内置工字型CFRP型材高强圆钢管高强混凝土轴压短柱组合效应分析

目的 研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法 采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示构件各组成部分之间的相互作用和工作机理,评估CFRP配置率、钢材屈服强度、混凝土抗压强度、约束效应系数对组合效应的影响。结果 在高强圆钢管高强混凝土柱中内置CFRP型材,对构件的延性及安全裕度有显著提高,并改善了高强圆钢管对高强混凝土的约束,提高了构件的组合效应。结论 CFRP配置率控制在5.9%~8.4%,约束效应系数在1.2~1.4,钢材屈服强度不大于770 MPa时,构件中三种材料组合效应最佳。

边缘配置高强纵筋的高强再生混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究不同剪跨比、不同边缘构造形式对边缘配置高强纵筋的高强再生混凝土剪力墙抗震性能的影响规律,进行了3个C50再生混凝土剪力墙低周往复荷载试验,包括1个现浇高剪力墙、1个现浇中高剪力墙、1个装配式中高剪力墙。分析了各试件的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化、耗能能力。结果表明:边缘配置高强纵筋的高强再生混凝土剪力墙破坏形态均以弯曲破坏为主,各试件滞回曲线较饱满,耗能能力较好;中高剪力墙的承载力和刚度比高剪力墙明显提高,但延性系数降低;装配式再生混凝土中高剪力墙在达到峰值荷载之前整体性良好,但由于后浇结合面相对薄弱,试件破坏相对较早,承载力下降较快,延性稍差。基于试验结果,建立了边缘配置高强纵筋的高强再生混凝土中高及高剪力墙承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

十字形钢管束高强混凝土组合剪力墙的抗剪承载力研究

为研究不同参数对十字形钢管束高强混凝土组合剪力墙抗剪承载力的影响,通过ABAQUS有限元软件建立了十字形钢管束高强混凝土组合剪力墙的有限元模型,重点考察钢材强度、混凝土强度、钢板厚度、钢管厚度、轴压比、墙体长度、墙体高度、腔体长度等参数对此类组合剪力墙抗剪承载力的影响。分析结果表明:随着钢材强度、钢板厚度、钢管厚度、墙体长度的增加和墙体高度的减小,试件的抗剪承载力呈显著增大趋势;随着混凝土强度的提高和腔体长度的减小,试件的抗剪承载力略呈增大趋势;当轴压比较小时(n∈(0,0.3]),轴压比对试件的抗剪承载力有一定的提高作用;当轴压比较大时(n∈(0.3,0.8]),随着轴压比的增加其抗剪承载力逐渐降低。最后,提出了十字形钢管束高强混凝土组合剪力墙的抗剪承载力计算公式。

高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能试验研究

文中主要就高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能及抗震性能进行研究。研究表明,高强度钢板混凝土组合剪力墙荷载-位移曲线及钢板的荷载-应变曲线均包括弹性阶段、弹塑性阶段以及失效阶段。随着轴压比的降低,试件的峰值荷载、顶点侧移、极限位移以及对应的水平荷载均不断增加;钢板的峰值荷载、极限应变均不断增加,剪力墙的骨架曲线末端未出现下降阶段;试件的等效黏滞阻尼系数不断降低,其耗能能力越低。三种轴压比剪力墙的刚度退化曲线基本一致,均呈现钟形,随着顶点侧移的增加,剪力墙的刚度先快速降低后稳定缓慢降低。

9度抗震设防区某54m钢管混凝土束剪力墙结构性能研究

钢管混凝土束剪力墙结构是一种新型装配式钢结构住宅体系,因在设防烈度9度地区应用钢管混凝土束剪力墙结构的经验不足,目前的《钢管混凝土束结构技术标准》(T/CECS 546—2018)中该体系的适用范围尚未纳入9度抗震设防区。以某高层住宅项目设计案例为背景,通过有限元分析与试验结果对比证明分层壳元可以较好地模拟钢管混凝土束剪力墙在罕遇地震作用下的弹塑性性能,采用结构抗震性能化设计方法对钢管混凝土束剪力墙结构在9度抗震设防区的结构性能进行了研究。结果表明通过适当加厚重要部位的钢管混凝土束剪力墙钢板厚度,该体系可用于9度抗震设防区。

轴压作用下CFRP约束钢管-活性粉末混凝土短柱承载力计算模型

通过碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)约束钢管-活性粉末混凝土(CFRP约束钢管-RPC)和钢管-RPC轴压短柱破坏过程的异同比较,探讨了CFRP套箍系数和钢管套箍系数对CFRP约束钢管-RPC和钢管-RPC的影响及内在联系,为CFRP约束钢管-RPC短柱承载力的理论分析奠定了基础。基于双剪强度理论,提出了简易的计算模型,基于叠加理论,通过分析核心RPC、钢管和CFRP的应力-应变方程,推导得出了CFRP约束钢管-RPC轴压短柱的理论计算模型,将两类计算模型结果分别与试验实测值相比较,验证了理论式的可取性。

