加固后钢筋混凝土十字形柱斜向抗震性能研究

钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能是影响结构安全性能的重要因素。文章设计了3种新型约束补强方式加固的钢筋混凝土十字形柱试件,在验证有限元建模方法有效性的基础上模拟了斜向低周往复加载,通过分析试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力和延性等抗震性能指标研究了试件的斜向抗震性能,并参考相关规范得出了新型约束补强方式十字形柱的压弯承载力计算公式。结果表明:钢筋网格局部加强使试件的斜向峰值位移提高了7.4%~19.4%;柱端嵌贴碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)板条会使试件峰值承载力、延性系数分别提高了约29.2%~34.2%和7.5%~22.9%;柱端嵌贴CFRP板使试件斜向峰值承载力、延性系数分别提高了约99.9%~105.5%和17.4%~24.8%。3种加固方式均可改善钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能,改善程度由大到小依次为柱端嵌贴CFRP板、柱端嵌贴CFRP板条和钢筋网格局部加强。

中国钢筋混凝土空间网格结构新体系的开拓与发展(下)

钢筋混凝土空间网格结构包括平板型的空腹网架结构、空腹夹层板结构、空腹双重网格结构、现浇混凝土空心大板楼盖结构。这些新型结构体系从20世纪80年代至今在跨度18～32m公共建筑的屋盖和楼盖应用达100多万平方米，取得很好的社会与经济效益。有的已编制了相应的技术规程。我们研制了将钢筋混凝土空腹夹层板单向弯曲形成的钢筋混凝土空腹夹层网壳和网拱结构，双向弯曲形成的钢筋混凝土空腹夹层双曲扁网壳结构。这些拥有我国自主知识产权的空间网格结构新体系，均具有自身的特点和对建筑物的适应性，文章将按研制时间先后逐一介绍。其结构的“安全、合理、经济、先进”性，则通过工程实例予以剖析。

网格增强UHPC薄板拉伸力学性能试验研究

为进一步提升超高性能混凝土(UHPC)薄壁结构的可施工性、拉伸强度及延性,针对网格增强UHPC薄板开展拉伸力学性能研究.选取了4种市售成品网格,使用1%钢纤维掺量UHPC,制备了网格增强UHPC薄板.通过单轴拉伸试验,研究了不同网格类型、网格处理方式、网格层数对网格增强UHPC薄板试件力学性能及裂缝形态的影响.结果表明:碳纤维网格对UHPC增强效果显著,但其性能发挥依赖网格与UHPC基体的黏结,因而网格经环氧树脂胶浸渍并于表面粘砂是保证黏结的有效途径;不锈钢网格与UHPC基体黏结良好,能提高试件的开裂荷载和峰值荷载,且网格层数的增多,能增加裂缝数量,并大幅提升试件延性;碳玻璃纤维混编网格由于易发生胶层过早脱黏而导致其不能与UHPC基体建立良好黏结,增强效果不理想;玄武岩网格受限于网格自身承载力不足,增强效果不明显.

泊松效应对组合梁斜拉桥混凝土板纵向开裂的影响研究

为了研究泊松效应对组合梁斜拉桥混凝土板内力的影响,探究混凝土板纵向开裂的原因,以国内某主跨480m的组合梁斜拉桥为工程背景,采用有限元法分别建立全桥空间网格模型(未考虑泊松效应)和板壳单元模型(考虑泊松效应),从弹性理论的角度探索了组合梁混凝土板的泊松效应,计算辅助墩墩顶5个节段和主跨四分点5个节段混凝土顶板的横向应力和横向应变。计算结果表明:在辅助墩墩顶及主跨四分点处混凝土板的纵向压应力较大,2种模型的混凝土板横向应力也基本处于压应力状态;按照空间网格模型计算得到混凝土板的横向应变基本为压应变,而按板壳单元模型计算得到的混凝土板的横向多处于拉应变状态,接近于混凝土双向受力状态下的极限拉应变;该组合梁混凝土顶板的泊松效应明显,其产生的横向应变是混凝土板纵向开裂的主要原因。

装配式大跨度承重楼盖结构设计综合研究

跨度20 m以上的混凝土楼盖结构装配化方案优选是重要课题,对同一工程,分别采用混凝土井字楼盖、混凝土空腹网架楼盖、钢空腹夹层楼盖及焊接钢管桁架加混凝土板楼盖4种结构方案,分别进行了施工图设计与综合效益比较。结果显示:以焊接钢管桁架作为下部肋梁,上铺钢筋混凝土薄板组成的“吊装焊接钢管桁架加混凝土板楼盖结构”新体系安全性能高,造价低,可用性强,且适用于装配化施工,经济效益显著。

斜放网格棱柱面密肋折板网壳的静力特性分析

为了解斜放网格混凝土棱柱面密肋折板网壳静力特性,采用有限元法计算了32个算例,通过有限元参数化分析考虑了结构的矢跨比、斜向密肋梁刚度、脊线梁刚度、主拱梁刚度、边梁刚度、屋面板厚度对结构静力特性的影响。分析表明:屋盖具有较好的刚度和空间受力特性,且主拱和斜向密肋是屋盖中的主要受力构件;矢跨比对屋盖最大挠度的影响较大,并且随着矢跨比增大结构内力呈现下降趋势,建议矢跨比取1/6~1/4;提高斜向肋刚度有利于提高屋盖整体刚度,建议斜向肋截面高度取屋盖跨度的1/60~1/45;脊线梁的截面刚度对相连的斜向肋轴力影响较大,建议脊线的截面高度按屋盖跨度的1/65~1/34;主拱刚度对屋盖整体刚度贡献较大,建议主拱的截面高度取屋盖跨度的1/51~1/36;边梁刚度在整体结构中的贡献不大,可取边梁跨度的1/20~1/15为边梁的截面高度;屋面板厚在满足使用情况下不应取值过大。

