GFRP筋与箍筋约束混凝土之间粘结性能的试验研究

通过设计并完成120个拉拔试验,研究了不同影响因素(GFRP筋表面处理情况、GFRP筋直径、混凝土强度等级、箍筋约束情况)对GFRP筋粘结性能的影响并与钢筋粘结性能进行对比;重点分析了箍筋约束作用对GFRP筋粘结破坏和粘结强度的影响规律;利用Bertero-Popov-Eligehausen(BPE)模型和Cosenza-Manfredi-Realfonzo(CMR)模型对GFRP筋在箍筋约束混凝土中粘结应力-滑移(τ-s)关系上升段进行分析。研究结果表明:当粘结破坏主要发生在GFRP筋表面时,提高混凝土强度不会增加GFRP筋的粘结强度;在拉拔试件中配置箍筋可以使试件发生更加趋于延性的GFRP筋拔出破坏,从而提高GFRP筋粘结强度和对应的滑移量,提高幅度随着GFRP筋直径和GFRP筋与混凝土之间的机械咬合力的增大而变大;BPE和CMR模型可以准确描述GFRP筋在箍筋约束混凝土中τ-s关系上升段过程,利用试验数据,并基于表面处理方式处理后得到的BPE和CMR模型中具体的参数可以作为设计参考值。

考虑箍筋约束的预应力型钢高强砼梁延性分析

预应力型钢高强混凝土(PSRHC)梁具有承载力高、截面尺寸小等特点,适用于大跨度、重荷载的建筑结构.为掌握不同设计参数对PSRHC梁构件延性性能的影响,利用数值方法,进行了PSRHC梁静力性能的模拟及多参数分析.首先,基于截面纤维模型,建立了可考虑箍筋约束作用的PSRHC梁的静力全过程数值模拟方法,相关荷载-位移计算曲线与已有试验结果吻合良好.之后,研究了混凝土强度等级、受拉、受压钢筋用量、预应力筋用量、型钢翼缘及腹板厚度、箍筋间距及直径等因素对PSRHC梁延性的影响.结果表明:增大混凝土强度等级,增加受压钢筋及箍筋用量,可提高PSRHC梁的延性;增加受拉钢筋、预应力筋用量,增大腹板厚度,均使得延性降低;而翼缘厚度对延性的影响规律不明显.其中,箍筋间距由50 mm增加至200 mm时,延性系数降低约20.6%;箍筋直径由6 mm增大至10 mm,延性系数增大18%~34%.最后,结合数值试验结果,建立了包含体积配箍筋率及综合配筋指标两个参数的延性系数计算公式,利用此公式评估延性时以3.1作为界限值.

箍筋约束混凝土的单轴力学性能研究

深入研究箍筋约束作用对混凝土轴心受压力学性能的影响,对Saatcioglu提出的约束混凝土单轴本构模型做了一定改进,推导了Saatcioglu模型参数与配箍特征值λv之间的关系,使之能更加方便地用于我国钢筋混凝土结构的计算分析中。对收集的多组试验数据进行研究,提出形式简单的峰值应力计算公式。计算结果与试验结果比较表明,提出的公式具有较好的计算精度,适用于圆形和矩形截面构件,且形式简单、参数少,适于在实际工程的计算分析中应用。

箍筋约束对小偏心加载下高强RC柱尺寸效应影响分析

旨在揭示箍筋约束作用对高强钢筋混凝土(RC)柱在小偏心(e_0=0.25h_0)受压加载下尺寸效应行为的影响.开展了最大横截面尺寸为800 mm×800 mm的12组几何相似的配箍率为0和0.66%的高强混凝土柱试验,此外,建立了钢筋混凝土柱力学行为分析的细观尺度分析模型,并在模拟与试验结果吻合良好的基础上,补充开展了更大配箍率柱(即:1.2%和2.4%)的数值试验,进而对偏心受压加载下柱的力学行为,包括破坏模式、名义受压应力,应变关系、承载力、名义压缩强度及峰值后软化行为等进行了研究,并对其名义压缩强度的尺寸效应进行了分析,进而揭示箍筋约束作用对小偏心加载高强钢筋混凝土柱破坏行为及尺寸效应影响机制,结果表明:1)小偏心受压加载下高强钢筋混凝土柱名义压缩强度存在明显的尺寸效应;2)Bazant尺寸效应律能够较好地描述钢筋混凝土柱在偏心受压加载下的尺寸效应行为;3)箍筋约束作用能够明显提高钢筋混凝土柱的强度及延性,且会削弱其尺寸效应;4)本文建立的细观数值模型能够很好地表征钢筋混凝土柱力学性能.

圆形截面混凝土框架柱的轴压比限值

推导并计算了混凝土圆形柱截面在界限破坏条件下的轴压比 ,讨论了箍筋约束和其它因素对圆形框架柱轴压比限值的有利影响 ;通过 6个配有螺旋箍筋圆形框架柱的低周反复伪静力试验研究 ,验证了理论分析 。

钢筋混凝土抗震框架节点受力机理及轴压比影响的试验研究

通过19个剪压比水平和轴压比水平不同的接近足尺的钢筋混凝土框架中间层中间节点梁柱组合体的低周反复加载试验,对节点的传力机理以及轴压比对节点抗震性能的影响规律进行了分析研究,取得了以下结果:(1)随着轴压比的增加,梁筋在节点内的粘结滑移量明显减小。节点的作用剪力较大时,梁筋的粘结退化加剧;(2)通过对节点内不同受力阶段箍筋应变的量测,明确了平行受力方向箍肢除承受桁架机构的拉力外,还与垂直受力方向的箍肢一起对节点核心区双向交替斜向受压混凝土发挥重要约束作用;(3)节点作用剪力在中等以上作用水平时,轴压比的增大对节点抗震抗剪的延性起不利作用。

新型配箍形式在型钢混凝土柱中的应用研究

型钢混凝土(SRC)柱外围的约束箍筋可以提高柱的抗震延性。结合笔者参与的超高层结构设计案例,研究型钢混凝土柱新型箍筋形式的受力特点,以及新型箍筋对SRC柱抗震性能的改善作用。矩形截面SRC柱采用"角部加强箍筋"的形式后,SRC柱在轴压作用下的抗压强度有明显提高;圆形截面SRC柱采用"多道多边形封闭箍"或"双重圆箍"的形式后,箍筋的约束作用增强。上述新型箍筋形式,SRC柱的抗震性能优越,且施工方便。