香港现役钢筋混凝土连梁的抗震性能试验研究

通过５个钢筋混凝土连梁模型的伪静力试验,初步考察了香港地区未考虑抗震设防的现役钢筋混凝土连梁的抗震性能,讨论了不同设计参数对连梁抗震性能的影响,并与国外其他学者的试验结果进行了比较。

用于钢筋混凝土连梁地震反应分析的考虑非线性剪切的纤维梁单元Ⅰ:原理与开发

长期以来,普通配筋钢筋混凝土(RC)连梁在剪力墙、框架核心筒等高层结构体系中均得到了广泛的应用。在对该类体系进行地震反应分析时,迫切需要一个高效、准确且建模方便的连梁计算单元。该文基于对国内外普通配筋RC连梁试验的归纳总结及各类考虑非线性剪切效应的构件计算模型的充分比较,提出了在传统的基于纤维截面模型的分布塑性铰梁单元的基础上引入截面剪力-剪切变形关系和剪力-剪切滑移关系的单元开发思路。通过对通用有限元程序MSC.MARC(2007r1)的梁单元截面模型接口进行二次开发,实现了一种适用于普通配筋RC连梁非线性地震反应分析的纤维梁单元。提出了适用于普通配筋RC连梁的剪力-剪切变形骨架曲线和滞回规则,模型可充分体现捏拢、强度和刚度退化、承载力下降等RC连梁复杂的受剪特性,并可考虑任意复杂加载路径。特别针对RC连梁特有的剪切滑移现象,提出相应的剪力-剪切滑移骨架曲线和滞回规则,可充分体现剪力-剪切滑移关系中捏拢、强度和刚度退化等现象,同时引入剪切滑移和剪切受压极限曲线实现不同破坏模式的判断。利用剪力-剪切变形关系和剪力-剪切滑移关系,分别开发了剪切单元和滑移单元,并将二者结合实现对连梁构件的模拟分析。

不同跨高比钢纤维混凝土连梁的延性和耗能性能

通过6个不同跨高比的钢纤维混凝土连梁在低周反复荷载作用下的试验,研究了钢纤维混凝土连梁在低周反复荷载作用下裂缝的开展、分布及破坏形态,根据实测的荷载-位移滞回曲线,研究了连梁的延性和耗能性能。研究结果表明,跨高比影响着钢纤维混凝土连梁的裂缝形态、极限承载力、延性和耗能性能,随着跨高比的增大,极限承载力逐渐下降,延性和耗能能力明显提高。

钢筋混凝土连梁基于位移的变形能力设计方法

为对钢筋混凝土(RC)连梁进行基于位移的抗震设计,建立了RC连梁屈服位移角和极限位移角的计算公式,对62个试件的试验数据进行分析,得到了计算公式的相关参数。RC连梁的屈服位移角与受拉钢筋屈服强度、跨高比有关;RC连梁的极限位移角与面积配箍特征值、跨高比和纵筋配筋率等有关。在此基础上,提出了RC连梁基于位移的变形能力设计方法。

钢筋混凝土连梁的变形能力及基于性能的抗震设计

钢筋混凝土连梁作为重要的结构单元可以减少墙肢的弯矩并耗散地震能量。影响钢筋混凝土连梁变形能力的主要因素包括混凝土受压区高度系数ξ、跨高比χ和约束箍筋的配置等。建立了钢筋混凝土连梁的配箍特征值λ_(vb)、混凝土受压区高度系数ξ、跨高比χ与梁端塑性铰极限转动量θ_(plb)~u之间的量化关系,然后通过8个研究机构所进行的钢筋混凝土连梁试验进行了验证,提出了钢筋混凝土连梁基于性能的抗震设计方法。设计者可以在已知梁端塑性铰转动需求量θ_(plb)及确定损伤指标D_b的情况下对连梁进行配箍。

部分翼缘加强型钢板混凝土连梁的有限元分析

通过Abaqus建立钢板混凝土连梁模型对原始实验[1]进行模拟分析,分析结果与原始实验吻合良好,有限元分析表明:钢板混凝土连梁的墙梁连接处钢板的边缘在剪拉应力的作用下率先进入屈服,而配有工字型截面的型钢混凝土连梁其翼缘并不能沿跨度全部发挥作用,因此提出了在钢板混凝土连梁的钢板端部增加翼缘板形成部分翼缘加强型钢板混凝土连梁的思想,为了探究这种新型组合连梁的加强翼缘的几何尺寸对模型的力学性能的影响,以翼缘板的长、宽、高建立三组有限元模型并进行分析,并通过有限元程序对其进行初步设计与分析。结果显示这种组合连梁在提高连梁承载力与改善钢板应力分布方面具有良好的效果,分析结果表明:增加翼缘长度、宽度与厚度对均能改善钢板应力分布,但增加翼缘厚度对改善应力分布效果不明显。随翼缘板的长度、宽度、厚度的增加,模型承载力以及梁端转角逐渐增大;但是随着翼缘厚度增加,模型承载力提高以及梁端转角增加效果不显著。

