纤维织物增强高延性混凝土加固RC短柱抗剪性能试验研究

为研究纤维织物增强高延性混凝土(TR-HDC)加固钢筋混凝土短柱的抗剪性能,设计了6根钢筋混凝土柱,包括2个对比柱和4个TR-HDC加固柱.通过低周反复荷载试验,对比分析剪跨比、纤维织物层数对试件破坏形态、变形、承载力和耗能能力的影响.结果表明:采用TR-HDC加固钢筋混凝土短柱,可显著提高其抗剪承载力;TR-HDC与原混凝土柱协同工作性能良好,加固后的混凝土柱的变形、承载力和耗能能力明显提高;增加纤维织物的层数对钢筋混凝土短柱的抗剪承载力提高幅度较小,但可大幅增强柱的耗能和变形能力;剪跨比较大时,更有利于发挥TR-HDC加固材料的力学性能.基于桁架-拱模型,提出TR-HDC加固钢筋混凝土短柱的抗剪承载力计算方法,计算结果较准确.

HDC加固破损混凝土短柱受压性能试验及承载能力研究

利用高延性混凝土(HDC)加固破损混凝土短柱来增大破损混凝土短柱的承载能力和变形能力,延长破损混凝土结构的使用寿命。通过13个HDC加固破损混凝土短柱的轴心受压试验,研究了HDC对破损混凝土的承载能力和变形能力的影响程度。试验结果表明:利用HDC加固破损混凝土短柱,使破损混凝土短柱的峰值应力和应变分别提高了约20%~45%和20%~23%,纵向极限应变增大了约41%~81%,横向极限应变约为加固前的2倍。基于试验结果和回归分析,给出了HDC约束破损混凝土的应力-应变本构方程,提出了HDC约束破损混凝土的承载力公式,且峰值应力的计算值与试验值吻合较好,研究结果可为HDC加固破损混凝土短柱的工程应用提供参考。

钢管-钢骨混凝土组合柱试验研究

目的分析钢管混凝土组合柱研究中的不足,提出了钢管-钢骨混凝土组合柱的概念,研究钢管-钢骨混凝土组合柱的破坏机理、受力性能.方法对钢管-钢骨混凝土组合柱的破坏机理、受力性能,进行了3个含钢率不同的偏心受压钢管-钢骨混凝土短柱的试验.结果钢管混凝土柱存在内外部分破坏不同步的可能,通过试验,明确了钢管-钢骨混凝土柱的破坏特征,含钢率对承载力的影响,含钢率越大,构件的承载力及延性的相应增加.结论试验结果表明,当含钢率大于0.36%时,钢管混凝土柱与其外测的钢骨混凝土能够共同工作直至破坏,其承载力明显高于钢管混凝土核心柱的承载力,为组合结构的发展提供了一种新的结构型式.

考虑二次受力碳纤维布加固短柱的抗震试验

基于结构加固存在二次受力的特性 ,对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱在反复荷载作用下的受力性能进行了对比试验研究。探讨了二次受力对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的受力性能、破坏特征及破坏机理的影响。试验表明 ,采用不考虑构件二次受力特性的加固加载方案 ,会过高地评估加固构件的承载力提高值和抗震性能改善的相关指标 。

高强钢骨混凝土框架柱的抗震性能

通过 10根高强钢骨混凝土框架柱与高强钢筋混凝土框架柱及普通钢骨混凝土框架柱的低周反复荷载试验 ,全面分析了高强钢骨混凝土框架柱抗震性能的影响因素·在和普通钢骨混凝土框架柱及高强钢筋混凝土框架柱比较的基础上 ,对高强钢骨混凝土框架的变形能力、耗能性能、累积损伤模型等进行了研究 ,结果表明 ,高强钢骨混凝土柱具有良好的抗震性能·

碳纤维布加固震损钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为了研究带有地震损伤钢管混凝土柱采用碳纤维布加固后的抗震性能,按照1∶2缩尺比例设计并制作了4根钢管混凝土柱,进行了模拟地震的预损伤、碳纤维布加固和震损柱加固后的低周往复荷载破坏试验。试验结果表明:碳纤维布加固震损钢管混凝土柱提高了柱的承载力和刚度,其延性和耗能能力得到了明显改善;碳纤维布对柱的加固效果与损伤程度有关,损伤越大的柱经碳纤维布加固后的延性、耗能能力、刚度和承载力都低于损伤越小的柱;在一定损伤程度情况下,受碳纤维布加固柱恢复并超过受损前的抗震性能。

