钢筋混凝土板柱节点冲切性能研究进展

为提高板柱节点冲切性能从而促进其工程应用,比较了各类抗冲切元件的不同布置形式、形状尺寸、几何参数以及组合形式对节点抗冲切承载力的影响,概括了受损板柱节点修复与加固的研究现状,梳理了不同开洞尺寸、距离、数量、形状及偏心荷载作用下开洞板柱试件抗冲切性能的研究成果,归纳了有无抗冲切钢筋和配置型钢剪力架板柱节点的抗冲切承载力计算方法以及基于机器学习的板柱节点冲切承载力预测方法。结果表明:各类抗冲切元件可通过改变布置形式、形状尺寸、几何参数以及元件组合从而改善板柱节点的冲切性能;板件开洞的尺寸越大、距离越远、数量越多,对节点的抗冲切性能越不利;基于数值模拟和规范改进得出的冲切承载力计算公式仅对特定试验有较高的预测精度,尚未形成较为统一的承载力计算公式,而基于机器学习的冲切承载力预测模型是未来研究的重点;需进一步开展关于受损板柱节点修复与加固方法的研究,对完善板柱节点抗冲切性能研究理论体系具有重要意义。

双向密肋楼盖的计算及设计探讨

在双向密肋楼盖的设计中采用弹性板对楼板进行计算分析,但与实际密肋楼盖结构相比,常用软件的计算模型在柱帽区域的计算假定存在重复考虑柱帽厚板与框梁重叠区域、板柱连接区与梁柱连接区重叠区域的问题。针对该问题,对密肋楼盖柱帽区域建立了多种不同计算假定的计算模型,分析了各模型对楼盖构件内力的影响,结果表明:考虑这些计算假定上的差异后,会导致与柱帽区域相连接的构件内力计算结果产生极大的变化。设计中应充分关注这些差异带来的影响,避免出现结构安全问题。此外,对密肋楼盖采用将柱帽格构化为等代梁的分析方法,能够避免过高估计柱帽承载能力,计算结果合理,且能方便对柱帽进行配筋设计。

不同配筋率下钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力试验研究

为研究纵筋配筋率对普通钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力的影响,制作了4个配筋率分别为0.3%、0.7%、1.2%及1.8%的无腹筋板柱中节点并进行冲切试验,试验结果表明:随着配筋率的增加,板柱节点的初始刚度和极限承载力明显增加,试件的延性降低,破坏模式由弯曲破坏逐渐向冲切破坏转变;收集并整理了国内外269个板柱节点冲切试验的数据,通过与采用中国规范、美国规范、欧洲规范和日本规范抗冲切承载力计算公式计算结果的对比分析,进一步说明了在冲切承载力计算公式中考虑纵筋配筋率的必要性;通过对试验数据的回归分析,考虑包含纵筋配筋率在内的主要影响因素,建立了适用于钢筋混凝土无腹筋板柱抗冲切承载力的计算公式。

带钢暗梁的板柱结构边节点抗弯性能研究

板柱结构以其传力途径简捷、布置灵活等优势,在工程中得到了广泛的应用,但其也存在容易发生冲切破坏等不足。目前的研究主要集中在板柱结构中柱节点,关于边节点的研究则相对较少,但边柱对结构安全同样至关重要。首先建立了带钢暗梁的钢筋混凝土空心楼盖-钢管混凝土柱边节点有限元模型,并与其他学者的试验结果进行对比,验证了有限元模型的准确性。采用验证过的有限元模型,分析了混凝土楼板厚度、楼板混凝土强度、钢暗梁翼缘宽度等参数对节点抗弯性能的影响。研究结果表明:参数变化对正、负弯矩区的影响不同,楼板厚度、钢暗梁翼缘厚度、强度和高度的增大可以提高节点的抗弯承载力,但是过厚的楼板和楼板混凝土强度的提升会降低节点变形能力;方钢管厚度和轴压比的变化对节点抗弯性能影响不大。