内置钢板混凝土连梁与混凝土剪力墙节点性能研究

利用有限元软件ABAQUS对内置钢板混凝土连梁与混凝土剪力墙节点性能进行了数值分析。将计算结果与试验结果进行对比,在验证有限元分析计算结果正确的基础上,利用有限元软件ABAQUS对内置钢板混凝土连梁和普通钢筋混凝土连梁与剪力墙节点的抗震性能进行了比较,证明了这种形式节点性能的优越性。

SATWE结构软件中混凝土连梁输入方法的探讨

指出在运用空间组合结构有限元分析软件SATWE时,混凝土连梁的输入方法不同,将导致不同的计算结果。因此,设计者一定要认真研究分析所使用软件的编制原理、技术条件和使用方法,采用合理的混凝土连梁输入方法,才能真实地反映建筑结构的受力特点。

高层建筑钢筋混凝土连梁的设计探讨

如今,随着我国建筑业的快速腾飞,高层建筑在建筑工程当中占据的比例比以前要提高了很多。这也对于建筑技术提出了更高的要求。而连梁剪力墙结构对于高层建筑来说是至关重要的,因此它的设计也就格外值得我们探讨。因为只有靠谱的连梁剪力墙设计方案,才能够最大程度上确保高层建筑的可靠性和安全性。钢筋混凝土是连梁的主要材料。

型钢混凝土连梁在实际工程中的应用

文章通过介绍型钢混凝土连梁在实际工程中的具体应用,阐述该新型连梁形式发展新趋势。

高层建筑钢筋混凝土连梁的设计与研究

钢筋混凝土剪力墙结构已经被广泛应用于高层建筑结构设计之中,其具备较强的抗压能力、承载能力、抗侧压能力和刚度,可以有效抵抗水平地震作用和风荷载作用。文章通过对连梁的概念及地震作用下连梁破坏的特点进行分析,然后对高层建筑钢筋混凝土连梁设计方法提出优化建议,以进一步提升连梁在钢筋混凝土剪力墙中的作用。

基于ADINA的钢板-混凝土连梁抗震性能研究

通过有限元软件ADINA创立焊接箍筋钢板-混凝土连梁数值计算模型,对6mm钢板厚度的钢板-混凝土连梁的抗震性能进行数值计算。结果表明了将钢板设置为6mm厚度的组合连梁较普通连梁抗震性能更加显著。连梁设置钢板改良了抗震性能。对此借鉴前辈研究成果,研究设置钢板为6mm厚度的组合连梁较普通连梁具有怎样的抗震性能变化。

箱形截面钢-混凝土组合连梁的抗震性能

对一种箱形截面钢-混凝土组合连梁展开研究,通过有限元模拟和理论分析对其屈服模式、抗震性能进行了深入探索。对不同参数取值下组合连梁的屈服模式进行对比分析,基于组合连梁长度与屈服承载力的关系,给出屈服模式的判定准则,研究了不同参数对组合连梁屈服模式的影响规律。结果表明:减小截面高度、钢腹板高厚比、钢材屈服强度、混凝土强度,增大剪跨比、钢翼缘宽厚比、截面高宽比等措施均使耗能梁段更容易弯曲屈服。轴向受压时,弯曲屈服型构件的延性普遍优于剪切屈服型构件;轴向受拉时,剪切屈服型构件的延性优于弯曲屈服型构件。剪切屈服型构件的弹性段刚度、屈服荷载、极限荷载以及能量耗散系数普遍大于弯曲屈服型构件。

带钢筋桁架楼承板的PRC连梁抗震性能试验研究及数值分析

为适应超高层建筑以及现代工业化住宅建筑体系迅速发展的需要,提出了一种带钢筋桁架楼承板的新型钢板-混凝土组合(plate-reinforced composite,PRC)连梁。通过拟静力试验,分析了不考虑楼板作用、带普通钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)楼板及带钢筋桁架楼承板PRC连梁的破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等。在此基础上,采用ABAQUS软件分析在不同峰值荷载作用下钢筋桁架楼承板PRC连梁的混凝土、钢板和钢筋骨架的应力发展情况。研究结果表明:钢筋桁架楼承板的设置能显著提高小跨高比PRC连梁的受剪承载力、耗能能力和延性,设置楼板能显著提高连梁的峰值荷载,且带钢筋桁架楼承板对PRC连梁承载力的提升比带普通RC楼板更强,其连梁试件PRC-S3的正向峰值荷载比不带楼板连梁PRC-NS1和带普通RC楼板连梁PRC-S2分别提升了31%和18%,但带楼板连梁在梁板交界处产生通缝之后连梁的刚度退化较为严重;带钢筋桁架楼承板的PRC连梁具有优越的耗能能力,在连梁跨度范围内均出现了显著的对角压杆,主压杆及其衍生压杆共同构成桁架作用来承受剪力;楼承板桁架上下弦钢筋以及连梁纵筋均在连梁根部位置出现应力集中,且连梁试件PRC-S3破坏点对应的累积耗能是不带楼板试件PRC-NS1的1.39倍。