地震中钢筋混凝土短柱的成因及震害分析

以汶川地震后现场调研为基础,系统地收集、整理和介绍了国内外历次大地震中钢筋混凝土短柱的震害特征,对短柱的成因和震害进行了深入分析,提出了相应的工程设计建议。研究表明,钢筋混凝土短柱刚度大,在地震中承担的地震作用大,短柱处易产生应力集中,建议结构构件的刚度在建筑平面内应尽量分布均匀、对称,避免因结构体系布置不合理形成短柱而造成的局部刚度集中;钢筋混凝土框架结构计算模型的建立应考虑半高填充墙的约束作用,减少填充墙约束所造成的柱刚度增大与计算分析模型之间的差异;在因布置半高填充墙而形成的带形窗建筑中,侧向变形在带形窗高度范围内集中,该范围内的柱极易发生震害;板柱或桥墩类的大截面尺寸钢筋混凝土柱易发生剪切破坏,建议考虑构件的几何构型对其抗震性能的影响。此外,短柱的破坏形态多样,柱中损伤破坏的范围亦呈现较大的差异,因此,有必要进一步研究各种破坏产生的原因,以避免地震时短柱发生破坏区域非常集中的脆性破坏形态。

碳纤维布加固震损SRC柱抗震性能有限元分析

为了深入研究碳纤维布加固震损型钢混凝土(SRC)柱的抗震性能,基于试验研究,采用材料性能折减的方法考虑震损的影响,应用有限元分析软件ABAQUS对碳纤维布加固震损型钢混凝土柱的抗震性能进行模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好。通过数值计算,分析了轴压比、碳纤维布加固量和地震损伤程度对加固效果的影响。分析表明,采用材料性能折减的方法是考虑震损对构件性能影响的一种有效可行方法;在轴压比0.2~0.5范围内,轴压比增加使型钢混凝土柱的极限位移减小;在碳纤维布加固层数1~3范围内,碳纤维布层数增加能提高型钢混凝土柱的极限承载力和极限位移;地震损伤程度达到0.6时,加固修复型钢混凝土柱抗震能力未能恢复至原构件。

震损型钢混凝土框架柱外包钢加固试验研究

选用型钢混凝土框架柱作为研究对象,进行了地震预损加载、外包钢加固后的拟静力试验。研究了不同震损程度下外包钢加固法对型钢混凝土框架柱的加固效果。地震预损按照1/100位移角和1/50位移角分别模拟了中度地震损伤和重度地震损伤。试验结果表明:往复荷载作用下,型钢混凝土柱均为压弯破坏;通过外包钢加固修复,震损型钢混凝土框架柱抗震性能均有不同程度的恢复;加固效果随着预损程度的加大而降低,在预损位移较大的情况下,加固效果受到限制。

火灾后混凝土短柱的滞回性能和损伤评定

基于7根明火加热后钢筋混凝土短柱和1根未受火的对比试件的拟静力试验结果,分析受火时间、轴压比和剪跨比对火灾后钢筋混凝土短柱滞回性能的影响情况.结合强度退化分析各试件的损伤发展过程,采用Park损伤模型对受火后短柱和未受火的对比试件的抗震性能进行损伤评定,提出一种能反映火灾高温对柱式构件抗震性能损伤影响加大的评价指标.研究结果表明:火灾后钢筋混凝土短柱在低周往复荷载作用下的滞回曲线和滞回规则与未受火对比件的相似,但受火后滞回环的稳定性较未受火的差;钢筋混凝土短柱的累积滞回耗能随着受火时间的增加,轴压比的减小,以及剪跨比的减小而减小;同一位移角下的强度退化随着受火时间的增加,轴压比的增大,以及剪跨比的增大而加快.此外,Park损伤评价模型对受火前后钢筋混凝土短柱的抗震性能损伤指数均存在超前估计的不足.