斜放网格棱柱面密肋折板网壳的动力特性分析

为了解斜放网格混凝土拟柱面密肋折板网壳动力特性,采用有限元法计算39个算例,对比了周边支承和拱脚支承屋盖的自振频率与振型,通过有限元参数化分析考虑结构的矢跨比、支座约束、斜向密肋梁刚度、脊线梁刚度、主拱梁刚度、边梁刚度、屋面板厚度对结构自振频率影响。分析表明:与下部结构协同工作时,周边支承对屋盖整体刚度提升较大;矢跨比对屋盖振动基频的影响较小,较大矢跨比会减弱端隔面外刚度,建议矢跨比取1/6~1/4;支座约束对屋盖整体刚度的提升很大;提高斜向肋刚度有利于提高屋盖整体刚度,建议斜向肋截面高度取屋盖跨度的1/60~1/45;脊线梁截面刚度在屋盖的整体刚度中贡献较小,建议脊线的截面高度按构造确定;主拱刚度对屋盖整体刚度贡献较大,建议主拱截面高度取屋盖跨度的1/51~1/40;边梁刚度在整体结构中贡献不大,可取边梁跨度的1/20~1/15为边梁的截面高度;屋面板作为结构刚度储备在满足使用标准的情况下不应取值过大。

格栅管式双钢板混凝土剪力墙抗震性能影响参数分析

格栅管式双钢板混凝土剪力墙具备较高承载能力、良好延性和耗能能力,在高层建筑中具有良好应用前景。为了进一步研究格栅管式双钢板混凝土剪力墙的抗震性能,文章建立ABAQUS有限元分析模型,对格栅管式双钢板混凝土剪力墙进行抗震性能影响参数研究。结果表明:(1)格栅管式双钢板与管内混凝土协同工作,外侧双钢板对管内混凝土提供三向约束,管内混凝土的强度和延性大幅度提高;(2)在实际工程中,建议轴压比控制在0.6以内,建议中部腔体长宽比宜取1.4~1.8,端部腔体长宽比宜取1.0~1.4;(3)低剪跨比1.47时,格栅管式双钢板混凝土剪力墙也有良好的抗震延性。

现浇上弦板式网架的动力特性分析

分析了现浇上弦板式网架跨度、长宽比、支座刚度、上弦混凝土板厚、网格尺寸和网架高度对现浇上弦板式网架结构自振特性的影响,得到了现浇上弦板式网架结构的自振频率变化规律和关于抗震分析的一些结论。

纤维格栅增强水泥混凝土弯曲性能试验研究

为研究基体混凝土强度、配网率及纤维格栅表面处理方式对水泥混凝土抗弯性能的影响,对十组600mm×600mm×100mm的混凝土方板试件进行了抗弯性能试验,分析了试件破坏过程。结果表明,与基体强度C30相比,基体强度为C40时,水泥混凝土的抗弯强度提高了28.1%~32.5%;与素混凝土相比,铺设一层纤维格栅,使混凝土抗弯强度提高7.15%~11.05%,铺设两层格栅使混凝土抗弯强度提高12.8%~24.6%;铺设纤维格栅使混凝土的开裂荷载提高了1.25%~9.87%;格栅表面刷环氧树脂并黏砂处理后,能有效改善纤维束的整体受力性能,使混凝土的抗弯强度提高了3.1%~7.0%。

钢筋混凝土空间网格结构

钢筋混凝土空间楼/屋盖网格结构包括平板型的空腹网架结构、空腹夹层板结构、空腹双重网格结构、现浇混凝土空心大板楼盖结构、钢筋混凝土空腹夹层板单向弯曲形成的钢筋混凝土空腹夹层网壳和网拱结构、双向弯曲成型的钢筋混凝土空腹夹层双曲扁网壳结构。这些新型结构体系自1980年起在公共建筑中应用达100多万平米。本文对这些结构的的特点和适应性进行了论述。

简支双向钢-混凝土组合楼盖的弹性分析

用梁格法、拟板法、有限元法对四边简支双向钢-混凝土组合楼盖弹性阶段的变形及内力进行分析。通过与试验结果的对比可以看出,拟板法和有限元法计算简支双向组合楼盖比梁格法更经济且计算结果更全面。改变梁格数及板厚跨比进行算例分析可知,拟板法可用于分析常见结构布置的简支双向钢-混凝土组合楼盖。

格栅式双钢板混凝土组合剪力墙的动力时程分析

结合某30层框架-核心筒结构体系,建立钢筋混凝土核心筒、型钢混凝土核心筒和格栅式双钢板混凝土组合剪力墙核心筒三种结构体系对比方案,进行动力弹塑性时程分析计算对比。研究表明:在罕遇地震时,由于钢管混凝土框架-格栅式双钢板混凝土组合剪力墙核心筒结构体系抗侧刚度退化和强度退化缓慢,因此层间剪力和基底剪力有所增加,结构抗侧刚度增加显著,层间位移转角减小显著,提高了超高层建筑的抗震性能。

淮阳县三馆一中心项目结构设计介绍

淮阳县三馆一中心项目包含2栋7层的建筑-图书馆、文化馆,1栋600座丙等小型剧院和1处共享大厅,其中图书馆、文化馆屋顶60m跨连接造型采用管桁架结构,一端滑动支座;剧院观众厅屋面采用现浇混凝土空腹网架,舞台台口采用现浇混凝土桁架;主入口钢雨篷、剧院局部地下室折板楼梯等均经过计算分析,优化了结构设计。本项目结构设计对同类型结构设计有一定的借鉴意义。