高强螺旋箍筋约束混凝土柱抗震性能试验

为了研究高强螺旋箍筋约束混凝土柱的抗震性能,完成了2个普通箍筋混凝土柱及2个高强螺旋箍筋约束混凝土柱足尺模型的低周反复荷载试验,描述了高强螺旋箍筋约束混凝土柱的破坏过程及破坏形态,分析了高强螺旋箍筋约束混凝土柱的滞回曲线、骨架曲线、延性性能和耗能能力。结果表明:轴压比是影响试件延性性能的主要因素之一;高强螺旋箍筋约束混凝土柱在高轴压比作用下对框架柱延性性能及耗能能力提高的效果非常明显;在轴压比相同的条件下,高强螺旋箍筋约束混凝土柱滞回曲线饱满且无捏缩现象,量纲一的骨架曲线下降段平稳,延性性能较好。

双层高强螺旋箍筋约束混凝土轴压短柱强度和延性的研究

为了研究双层高强螺旋箍筋约束混凝土短柱在轴压作用下的强度和延性,在国内外学者对约束混凝土研究的基础上,分析其应力-应变曲线和破坏形态,进而探讨箍筋形式和配箍特征值(综合影响因素)对双层高强螺旋箍筋约束混凝土短柱强度和延性性能的影响。研究结果表明:模拟与试验结果吻合较好,增大双层高强螺旋箍筋约束混凝土试件的配箍特征值对提高钢筋混凝土圆柱的极限承载力和延性有明显效果,结果偏于安全。

双层高强螺旋箍筋约束混凝土圆柱轴压受力性能分析

为了研究双层高强螺旋箍筋约束混凝土柱的轴压力学性能,在国内外学者对约束混凝土研究的基础上,根据试验研究结果,模拟出双层高强螺旋箍筋约束混凝土圆柱的有限元模型,进而对高强螺旋箍筋和混凝土进行受力分析。研究结果表明:模拟与试验结果吻合较好,双层高强螺旋箍筋能有效约束钢筋混凝土的横向变形,对提高钢筋混凝土圆柱的极限承载力和延性有明显效果,结果偏于安全。因此,可用于此类结构试件的非线性有限元分析。

高强连续螺旋箍筋约束混凝土装配式柱恢复力模型的试验

根据5个外包钢板箍+栓筋连接的装配整体式柱和3个整体现浇柱高强连续螺旋箍筋约束混凝土柱拟静力试验结果,通过理论分析和试验数据拟合,给出钢板箍+栓筋连接的装配式柱恢复力模型特征参数的计算方法,提出"定点指向"三折线恢复力模型。研究结果表明:高强箍筋对混凝土的约束作用、钢板箍的厚度和高度,以及轴压比大小对构件的极限荷载与屈服荷载比值影响较小;极限荷载随着轴压比的增大而增大,延性随着轴压比的增大而降低,随着钢板箍的高度的增大而提高;通过试验骨架曲线和计算骨架曲线的对比,两者比较吻合,能够比较全面地反映构件的实际受力性能,所提恢复力模型较为合理。

配置高强箍筋混凝土柱承载力数值分析

通过对6根配置不同强度、不同箍筋间距的高强混凝土柱在轴向压力作用下进行非线性有限元数值模拟,研究了混凝土轴压柱应力—应变关系曲线和裂缝开展规律、箍筋约束混凝土的机理、箍筋间距和箍筋强度对混凝土轴压柱承载力的影响。结果表明:伴随着箍筋间距的加密和箍筋强度的提高,混凝土柱的承载力和峰值应变有着显著的提高。

局部外包钢管栓杆式高强箍筋约束混凝土柱与柱连接试验研究与有限元分析

通过对2根足尺高强连续螺旋箍筋的装配整体式和高强连续螺旋箍筋的现浇柱试件进行水平低周反复加载试验,研究了局部外包钢管栓杆式连接柱的力学特性和破坏模式,对比分析装配整体柱与现浇柱的延性和耗能能力,验证此种连接的装配柱和现浇柱具有同样的抗震性能。对新型连接装配整体柱进行有限元分析,研究外包钢管壁的厚度,长度以及柱的轴压比对装配整体柱的承载能力的影响。

装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱试验研究

为了研究装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱的抗震性能,设计2根装配式连接柱与2根现浇柱足尺模型并进行了低周反复试验,对装配式连接柱与现浇柱的破坏机理、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、变形、耗能能力和延性进行了分析;研究了轴压比、钢板箍对装配式连接柱抗震性能的影响.试验表明装配式连接柱的破坏机理与形态和现浇柱有较大的区别,塑性铰区的发展方向完全相反;轴压比是装配式连接柱的延性系数主要影响因素之一,轴压比越小延性系数越大,反之亦然;钢板箍在高轴压比的情况下,更能提高柱子的抗震效果.