配置抗冲切钢筋的RC板柱节点受冲切承载力计算

为计算配有常用抗冲切钢筋(箍筋和栓钉)的钢筋混凝土(RC)板柱节点的受冲切承载力,结合梁斜拉破坏机理和修正压力场理论(MCFT)提出一种配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的受冲切承载计算方法.首先根据MCFT推导出配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的临界斜裂缝倾角计算式;然后,假定冲切破坏时临界截面周长范围内的抗冲切钢筋达到屈服强度,将临界斜裂缝倾角代入MCFT推导出板柱节点的受冲切承载力计算方法;最后,使用该方法和美国规范(ACI 318-19)方法计算62个配有抗冲切钢筋的RC板柱节点试验的冲切承载力,并分析了混凝土强度、板有效厚度、柱截面边长、抗弯钢筋配筋率及抗冲切钢筋配筋率对节点抗冲切承载力的影响.结果表明:由MCFT推导出的节点受冲切承载力计算值与试验值吻合较好,均值为0.96,变异系数为0.20;节点的冲切承载力与上述影响因素呈非线性正相关.该方法可用于配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的受冲切承载力计算.

一种板下构造柱柱顶混凝土浇筑密实新装置的研究

梁下设置构造柱,由于跟楼板之间有很大空间,常规保证构造柱混凝土浇筑密实的方法为在侧面加设喇叭口,后期剔凿喇叭口内混凝土保证构造柱混凝土质量。板下设置构造柱却因为没有操作空间无法使用该方法,浇筑出的构造柱柱顶无法密实。论文在原有基础上进行改进,设计出一种解决该问题的浇筑装置,在解决施工难题、保证施工质量的同时,减少混凝土用量,降低人工剔凿成本。

无梁楼盖板柱节点设计要点及设计建议

文章阐述了无梁楼盖板柱节点的常用设计方法,介绍了设计方法在工程实践中的应用及设计中对板柱节点进行抗冲切加强的各种措施,探讨了无梁楼盖防连续倒塌的设计思路,并针对当前设计中的不足提出建议。

结构空间约束对钢筋混凝土梁受弯性能的影响

为探究结构空间约束对框架结构屈服机制的影响,借助多尺度数值方法,建立了具有不同边界条件的钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁模型.定量分析了端部约束及添加现浇楼板对RC框架梁刚度和受弯承载力,即试件所能承受的最大弯矩的影响,揭示了端部约束及现浇楼板对RC梁弯曲机制的影响机理.此外,对各国规范计算的受弯承载力进行对比分析.结果表明,结构空间约束会影响RC框架梁的破坏形态.固支梁的刚度和受弯承载力显著高于简支梁,固支梁的受弯承载力和刚度最高可达简支梁的3.06倍和4.10倍.添加现浇楼板可显著提高梁的受弯承载力与刚度.各国规范可准确地计算简支梁的受弯承载力.然而,计算的固支梁及楼盖梁的受弯承载力极其保守,剪跨比为5.0的固支加板梁的受弯承载力模拟值分别是中国、美国和加拿大规范值的6.25倍、6.76倍和6.06倍.

地铁车辆段上盖的全框支剪力墙结构设计探讨

根据地铁车辆段上盖全框支剪力墙结构设计实践,提出该结构按现行规范设计存在的问题,包括重力二阶效应验算,周期折减系数影响,框支柱剪力调整和厚板设计验算等问题。针对上述问题,建议重力二阶效应验算采用屈曲因子不小于20作为不考虑条件;少砌体墙的(框支)框架层考虑周期折减系数的影响,对(框支)框架层楼层剪力作折减;对于特一级或一级的框支柱的弯矩或剪力调整系数下调,避免调整后剪力远大于中震剪力的不合理情况;盖上剪力墙对厚板的冲切验算用作图法验算。

建筑工程框剪结构梁板柱高支模体系施工技术

高支模体系是一种通过使用支撑模架系统,对高、跨、承载力大的建筑体起到支撑作用的技术。本文以某市一框架剪力墙结构的商品住宅楼为研究对象,对施工过程中的梁板柱高支模体系施工技术进行研究,为高支模体系设计及操作人员提供参考价值。

高桩梁板码头系船柱下方空间穿管结构设计

为提高高桩梁板码头下方空间的利用率,并使管线敷设更为有序化和集约化,结合工程案例,提出了在系船柱结构基础内穿管的设计理念,有效缩短了管线路径、减少了转弯接头。对比预留孔和预埋套管2种敷设方式,从结构受力、耐久性、施工期安装和使用期检测等多方面综合考虑,提出了推荐方案。通过Midas Civil三维软件单元建模,对系船柱扩大段等各节点进行复核计算分析,并在施工完成后,对系船柱进行原位加荷测试试验,双向验证系船柱基础下方开孔对码头结构的整体稳定性影响较小,码头结构安全可靠。