9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构性能影响因素分析

钢管混凝土束剪力墙是一种新型双钢板-混凝土组合剪力墙。以某9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构为原始算例,采用动力弹塑性有限元分析方法,分别以最大层间位移角,结构底层总剪力、轴压比、最大弯矩和剪力,混凝土损伤和用钢量为评价指标,研究了钢管混凝土束剪力墙厚度、钢板厚度、端部腔体钢板厚度、混凝土强度等级和结构整体高宽比等因素对9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构性能的影响规律,结果表明增加钢管束端部腔体钢板厚度和提高钢管束内混凝土强度等级是提升钢管混凝土束剪力墙抗震性能的最有效措施,9度抗震设防区不宜仅通过增加墙体厚度对钢管束墙体进行加强。

钢管约束高强混凝土剪力墙抗震性能试验研究

高强混凝土剪力墙承载力高,刚度大,但变形能力较差。为改善此类构件的变形能力,在剪力墙边缘构件采用钢管约束形式代替普通箍筋,进行了钢管约束高强混凝土剪力墙低周反复加载试验,研究试件的破坏形态、破坏机理、延性、滞回特性、刚度退化及耗能性能。试验表明,通过约束边缘构件内设置钢管,试件水平承载力下降缓慢,在较大竖向压力作用下,试件仍可保持竖向承载能力,可明显提高高强混凝土剪力墙的变形能力;相同轴压比下,钢管约束高强混凝土剪力墙试件较普通配筋高强混凝土剪力墙试件,极限位移增大27%,耗能值增加81%。根据试验结果,建立了钢管约束高强混凝土剪力墙正截面承载力计算公式,建议在高强混凝土剪力墙底部加强区采取钢管约束构件的形式,以提高高强混凝土剪力墙抗震性能。

钢管高强混凝土构件截面弯矩-曲率全曲线研究

通过 12根钢管高强混凝土构件的抗弯试验 ,研究了钢管高强混凝土构件的受弯性能。采用条带法计算了钢管高强混凝土构件截面弯矩 -曲率全曲线 :根据试验结果 ,将截面弯矩 -曲率全曲线简化为三折线 ,给出了截面弯曲刚度的三折线方程和钢管高强混凝土构件截面受弯承载力的计算公式。

钢管混凝土边框高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

钢管混凝土边框组合剪力墙是一种新型组合剪力墙。本文进行了2个1/4缩尺的高强混凝土剪力墙模型的低周反复荷载试验,模型1为普通钢筋混凝土剪力墙,模型2为钢管混凝土边框组合剪力墙。在试验研究基础上,对比分析它们的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征,建立了组合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好。研究表明,钢管混凝土边框高强混凝土组合剪力墙与普通剪力墙相比抗震性能显著提高。

钢管高强混凝土轴压短柱承载力性能的试验研究

本文报导了２１个钢管混凝土轴压短柱的试验研究，其中１８个钢管高强混凝土试件，３个普通钢管混凝土试件。试验的主要参数是套箍系数。研究结果表明，当套箍系数较小时，钢管径向变形对钢管高强混凝土极限承载力有影响。

高轴压比下钢管混凝土边框组合剪力墙抗震性能试验研究

钢管混凝土边框组合剪力墙是一种适用于高层及超高层建筑的新型组合剪力墙。轴压比是影响剪力墙抗震性能的一个主要因素,高层建筑底部轴压比较大。本文进行了1/4缩尺的1个普通钢筋混凝土剪力墙模型和1个钢管混凝土边框组合剪力墙模型在高轴压比下的低周反复荷载试验。在试验研究基础上,对比分析了剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征,建立了钢管混凝土边框组合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好。研究表明:在高轴压比下钢管混凝土边框组合剪力墙与普通剪力墙相比抗震性能显著提高。

高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙抗震性能试验

为深入研究采用HRB500级高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙的抗震性能,根据规范考虑不同混凝土强度等级、不同连梁跨高比两种因素设计了3片HRB500级高强钢筋与C60、C70高强混凝土双肢剪力墙试件,通过对试件进行低周反复荷载试验来研究其抗震性能,主要对试件的受力过程、裂缝发展、破坏机理、屈服机制、延性系数、耗能能力以及变形能力进行考察.试验结果表明:HRB500级高强钢筋在双肢剪力墙中可以充分发挥其强度高的特性;连梁跨高比不小于2.5的双肢剪力墙耗能能力较好,连梁塑性铰转动充分;混凝土强度等级越高,混凝土越脆,试件延性系数、变形能力会相应降低;按照规范设计的高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙试件变形能力满足现行规范要求.