钢筋混凝土框架柱轴压比设计

为深入认识钢筋混凝土框架柱轴压比限值的含义 ,从框架柱的破坏机理、配箍构造等因素出发 ,引伸建立轴压比与变形角、配箍特征值的关系式 ,以便更好理解新修订的《混凝土结构设计规范》(GB5 0 0 1 0— 2 0 0 2 )的具体规定。另外 ,提出高强螺旋箍筋能增加框架柱抗震性能 ,是解决框架柱轴压比问题的有效措施 。

局部外包钢管装配整体式钢筋混凝土柱高轴压下的抗震性能试验研究

针对装配整体式高强螺旋箍混凝土柱,提出了采用局部外包钢管,横向穿筋焊接的柱-柱连接方法,设计了3个足尺的局部外包钢管装配整体式柱试件和1个足尺的高强螺旋箍筋现浇柱对比试件,进行了拟静力试验;通过分析试件的滞回曲线、骨架曲线、弹塑性转角等参数研究试件在高轴压和低周反复荷载下的滞回性能。分析发现试件的滞回曲线稳定饱满,呈现出钢管混凝土的特性,具有良好的抗震耗能能力和弹塑性变形能力;在高轴压作用下试件的破坏形态仍然为延性较好的大偏心受压破坏,具有良好的防倒塌能力。

螺旋箍筋约束高强混凝土柱轴心受压性能试验研究

为探究螺旋箍筋约束高强混凝土柱的轴心受压性能,开展了42根螺旋箍筋约束高强混凝土圆柱的轴压试验,研究了混凝土标准立方体抗压强度(58.0~90.6 MPa)、箍筋屈服强度(480~1219 MPa)、体积配箍率(1.00%~1.60%)与箍筋间距(45~80 mm)对螺旋箍筋约束混凝土柱受压承载力和变形能力的影响。试验结果表明:箍筋约束混凝土在达到峰值压应力时,约束箍筋可能达不到屈服;约束箍筋的强度和体积配箍率相同时,随着高强混凝土强度的增高,约束混凝土达到峰值压应力时箍筋的拉应变减小;混凝土轴心抗压强度、箍筋屈服强度相同时,随着体积配箍率的提高,约束混凝土峰值压应变增大,相应的横向应变也随之增大,箍筋拉应变也增大。基于试验结果,考察了峰值压应力下箍筋拉应变与体积配箍率、混凝土强度、箍筋屈服强度和箍筋间距之间的关系,建立了峰值压应力下约束箍筋拉应变计算公式。拟合得到了约束混凝土峰值压应力f_(cc)、峰值压应变ε_(cc)、下降段曲线的特征参数(峰值压应力后85%峰值应力下的轴向压应变ε_(c85)、50%峰值压应力的轴向压应变ε_(c50))的计算公式。给出了考虑体积配箍率、混凝土轴心抗压强度、箍筋间距和箍筋屈服强度影响的箍筋约束高强混凝土的轴心受压应力-应变关系模型。

高强连续螺旋箍筋约束混凝土柱的地震损伤试验分析

通过分析6根高强连续螺旋箍筋约束混凝土柱在低周反复荷载作用下的滞回性能,获得了各构件破坏时的累积滞回耗能.运用修正Park-Ang模型计算高强连续螺旋箍筋约束混凝土构件在不同位移角下的损伤指数,对柱全过程损伤趋势进行研究,发现:修正Park-Ang模型的计算结果能合理地反映不同参数的高强连续螺旋箍筋约束混凝土构件的损伤发展过程,并与试验结果一致;在高轴压下,无论高强连续螺旋箍筋约束混凝土装配式柱还是现浇式柱在模型中的耗能因子都大于0.037,在1/50位移角下的损伤指数计算值都小于0.7.由于具有很好的延性,高强连续螺旋箍筋约束混凝土柱的轴压比限制可以进一步放松.

钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的抗震性能试验研究

提出装配框架柱的一种新型连接型式——钢板栓筋连接型式。采用足尺模型,设计了2个钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱和2个对比现浇普通箍筋柱。通过拟静力低周反复加载试验,并与现浇普通箍筋柱对比,研究钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的承载能力和抗震性能。观测了4个试件受力→变形→损伤→裂缝→屈服的全过程,并分析各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度衰减、位移延性、耗能能力等。试验表明:在相同条件下,钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱具有与现浇普通箍筋柱相当的承载力,其抗震性能良好;连接处采用焊接及水平栓筋的钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱是可靠的。

新型端板螺栓连接框架节点抗震性能试验研究

提出了一种新型预应力混凝土梁、连续复合螺旋箍筋混凝土柱及端板螺栓连接的装配式节点,该节点的基本构造为:采用高强螺栓通过外伸端板将梁与柱装配在一起,并在梁柱中均采用连续复合螺旋箍筋,另在梁中配置预应力筋与普通钢筋,普通钢筋通过墩头与端板焊接在一起,且在节点核心区处采用钢板箍替代箍筋。该节点传力明确,且避免了核心区钢筋纵横交错的现象。为研究该节点的抗震性能,通过拟静力试验对该节点的滞回曲线、延性、高强螺旋箍筋对混凝土的约束作用等进行了分析。试验结果表明:节点破坏前,梁端出现了明显的塑性铰,节点具有较好的延性及耗能能力,且柱子和核心区的损坏程度较小,密配高强螺旋箍筋的约束作用能有效地提高构件的抗剪承载力和结构的变形能力。