CFRP加固RC矩形梁极限抗弯承载力与延性计算

根据碳纤维加固钢筋混凝土结构的受力特征,对碳纤维加固混凝土矩形梁的抗弯极限承载力、刚度和挠度进行了计算,得出不考虑二次受力和考虑二次受力的结构极限承载力的计算公式,以及加固后梁的刚度和挠度计算公式,并对加固后梁的延性进行分析,得出梁的截面曲率延性系数计算式,结合实验数据,验算了计算公式的精确性。

带裂缝RC矩形梁力学性能的试验研究

为了解既有裂缝对RC矩形梁受力性能的不利影响,进行了8根带裂缝（裂缝宽度0.7~1.2mm）混凝土矩形梁受力性能的对比试验研究。重点研究了既有裂缝对混凝土矩形梁受力性能、破坏模式和极限承载力的不利影响。研究结果表明,带裂缝RC矩形梁的屈服荷载有所降低,降低幅度为2.4%~22.0%;极限承载力略有降低,降低幅度为0.9%~10.7%;初始刚度略有降低。

考虑钢筋锈蚀的钢筋混凝土矩形梁恢复力模型研究

为建立考虑钢筋锈蚀钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)矩形梁的恢复力模型,首先采用人工气候环境法对6榀RC矩形梁试件进行加速腐蚀试验,进而进行拟静力试验;其次,综合考虑锈蚀程度和配箍率对RC矩形梁承载力和变形能力的影响,建立适用于锈蚀劣化RC矩形梁骨架曲线特征点的计算模型;第三,引入循环退化指数βi,考虑累积损伤效应造成的强度和刚度退化,提出适用于锈蚀劣化RC矩形梁的滞回规则;进而建立了考虑锈蚀劣化RC矩形梁的恢复力模型;最后,选取不同锈蚀程度和配箍率的RC矩形梁试件,将其试验结果与计算所得骨架曲线特征参数和滞回曲线进行对比验证。研究结果表明:所建恢复力模型的骨架曲线与试验结果吻合较好,同时能够较好地描述锈蚀劣化RC矩形梁在低周往复荷载作用下的滞回特性,可为锈蚀RC结构弹塑性建模分析提供理论依据。

矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点设计方法

介绍了《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS1 5 9:2 0 0 4)中节点设计的部分内容 ,主要是关于矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点的设计 ,包括规程推荐的几种梁柱连接型式。

矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点力学性能试验研究

针对矩形钢管混凝土柱-混凝土梁连接节点在高层建筑工程中存在传力不直接,施工难度大,施工质量难以保证的问题,结合北京CBD核心区Z13地块超高层项目,提出了矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点,对不同配筋率的矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点试件进行低周往复加载试验,研究节点的滞回性能、破坏形态、耗能能力和延性等力学性能。并与传统的矩形钢管混凝土柱-混凝土梁焊接牛腿式连接节点和矩形钢管混凝土柱-混凝土梁套筒牛腿式连接节点进行性能对比。在试验基础上,对矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点受力性能进行理论分析并推导适用的设计公式。结果表明:矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点与另外两种类型节点相比有较强的承载能力,能够满足“强节点,弱构件”及传递竖向荷载的结构设计要求,并且便于施工、质量可靠。在此基础上进行理论分析,提出节点受弯承载力设计公式并推荐型钢牛腿截面按照承担梁端剪力80%进行截面设计,为矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点设计提供技术支撑。

Limit Analysis for Reinforced Concrete Rectangular Members Under Bending, Shear and Torsion

The ultimate strength of reinforced concrete(RC) rectangular members subjected to combined bending,shear and torsion is obtained from the limit analysis proposed in the present paper. Based on a warped failure surface determined by external loads, and a reasonable assumed stress distribution balancing external loads but not violating the yield condition, the bending-shear-torsion interaction can be derived from equilibrium conditions.According to the definition of lower-bound theorem in limit analysis, the calculated ultimate loads will be carried safely by the structure. The present method is a simple approach to obtain carrying capacities for RC elements under complex external loads. After comparing with the test results, a good agreement has been observed. The present method can be extended to explain the failure mechanism of RC members subjected to axial loads, and it is possible to develop a simple unified theory of RC members for engineering.

基于UHPC的RC梁抗扭加固新方法及试验

超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)具有远超常规混凝土的力学性能及耐久性,十分适用于既有RC梁加固,但目前相关研究主要集中于抗弯和抗剪加固方面,关于抗扭加固的文献很少。为探究采用UHPC对RC梁进行抗扭加固的有效性,开展了9根试件的纯扭模型试验,包括1根未加固RC梁(对比梁)和8根UHPC加固RC梁,变化参数为UHPC层包裹方式、UHPC层厚度、UHPC掺加钢纤维类型、UHPC-RC界面处理方式以及UHPC层配筋率。基于模型试验,获得了各试件的扭转破坏模式、扭矩-扭率曲线、扭矩-应变曲线、裂缝分布、UHPC-RC界面滑移等结果,深入分析了不同参数对加固梁抗扭性能的影响规律。结果表明:加固梁的开裂和极限扭矩均明显高于对比梁,最大提升幅度分别为488.5%和593.2%;全包裹形式能更好地抵抗扭转效应,加固效果最佳,建议优先采用;两面包裹形式的抗扭承载力增幅最小,且试件破坏时UHPC层几乎从RC梁剥离,应避免采用;U形包裹形式的加固效果介于两面和全包裹之间,UHPC层与RC梁始终黏结良好,当全包裹无法实现时也可采用该形式;UHPC层厚度需综合考虑加固效果、加固成本以及加固梁尺寸要求来确定;掺端钩纤维加固梁的抗扭承载力优于掺圆直纤维试件;浇筑UHPC前应对RC梁表面作凿毛处理,以确保二者持续作为整体共同受力;UHPC层内配筋加固梁的抗扭承载力比未配筋时提高347.2%,增幅明显,建议在实际加固中使用。最后,提出了UHPC加固RC矩形梁的抗扭承载力计算公式,并对6根试件进行了验证,结果表明计算公式精度良好。

钢筋贯通式混凝土梁-开洞方钢管混凝土柱节点受力性能试验研究

设计提出了一种钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁纵筋贯通、方钢管开矩形洞并补强的新型RC梁-钢管混凝土(concrete filled steel tube,CFST)柱节点。为研究该新型节点的受力性能,设计并制作了6个足尺寸试件,包括2个开洞并补强的CFST柱试件和4个RC梁-CFST柱节点试件。通过开展静力和拟静力试验研究,得出了试件的破坏特征、承载能力和抗震性能。结果表明:在节点区增加钢管壁厚进行开洞的等面积补强可以使开洞尺寸对柱试件轴压承载力的影响较小;梁柱节点试件呈现出RC梁端塑性铰延性破坏,且节点试件的滞回曲线有明显捏缩现象,均出现较明显的强度与刚度退化;当柱轴压比由0.3增大到0.6时,中柱节点的承载力和等效黏滞阻尼系数分别降低了2.7%和6.0%;梁柱节点试件的平均位移延性系数为3.2,展现出良好的变形能力。试验研究表明,该新型RC梁-CFST柱节点具有较好的抗震性能,能够实现“强节点弱构件”的设计目标。