钢管高强混凝土柱轴向受压承载力试验研究

22根钢管高强混凝土柱的轴向受压试验结果表明 ,钢管高强混凝土短柱的轴向受压破坏为剪切破坏 ,长柱的破坏为弯曲破坏。根据试验和有关文献的结果 ,提出了混凝土强度等级不大于C80、套箍指标不大于 1 1的钢管高强混凝土柱的轴向受压承载力计算公式 。

圆钢管高强混凝土轴压短柱的破坏模式

通过 12根圆钢管普通混凝土和 2 4根圆钢管高强混凝土轴心受压短柱的试验 ,观察并研究了钢管混凝土短柱在轴心压力作用下纵向力与纵向应变 (变形 )关系、试件横向变形、宏观变形特征、破坏机理及破坏模式 ;发现钢管高强混凝土短柱在达到最大荷载前可出现明显的剪切变形 ,最终发生剪切破坏的现象 ,通过试验结果分析了钢管混凝土破坏模式由常见的腰鼓形向剪切形转化的原因和内在变化机理。试件的基本参数为 :混凝土强度fcu=42 4～ 70 9MPa ;钢材屈服强度fy=3 2 5 3～ 3 92 0MPa ;含钢率α =8 4%～ 18 6% ;套箍系数 ξ =0 5 68～1 85 5。

高强混凝土-型钢组合剪力墙抗震性能试验

通过对3个1/3缩尺的高强混凝土剪力墙模型的抗震性能试验,探讨了不同组合形式剪力墙的承载力、刚度及退化过程、延性、滞回特性及破坏特征;将试验结果与普通强度混凝土剪力墙的试验结果进行了对比.结果表明:内藏钢框架混凝土剪力墙和内藏斜向支撑钢框架混凝土剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙的承载力、后期刚度、延性均比普通强度混凝土剪力墙有明显的提高.计算与试验吻合较好.

硫铝酸盐水泥早强微膨胀钢管混凝土的制备

通过正交实验设计,分析和研究了硫铝酸盐水泥混凝土的早强和微膨胀特性,进行了钢管混凝土短柱的承载力测试,并与C50,C60强度等级的普通钢管混凝土短柱试件进行了对比.结果表明:控制硫铝酸盐水泥中Al2O3与SO3质量比为1.2时,可制备出符合泵送施工工艺要求的早强、微膨胀钢管高强混凝土,用其制作的钢管混凝土短柱试件也比相同强度等级的普通钢管混凝土短柱的承载能力高.

高强钢管混凝土短柱轴压承载力试验和有限元分析

对3根高强钢管混凝土短柱的承载力进行了轴压试验,绘出了它们的荷载—应变曲线;同钢管以及混凝土柱相比,其承载力有较大幅度提高。另外,利用有限元软件ANSYS对高强钢管混凝土短柱轴压试验的全过程进行了数值模拟,得出的荷载—应变曲线与试验曲线相比吻合较好。

型钢高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点抗震性能试验研究

通过4个型钢高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点试件和1个高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点试件的低周反复荷载试验,主要研究配钢形式、轴压比和连梁结构类型对节点的滞回特性、变形能力及耗能能力等性能的影响。结果表明:型钢高强混凝土短肢剪力墙-连梁节点的滞回曲线饱满,承载力、刚度以及抗震性能较高强混凝土短肢剪力墙节点均有所改善,所有试件的延性均小于3,极限层间位移角均小于1/100,等效黏滞阻尼系数在0.17～0.24之间,表现出其延性和抗倒塌能力较差,耗能能力较好。

C80高强混凝土钢板剪力墙抗震延性关键技术试验研究

为了研究墙内设置钢板和端柱设置型钢形成的C80高强钢板剪力墙的受力特点和变形特征,以剪力墙墙身钢板配钢率、端柱配钢率、墙身厚度为试验参数,设计11个高轴压比C80高强混凝土钢板剪力墙试件,对其进行低周往复拟静力试验,研究试件的破坏机理、承载力特性、滞回性能及变形能力等。试验结果表明,在高达0.5的轴压比下,各试件的延性系数介于3.48~4.55之间,平均值为3.91;极限位移角介于1/87~1/47之间,平均值为1/63。极限位移角与屈服位移角之比大于3,证明试件的延性及变形能力较好。基于试验结果分析各参数对试件受力性能的影响规律。使用ABAQUS对上述试件进行有限元分析,分析结果与试验结果基本吻合。在上述工作基础上,给出C80高强混凝土钢板剪力墙若干设计建议及结论。