外包钢板-高延性混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为改善小跨高比连梁的抗震性能,采用高延性混凝土(HDC)代替混凝土,设计了2个外包钢板-HDC组合连梁、1个外包钢板-混凝土组合连梁和1个内置钢板-HDC组合连梁试件。通过拟静力试验,研究其破坏形态、变形能力及耗能能力。试验结果表明:采用HDC代替混凝土可提高外包钢板组合连梁的变形能力和耐损伤能力;HDC与钢腹板的协同工作性能较好,有利于钢腹板抗剪作用的发挥;外包钢板-HDC组合连梁的耗能能力明显高于外包钢板-混凝土组合连梁和内置钢板组合连梁;外包钢板-HDC组合连梁的剪压比设计值为0.65～0.70,其剪压比明显高于内置钢板组合连梁。因此,采用外包钢板-HDC组合连梁,可提高小跨高比连梁的剪压比限值,解决连梁设计中剪压比超限的问题。

钢板-混凝土双连梁受力性能有限元分析

运用ABAQUS分别建立钢筋-混凝土双连梁与钢板-混凝土双连梁有限元模型,进行有限元非线性计算,对比分析2种不同模型的极限承载力、破坏性能及延性。研究结果表明:钢板-混凝土双连梁同钢筋混凝土双连梁的破坏形态一样,属于弯剪破坏,可在梁端形成较大的塑性转角,成为剪力墙结构良好的抗震耗能构件;钢板-混凝土双连梁在达到屈服荷载时仍有一定的位移变形,但位移变形的幅度不如钢筋混凝土双连梁大;钢板-混凝土双连梁的延性及耗能性能不如钢筋混凝土双连梁好,但钢板-混凝土双连梁的极限承载力与刚度大于钢筋混凝土双连梁。

钢板混凝土组合连梁抗震性能研究进展

大震作用下连梁发生"强剪弱弯"破坏,以保证其延性和耗能有着重要意义。钢板一混凝土组合连梁(简称SPRC或PRC连梁)是一种新型组合连梁,由钢筋混凝土与钢板共同抵抗弯矩,利用钢板良好的承载能力与塑性变形能力进行抗剪,防止连梁发生脆性破坏,延缓混凝土裂缝出现和发展。对国内外有关SPRC连梁的试验研究、数值模拟以及计算方法进行了介绍和分析,总结了组合连梁的破坏形态、抗震性能、受力性能影响因素和受剪承载力计算方法等。在现有研究内容的基础上,指出SPRC连梁研究的发展趋势。

钢板-混凝土组合连梁抗震性能有限元分析

采用有限元软件对钢板-混凝土组合(PRC)连梁抗震性能进行了数值模拟,通过与试验结果的对比,验证了模型的正确性.通过大量的数值模拟,研究了跨高比、钢板锚固长度、钢板厚度、纵筋配筋率和墙肢配筋率等参数对钢板-混凝土组合连梁抗震性能的影响.结果表明:采用混凝土应力-断裂能关系来考虑混凝土受拉软化性能,能较好的进行钢板-混凝土组合连梁的弹塑性有限元分析;跨高比的变化对其屈服荷载和峰值荷载影响显著,随着跨高比的增大,连梁的屈服荷载和峰值荷载逐渐减小,但其延性性能逐渐提高;连梁的承载力和刚度随钢板锚固长度、钢板厚度和纵筋配筋率的增加而增加,但其增加的程度随连梁跨高比的减小而减小;连梁的承载力随墙肢配筋率的增加逐渐增大,增加的程度随墙肢配筋率的增加而减小.

某高层建筑型钢混凝土组合连梁的应用研究

用YJK-A计算分析软件对某高层框架—双核心筒建筑进行了计算分析,重点对连接双核心筒的型钢混凝土连梁进行中震情况下的弹性作了分析,并介绍了型钢混凝土连梁的设计和构造措施,指出型钢混凝土组合梁抗震性能优越、构造简单、造价低、施工方便,具有广阔的应用前景。

设置钢板混凝土连梁的混合联肢剪力墙结构抗震性能控制方法

设置钢板混凝土连梁的混合联肢剪力墙是将传统的钢筋混凝土联肢剪力墙中的混凝土连梁用钢板混凝土(PRC)连梁代替而形成的一种新型结构体系,联肢剪力墙结构抗震性能控制是目前尚未很好解决的问题之一。通过对国内外PRC连梁已有试验数据回归分析,提出了PRC连梁基于不同位移要求的所需配钢特征值计算式。以连续化方法的解析解为基础,以联肢剪力墙合理耦联率、层间位移角限值和PRC连梁的延性需求为约束条件,提出了该混合联肢剪力墙抗震性能控制方法。分析结果表明,设置PRC连梁的混合联肢剪力墙的抗震性能控制,宜根据结构整体位移延性需求及目标耦联率,确定PRC连梁的截面尺寸、剪力需求和内嵌钢板截面尺寸,以实现预期的屈服机制。