝的剪切破坏;栓钉横向、纵向间距、混凝土强度以及混凝土板配筋率是影响钢-混凝土组合梁受剪承载力的主要因素;受剪承载力均随着栓钉横向间距、纵向间距、混凝土强度以及混凝土板的横向配筋率的增加而增大。

钢筋自密实混凝土梁受剪性能试验研究及分析

自密实混凝土工程应用逐渐增多,为研究钢筋自密实混凝土梁的受剪性能,进行了4根钢筋自密实混凝土梁试件和2根普通钢筋混凝土梁试件的试验,研究自密实混凝土梁受剪性能的破坏形态、开裂荷载、裂缝发展和抗剪承载力,并且将其与普通钢筋混凝土梁作对比分析。将试验值与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算的理论值与相比较。结果表明,竖向集中荷载作用下,钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋混凝土梁有着相似的破坏特征与承载能力。钢筋自密实混凝土梁理论值与试验值的比为0.59,比普通钢筋混凝土梁理论试验值的比值高出0.11。

带柱头钢筋混凝土无腹筋单向板受剪试验研究与非线性分析

共完成22块钢筋混凝土无腹筋简支单向板的受剪试验,分析了有无柱头、剪跨比、纵向配筋率对试验板的受剪承载力和破坏模式的影响,并采用非线性有限元软件ATENA对试验结果进行模拟;结合试验数据和收集到的无腹筋单向板、梁(有效高度大于500 mm)试验数据,对中国规范GB 50010—2010、美国规范ACI 318-11、欧洲规范EN 1992-1-1:2004的受剪承载力计算公式的准确性进行评估。结果表明:剪跨比、纵向配筋率等因素对单向板受剪破坏的影响与其对梁受剪破坏的影响类似;有限元分析结果能够从受力机理上反映柱头对单向板受剪承载力的影响;对于截面有效高度约150 mm的单向板,上述各规范的计算公式偏于安全,但是对于截面有效高度大于500 mm的厚板,特别是在配筋率较低的情况下,规范中的公式均存在不同程度的安全隐患。

吊顶主次龙骨节点受剪和受弯性能试验研究

近年发生的地震中吊顶的震害显著,主次龙骨节点失效是吊顶破坏的主要原因之一。为评估吊顶主次龙骨节点的受剪和受弯性能,对其开展单调加载和低周往复加载试验,考察了节点的破坏模式、承载力、变形能力、滞回性能和耗能能力,建立了节点的易损性曲线。研究结果表明:主次龙骨节点主轴受剪和次轴受剪的破坏模式分别为节点剪切破坏和节点面外弯曲并脱出,主次龙骨节点受弯的破坏模式是节点脆性脱出破坏。对比节点主轴受剪,节点次轴受剪时强度更低,但节点变形能力更强。对比节点主轴受弯,节点次轴受弯时强度更高,但节点转动能力稍低。主次龙骨节点受剪和受弯时的荷载-位移滞回曲线捏拢效应显著,耗能能力不强。易损性分析表明,主次龙骨节点次轴受剪和主轴受弯时更容易破坏。

咬合式高强螺栓连接抗剪承载力试验和数值模拟

在传统高强螺栓连接的基础上,研发了新型咬合式高强螺栓连接.进行了4个传统高强螺栓连接和14个咬合式高强螺栓连接的抗剪承载力试验,详细介绍了试验过程,描述了试验现象.试验结果表明,咬合式高强螺栓连接的破坏模式主要为板件错动破坏;连接板表面刨槽处理可大幅提高连接承载力;螺栓预紧力越大,连接承载力越高;连接板的刨槽深度越大,连接承载力越高.建立了有限元模型,将数值分析获得的破坏模式、荷载-位移曲线与试验结果进行比较,验证了二者的一致性,表明数值模型可用于后续大规模数值分析.

正交胶合木墙体-楼板角撑连接节点受火后受剪承载力计算方法

为研究正交胶合木(CLT)墙体-楼板角撑连接节点受火后受剪承载力计算方法,对自攻螺钉长度分别为60和80 mm的CLT墙体-楼板角撑连接节点进行了常温及受火后的受剪试验.基于CLT层板销轴类紧固件常温受剪承载力计算方法,考虑节点受火后钢销轴抗弯强度折减以及CLT层板有效持力截面减少,提出了节点受火后受剪承载力计算方法.结果表明,对于常温试件,将自攻螺钉长度由原来的60 mm增至80 mm,屈服荷载增加到原来的1.51倍,而延性系数则降为原来的0.77倍;对于受火20 min后的试件,自攻螺钉长度增加时,屈服荷载和延性系数几乎不变.根据该计算方法得到的受火后受剪承载力与试验结果吻合较好,从而验证了所提方法的正确性与适用性.