水平冷缝对大荷载无梁楼盖及类似结构的影响

首先,介绍了托板上水平方向施工冷缝对无梁楼盖顶板抗冲切承载力的不利影响,列举了3个不同地区地下车库坍塌的工程实例。其次,介绍了容易导致无梁楼盖顶板的托板或相似部位出现水平施工冷缝的3种情况。最后,给出了对投入使用的无梁楼盖结构加强日常检查的建议,一旦发现托板部位存在竖向折断裂缝,应立即采取应急措施以防止坍塌事故的发生。

国内外规范“强柱弱梁”屈服机制分析与对比

对广东省地方标准DBJ/T15—92—2021《高层建筑混凝土结构技术规程》、我国GB50011—2010《建筑抗震设计规范》以及美、欧、日规范关于混凝土框架结构“强柱弱梁”的设计规定进行介绍,从柱端弯矩增大系数、楼板作用等各规范关于“强柱弱梁”规定的差异进行比较,指出广东《高规》在内力调整措施上与其他规范不同,在抗震性能设计中通过构件重要性系数和承载力利用系数实现结构“强柱弱梁”屈服机制,更容易调整超强地震下引人的柱梁安全系数比指标,并给出框架梁端翼缘宽度范围内楼板钢筋的具体规定,减少梁配筋量。基于各规范设计规定,结合Pushover分析及动力弹塑性分析以6层RC框架结构作为对象进行计算分析,对梁柱钢筋用量、柱梁安全系数比、梁柱损伤及耗能情况等进行综合比较,分析RC框架结构各规范关于“强柱弱梁”规定的效果,该算例广东《高规》的柱配筋量、柱梁安全系数比较大,在实现“强柱弱梁”屈服机制方面效果较好。

某超限高层公寓式办公楼结构设计

以某框架-剪力墙结构公寓式办公楼为例,在对结构进行合理布置的基础上,采用多种程序软件进行抗震分析,并对结构细节进行专项分析与设计,总结相应的构造加强措施。分析结果表明,结构各项指标均满足抗震设防的要求,裙房屋面楼板自振频率满足规范要求,大开洞位置楼板应力无突变,穿层柱满足中大震作用下的性能目标,整体结构能达到相应的性能目标要求。

型钢混凝土T形柱-钢筋混凝土板新型节点冲切性能研究

为研究型钢混凝土(SRC)T形柱-钢筋混凝土(RC)板节点冲切性能,对3个T形SRC柱-RC板节点和2个方形SRC柱-RC板节点进行了竖向荷载作用下的冲切破坏试验。试验变量包括板厚、柱截面形状和有无柱帽。试验结果表明,所有试件耗能能力较弱,均发生了脆性冲切破坏。柱截面形状的变化会导致冲切剪应力的分布更为复杂,出现应力集中现象。增加板厚和设置柱帽可以有效提高板柱节点的冲切承载力和残余承载力。此外,采用ABAQUS软件进行了数值模拟分析。数值计算结果和试验结果在荷载-位移响应、混凝土应变和破坏模式方面具有良好的一致性。参数分析结果表明,柱内型钢能发挥对板内钢筋的悬挂作用,改善板柱节点的残余承载力。但配钢率的增加对残余承载力的提升并不明显。T形柱的肢高肢厚比对节点冲切承载力的影响可以忽略,增大柱帽的平面尺寸与截面高度均能够提高节点冲切承载力,相比之下柱帽截面高度对于冲切承载力的影响更为明显。

8度抗震设防烈度区板柱-剪力墙高层结构安全性能分析

板柱结构节约结构空间是一种常用建筑结构形式,通常也被认为是抗震薄弱体系,我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》对板柱结构使用范围以及适用高度作了严格限定,与国外规范相比较,我国结构规范对板柱结构有细致严格的构造要求。结合北京8度区某17层带边框高层板柱-剪力墙结构的实际工程,通过ETABS有限元程序对结构进行多遇地震作用分析,重点研究了楼板应力分布。采用SAUSG有限元程序补充罕遇地震下有限元非线性分析,研究了墙柱损伤情况与主要构件性能。应用SAP2000程序采用拆除构件法,分析了板柱结构抗连续倒塌能力。研究结果表明,在满足规范规定构造措施前提下,带边框板柱-剪力墙结构具有较好的承载能力、良好的抗震性能和抗连续倒塌能力,可以达到8度抗震设防烈度区高层建筑安全性能要求。