CFRP加固损伤混凝土梁截面短期刚度探讨分析

本文对碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁在完全卸载或不卸载的短期刚度进行研究,在计算短期刚度时考虑初始荷载的影响即纵向受拉钢筋存在初始应变的条件下,把不同初始荷载作用下损伤钢筋混凝土梁的短期刚度变化过程分为屈服弯矩之前和屈服弯矩至极限弯矩两个阶段。在分析碳纤维布加固损伤混凝土梁截面刚度变化规律的基础上,通过对试验资料统计分析,建立了碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁截面短期刚度的简化计算公式,经试验资料验证,该公式具有较高精度。

CFRP加固半高填充墙短柱框架抗震性能试验研究

设置半高填充墙的钢筋混凝土框架结构在地震中极易发生短柱破坏,进而引起结构整体倒塌,为改善半高填充墙框架结构的抗震性能,制作了3组半高填充墙框架结构试验模型,采用不同方法对短柱外包(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)加固,分析了CFRP布条带加固模型和全包加固模型的延性系数、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力及破坏模式。试验结果显示:CFRP加固将半高填充墙框架结构的薄弱环节从短柱转移到填充墙,在填充墙完全破坏后框架结构表现为强柱弱梁型的节点破坏,外包CFRP加固将半高填充墙框架短柱破坏的脆性破坏模式转变为强柱弱梁型的框架延性破坏模式;全包加固后结构的初始刚度有所提高,条带加固可以大大提高结构的耗能能力,2种加固方法都能提高结构的延性和抗震性能。

三亚财经国际论坛中心塔楼超高层结构设计分析

三亚财经国际论坛中心塔楼采用混凝土框架-核心筒结构体系,采用两道加强层有效地提高整体结构刚度。介绍了结构单元的划分、风洞试验及风荷载的确定、地基基础处理措施;对高度为194.3m的塔楼,分别进行小震下常规静力、动力分析、中震下构件截面承载力验算以及大震下动力弹塑性时程分析,达到所设定的C级结构抗震性能目标;详细分析了抗风斜柱节点关键技术、罕遇地震作用下加强层对结构的影响及相应墙肢加强措施。结果表明:低烈度强台风地区超高层结构应综合考虑竖向及平面结构的合理化布局及全面地对重力荷载、地震作用、风荷载的合理评估,设置两道加强层,其刚度满足位移要求即可,通过细致的计算对比分析和对关键构件的加强措施,可使得外框架、核心筒满足中震轻微损坏(弹性)及大震轻度损坏的抗震性能目标。

粘钢加固损伤钢筋混凝土柱的抗震性能

采用ABAQUS软件,模拟6根钢筋混凝土柱(其中5根用粘钢加固)受水平反复荷载作用,分析比较粘钢加固前后钢筋混凝土柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等.模拟结果表明:粘钢加固损伤钢筋混凝土柱是一种有效的抗震加固方式,加固后钢筋混凝土柱的抗震性能得到明显改善.

寒冷地区碳纤维布加固混凝土方柱变形性能试验研究

针对冬季恶劣的施工条件,研究冬季严寒环境下CFRP加固混凝土结构技术,对保障城镇生命线工程在冬季严寒环境条件下结构修复施工的顺利进行具有重要意义。针对室外寒冷环境碳纤维布包裹,并在室外寒冷环境进行放置养护后,考虑15℃、-15℃、-25℃环境温度,对未加固和加固试件(8组42个试件)进行轴压破坏对比试验,研究了试件的破坏形态、受力性能等。试验的结果表明:温度对钢筋和碳纤维布的变形性能影响不大;温度变化对混凝土的变形性能有一定的影响。总体上,加固的素混凝土短柱和钢筋混凝土短柱,承载能力明显提升、变形性能和延性的改善效果显著。-25℃、-15℃环境温度与15℃相比,承载能力提高幅度大体上呈现出随温度降低而减小,但包裹两层碳纤维布时增强效果下降较小,说明试件的加固效果受温度的影响较大,试件承载能力的提高随着温度的下降而降低,但增加CFRP用量可以在一定范围内抵御温度对加固效果的影响。