正弦波纹腹板-管翼缘冷弯薄壁钢箱梁受剪性能研究

开展4根不同剪跨比的正弦波纹腹板-管翼缘冷弯薄壁钢箱梁受剪性能的试验研究与有限元分析。通过加载试验得到了足尺寸试件的受剪承载力、破坏形态和荷载-位移曲线,并采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟。结果表明:正弦波纹腹板-管翼缘冷弯薄壁钢箱梁受剪破坏由螺钉连接强度控制,正弦波纹腹板在连接处出现孔壁承压变形和撕裂两种破坏形态;有限元分析得到的钢箱梁破坏形态与试验破坏形态一致,受剪承载力有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。

500MPa细晶粒箍筋混凝土梁抗剪试验研究

为了研究500 MPa细晶粒箍筋混凝土梁的受剪性能,对16根配置500 MPa细晶粒箍筋、1根400 MPa及1根600 MPa箍筋的混凝土梁进行了在集中荷载作用下的受剪试验,分析了采用500 MPa细晶粒箍筋混凝土梁的斜截面受剪承载力及使用阶段的裂缝宽度,观测了混凝土强度等级、剪跨比、箍筋强度、配箍率、截面尺寸、截面形状等条件不同时试件的裂缝、挠度、承载力及破坏形态;并将实测值与有关公式的计算值进行了比较。试验结果表明,构件的斜截面承载力仍可按现行《混凝土结构设计规范》的相关公式进行计算,并有足够的安全储备。

水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体抗剪试验

为提高墙体的抗剪承载力和墙体的延性的要求,研究不同轴压力的作用下对水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体的水平抗剪性能的影响.通过对墙体试件模型进行抗剪试验及有限元模拟,分析其受力过程中裂缝的发展、破坏时的延性以及抗剪承载力.结果表明:墙体具有良好的抗剪性能,破坏时仍能保证结构的整体性;墙体试件的开裂荷载随轴压比的增大而提高,延性随着轴压比的增大而降低;墙体所受的轴压比为0.3,墙体的抗剪承载力达到最大.

钢筋超高性能混凝土梁受剪性能细观分析

为了研究钢筋超高性能混凝土(UHPC)梁的受剪破坏机理,对8根UHPC梁进行了受剪性能试验,设计变量包括钢纤维掺量、剪跨比、纵筋配筋率和箍筋间距。结果表明:钢纤维桥接作用能够显著提高UHPC梁受剪承载力,限制裂缝发展,减小裂缝间距;随着剪跨比增大,受剪承载力减小但变形能力增强;随着配箍率增大,受剪承载力提高,且增设箍筋能够显著改善UHPC梁峰值荷载后的受剪性能,减小斜裂缝宽度和长度;掺入钢纤维和增设箍筋均能够减小斜向变形(垂直于支座与加载点连线方向的混凝土变形),提高UHPC梁开裂后刚度。结合UHPC梁剪切受力特点,分别确定了临界剪切裂缝界面钢纤维、纵筋销栓作用、剪压区混凝土和箍筋等对受剪承载力的贡献,建立了UHPC梁细观多参数受剪承载力计算式。采用该计算式与5种常用计算式对收集的102根UHPC梁受剪承载力进行预测,发现采用细观多参数受剪承载力计算式的预测值与试验结果吻合较好,进而分析了常用设计参数对受剪承载力的影响规律,发现当剪跨比增大时,剪压区混凝土的受剪承载力会显著减小;纵筋销栓作用和临界剪切裂缝界面钢纤维的受剪承载力均随纤维特征值的增大而提高。

混杂纤维HPC深梁的剪切变形性能

采用正交设计法对18组混杂纤维高性能混凝土(HPC)深梁和2组普通高性能混凝土深梁进行受剪试验,分析了深梁的变形性能。结果表明,普通HPC深梁剪切破坏时均发生劈裂破坏,而混杂纤维HPC深梁则有劈裂破坏和斜压破坏两种形态,但仍达不到延性破坏的要求。混杂纤维(钢纤维和聚丙烯纤维)的掺入,延缓了HPC深梁斜裂缝的出现时间,减小了水平及竖向分布钢筋的应变,深梁开裂时斜截面混凝土应变的突变明显变小。