考虑钢筋桁架楼承板的钢管混凝土框架抗连续倒塌性能

利用ABAQUS/Explicit对边柱移除工况下钢管混凝土柱-钢梁-钢筋桁架楼承板体系的抗连续倒塌性能进行研究。在确定材性选择、损伤定义以及建模方法的准确性的基础上,分析模型的竖向承载力与破坏模式、楼承板混凝土损伤云图、关键钢构件轴向应力,探究体系内梁柱的传力规律,并量化地分析主梁抗弯机制、主梁悬链线机制、楼承板机制所提供的竖向抗力。结果表明:在边柱移除工况下,钢管混凝土柱-钢梁-钢筋桁架楼承板体系表现了较好的抗连续倒塌能力;楼承板混凝土受拉损伤和钢筋桁架拉应力主要集中在上表面的负弯矩区和下表面的正弯矩区;镀锌钢底板拉应力和梁柱约束反力占比的变化过程侧面反映了抗力由破坏位置向非破坏位置传递的机制;加载前期G6主梁的压拱效应强于G1、G2主梁,但由于边柱失效工况的边界条件对G6梁的拉结较差,在加载中后期G6梁无法充分发挥悬链线作用;加载初始主梁抗弯机制和楼承板机制提供主要抗力,而当竖向承载力达到最大值时,主梁抗弯机制、主梁悬链线机制、楼承板机制抗力占比分别为42.7%、23.8%、33.5%。钢筋桁架楼承板对框架抗连续倒塌能力的贡献是不可忽略的,始终占总承载力的30%左右。

水平荷载作用下板柱结构等代梁宽度系数研究

针对已有水平荷载作用下板柱结构等代梁宽度系数的研究进行总结,对比分析了已有研究成果存在的优缺点。通过对板柱结构在弹性阶段水平荷载作用下的等代梁宽度系数进行理论分析,采用ABAQUS有限元软件进行模拟分析,针对水平荷载作用下板柱结构等代梁宽度系数进行了修正;基于对板柱结构在弹塑性阶段下等代梁宽度系数的探讨,修正了已有研究所提出的板开裂弯矩中的截面抵抗矩塑性系数。

锈蚀钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能数值模拟

针对锈蚀钢筋混凝土(RC)板柱节点的抗冲切性能,考虑混凝土内部的非均质性和钢筋锈蚀的影响,建立了三维细观尺度数值模型;在模型中将混凝土视为由骨料、砂浆和二者之间界面过渡区组成的三相复合材料;锈蚀的影响从钢筋力学性能下降、保护层混凝土开裂退化及钢筋-混凝土黏结强度降低3个方面考虑;在验证模型合理性的基础上,对锈蚀RC板柱节点的冲切破坏行为进行了模拟,分析了破坏机理,并探讨了边界条件、冲跨比和锈蚀率等因素的影响。结果表明:三维细观模型可以较好地模拟锈蚀板柱节点的抗冲切行为;同尺寸板柱节点固支时的冲切承载力、峰值位移高于简支时,而两者刚度较为接近;随着锈蚀率的提高,板底钢筋网受拉范围增大,板破坏更加严重,固支与简支板柱节点的承载力下降减缓,刚度急剧下降,峰值位移增大,同时边界条件的影响减弱;固支试件的塑性变形能力受锈蚀率的影响较小;冲跨比越大的节点刚度、承载力越低,峰值位移越大,破坏后荷载下降越快,钢筋锈蚀对冲跨比大的节点承载力、刚度、峰值位移影响较小。

混凝土柱支撑后浇带梁板施工工艺的运用

为满足GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中的相关要求,大型建筑结构需要借助后浇带进行划分,对于建筑梁板结构,后浇带施工对支撑结构的依赖性较强,因此,还应采用混凝土柱支撑方式,为后浇带梁板施工提供操作空间。论文就梁板工程中混凝土柱支撑后浇带施工工艺的具体应用进行了论述,旨在明确该工艺的技术优势、施工要点,以促进、完善建筑梁板工程后浇带施工方案。