碳纤维布加固震损型钢混凝土柱抗震性能试验研究

基于震后快速修复的需求,提出了碳纤维布加固震损型钢混凝土框架柱方法。基于现行设计规范,按缩比1:3设计并制作了4根型钢管混凝土框架柱模型,其中1根为原型对比柱,1根为未损加固柱,2根为模拟不同震损程度后采用碳纤维布加固修复柱,进行了低周往复加载破坏试验。试验结果表明:试件在压、弯、剪复合受力下均表现为弯剪破坏,满足"强剪弱弯"的抗震设防要求;与原型对比柱相比,受中度震损柱经加固修复,其极限荷载平均提高了10.41%,极限位移平均提高了35.40%;受重度震损柱经加固修复,其极限荷载平均提高了13.71%,极限位移平均提高了32.68%。总体上,采用碳纤维布加固震损型钢混凝土框架柱是一种有效的抗震加固方法。

CFRP加固冻融损伤柱力学试验研究

为了研究碳纤维复合材料(CFRP)加固冻融损伤混凝土柱的力学性能,对CFRP加固混凝土柱进行轴压试验。结果表明:CFRP能有效提高冻融损伤柱的承载力和变形性能;随着冻融损伤程度的加剧,试件破坏逐渐呈45°角剪切破坏,裂缝多且分散;试件冻融损伤程度越严重,CFRP加固效果越好,特别是全包方式。

BTRC薄板加固混凝土柱轴压性能试验研究

为研究玄武岩纤维织物网增强混凝土(BTRC)薄板对混凝土柱的约束性能,并考虑织物网层数及BTRC基体中掺入短切耐碱玻璃纤维对约束效果的影响,对4根采用BTRC加固的混凝土柱及1根对比柱进行轴心受压性能试验,分析了加固柱的破坏形态、荷载-位移曲线及变形性能等。研究结果表明:加固后柱的承载力和变形能力均有不同程度提高;2层和4层纤维织物网BTRC薄板加固的柱,其受压承载力分别提高9.45%、23.42%,极限变形分别提高19.14%、25.76%;BTRC基体中掺入短纤维后,加固柱的承载力和极限变形能力能进一步改善。

轴压圆钢管混凝土短柱非线性徐变效应分析方法

运用连续介质损伤力学的方法,分析轴压圆钢管混凝土(CFST)短柱在高应力水平下的非线性徐变效应.提出一种新的均匀约束条件下的混凝土塑性损伤本构模型(DPM-UC),以便于模拟高应力下的塑性和损伤演化;以DPM-UC为基础,提出一种新的考虑混凝土徐变三维特性的非线性徐变效应分析理论框架,建立相应的数值分析方法,并嵌入到有限元分析软件ABAQUS中.将不同应力水平下的徐变试验结果与分析结果进行对比,结果显示:当承受较大应力水平时,采用非线性与线性徐变理论的计算结果差异明显,采用非线性徐变理论的预测值与实测值更为接近,验证了所提方法的可靠性与合理性.

严重震损钢筋混凝土短柱用CFRP加固后的抗震性能试验研究

为研究有效修复严重震损钢筋混凝土短柱的加固方法,并了解震损钢筋混凝土短柱加固后的抗震性能恢复程度,对5个已进行低周往复水平加载试验且严重损坏的钢筋混凝土短柱用CFRP进行加固,并对其加固后的抗震性能进行试验研究.试验通过控制CFRP加固层数与轴压比来探究震损钢筋混凝土短柱用CFRP加固后的力学性能、破坏机理和破坏变形特征.通过观测试验现象,分析实测获得的F-Δ滞回曲线和骨架曲线,分析CFRP加固层数及轴压比对震损钢筋混凝土短柱加固后的承载力、延性、刚度退化及强度退化的影响,并与震损前短柱的对应参数进行了对比.研究结果证明:使用CFRP加固后的震损钢筋混凝土短柱能有效恢复其部分抗震性能,具有较好的延性与耗能能力;震损钢筋混凝土短柱用CFRP加固后可避免脆性破坏.试验研究证明,CFRP加固修复严重震损钢筋混凝土短柱是可行的,研究成果可供实际加固工程参考.