配置组合封闭箍筋钢筋混凝土叠合梁受剪性能试验研究

对8个配置不同形式箍筋的钢筋混凝土叠合梁进行了受剪性能试验,研究了箍筋形式、剪跨比和配箍率对钢筋混凝土叠合梁破坏模式、受剪承载力、变形特征以及叠合面滑移的影响。研究结果表明:配置组合封闭箍筋叠合梁的受剪承载力和在正常使用状态下的变形特征与配置传统封闭箍筋的叠合梁基本相同;剪跨比为2.62配置组合封闭箍筋的叠合梁,受叠合面滑移的影响较大,剪切破坏形态带有滑移,与配置传统封闭箍筋叠合梁略有不同;剪跨比为1.50的叠合梁的破坏形态与配置传统封闭箍筋叠合梁基本相同,为了减轻叠合面的滑移,应严格控制预制梁顶粗糙面的施工质量。承受弯剪作用的叠合梁可以应用组合封闭箍筋,其斜截面受剪承载力可以按照GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中相关公式进行计算。

钢-混凝土组合梁开孔波折板连接件受剪性能试验研究

通过12组不同参数的开孔波折板连接件试件进行单调加载受剪试验,研究了不同构造参数的连接件试件的破坏形态、荷载-滑移特性、构造参数对受剪承载力的影响,以及贯穿钢筋的应变、开孔波折板的von Mises应力随荷载的变化规律。研究结果表明:开孔波折板连接件的荷载-滑移曲线基本可分为无滑移阶段、弹性阶段、塑性阶段及破坏阶段;波高和混凝土强度对连接件的承载能力、抗剪刚度、滑移特性等影响显著;开孔波折板焊接边的von Mises应力大于自由边,折板段的vonMises应力大于平板段,开孔周边板的von Mises应力随荷载增加而增加;结构参数相同的试件,贯穿钢筋直径越小,其承担的剪力越大,连接件波高越大,贯穿钢筋承担剪力越小;与开孔板连接件相比,无贯穿钢筋的开孔波折板连接件的受剪承载力提高了300%,设置贯穿钢筋的开孔波折板连接件的受剪承载力提高了约200%。

集中荷载作用下预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能试验研究

为研究预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪性能,对14个预应力钢骨超高强混凝土梁试件与7个预应力超高强混凝土梁试件进行受剪性能试验,研究剪跨比、预应力度、箍筋间距和腹板厚度等因素对预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能的影响。结果表明:加入钢骨后,梁试件的受剪承载力及剪切延性均有提高,并且钢骨对斜截面开裂后刚度的影响更为显著;增大腹板厚度可以提高组合梁试件的斜截面开裂荷载、受剪承载力和剪切延性,而增大箍筋间距会降低组合梁试件的受剪承载力和剪切延性。剪跨比越小,组合梁试件的斜截面开裂荷载和受剪承载力越大,剪切延性越差,预应力度对组合梁试件的斜截面开裂荷载和剪切延性均有影响,但当预力度小于0.34时,预应力度对剪切延性几乎无作用。提出预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好,可供工程设计应用中参考。

FRP和TRC加固砌体墙受剪性能试验研究

砌体结构的抗震性能较差,且砌体墙作为主要承载构件易在地震中受到面内剪切作用。而加固是提高砌体墙面内受剪性能的有效方法。FRP (fiber-reinforced polymer)和TRC(textile-reinforced concrete)两种材料具有轻质、高强、耐腐蚀等优势,在应用于砌体结构加固时增强效果显著。为了比较这两种材料加固砌体墙的受剪性能,采用砂浆、FRP和TRC对砌体墙进行加固,进行了加固砌体墙试件的面内受剪试验,分析不同加固方式的破坏模式、承载力、延性和耗能能力。研究表明,未加固和砂浆加固的砌体墙在破坏时有不同程度的脆性特征,采用FRP和TRC加固均可改善这一现象。在本研究试验条件下,FRP和TRC在提升峰值剪应力方面增强效果相似,但TRC加固试件在延性和耗能方面效果更好。最后,结合现有规范中的相关计算方法,计算FRP和TRC加固层的受剪承载力,并且将计算值与试验值进行对比以评估相关计算方法的合理性,结果表明相关计算方法较为保守。