高强钢筋混凝土柱轴心受压承载力可靠度研究

课题组搜集186根高强钢筋混凝土轴压柱的试验数据,得到相关统计参数,选用JC法并利用MATLAB软件编制计算程序迭代求解高强钢筋混凝土柱轴压承载力可靠指标。分析不同荷载组合、钢筋强度、混凝土强度以及配筋率等参数对混凝土柱轴压承载力可靠指标的影响。研究结果表明:高强钢筋混凝土柱轴压承载力可靠指标随计算模式不确定性系数的增大而增大;随着荷载效应比的增大,可靠指标呈现出先增大后减小的趋势;可靠指标随钢筋强度的提高而减小,随混凝土强度提高而增大;随着配筋率的增大,可靠指标逐渐减小,高配筋率对轴压构件不利。     

异形柱框架节点抗震性能试验研究

通过6个2/3比例的T形柱框架节点的低周反复试验,考察了轴压比、柱翼缘宽度等因素对节点裂缝开展、节点的破坏机理的影响。提出了翼缘宽度对节点抗剪性能的影响与梁柱抗弯刚度比有关,指出了翼缘板对节点抗剪承载力影响的修正系数ξf须考虑梁柱抗弯刚度比的影响,而不能仅按《混凝土异形柱结构技术规程》(征求意见稿)中的bf-bc来反映。     

复式钢管混凝土外肋环板节点抗剪承载力研究

在已有理论和试验研究的基础上,对复式钢管混凝土外肋环板节点的抗剪受力性能进行分析。建立了节点核心区的抗剪受力模型,将节点域抗剪贡献分为三部分:节点域内外钢管腹板的抗剪贡献、节点主要连接件竖向肋板与锚固腹板的抗剪贡献以及节点域混凝土的抗剪贡献,推导了复式钢管混凝土柱节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力的计算公式,为复式钢管混凝土柱节点的工程设计提供承载力计算方法。理论得到的节点屈服剪力和极限剪力值与试验结果进行了对比,并提出抗剪能力储备系数这一新指标反映节点的抗剪切破坏能力,量化地解释了节点发生梁铰破坏后抗剪能力的安全储备。得出此类新型节点在破坏时抗剪储备能力充足,可保证节点达到良好延性的破坏模式,说明节点设计符合强剪弱弯的抗震设计原则。     

基于ABAQUS的传统风格建筑钢筋混凝土梁-柱节点有限元分析

在传统风格建筑钢筋混凝土梁-柱节点抗震性能试验的基础上,采用ABAQUS非线性有限元软件对传统风格建筑钢筋混凝土梁-柱节点进行单调荷载作用下的有限元分析。通过对模型的有限元分析,得到了此类节点的变形图、混凝土受拉损伤分布图、最大主塑性应变云图和单调荷载作用下的P-Δ骨架曲线等。并且对节点体积配箍率、轴压比及上梁和下梁间距等影响此类节点抗剪承载力的主要因素进行了分析。结果表明:利用ABAQUS对传统风格建筑钢筋混凝土梁-柱节点的有限元分析结果与试验结果符合较好;随体积配箍率的增大,节点抗剪承载力提高幅度降低;随轴压比的增大,节点抗剪承载力和延性均得到不同程度的提高;上梁和下梁间距的变化对节点抗剪影响较小,考虑到上梁和下梁的协调性及建筑的美观性,建议在不影响建筑的美观基础上,上梁和下梁间距可以适当增大,以提高节点的抗剪能力。     

方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点抗剪承载力分析

为研究方钢管混凝土柱-H型不等高钢梁框架节点的抗剪承载力,分析其破坏机理,建立适用于不等高钢梁节点的抗剪计算模型,提出了节点的抗剪承载力计算公式,比较了基于不同抗剪模型建立的抗剪承载力计算值与试验值的差异性。结果表明:节点域的破坏模式主要为上核心区的剪切斜压破坏;节点域抗剪承载力主要由钢管腹板、核心区混凝土主斜压杆及约束斜压杆共同承担。对比分析表明:提出的节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力理论公式计算值更为接近试验值,验证了方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点传力机理和承载力计算公式的正确性。     

锈蚀钢筋混凝土框架中节点抗剪强度研究

随着服役时间的增长，侵蚀环境下钢筋混凝土框架节点因钢筋发生不同程度的锈蚀而造成承载性能下降，严重影响建筑结构的安全使用。本文在已有钢筋混凝土框架节点抗剪强度理论模型的基础上，考虑钢筋锈蚀对框架节点受力性能的影响，建立锈蚀钢筋混凝土框架中节点受剪承载力计算公式。通过11组锈蚀钢筋混凝土节点试验数据，对建议理论模型进行验证。研究结果表明，锈蚀钢筋混凝土节点受剪承载力试验值与理论计算值之比的平均值为0.951，方差为0.075，二者吻合较好，本文建议的计算方法可用于锈蚀钢筋混凝土框架中节点承载力分析。     

基于JC验算点法的钢骨超高强混凝土框架节点抗剪承载力可靠度分析

通过对试验数据的分析,将钢骨超高强混凝土框架节点的设计参数作为随机变量,采用可靠度理论中的JC验算点法,对框架节点抗剪强度承载力可靠度进行了分析,统计了可靠度随各因素的变化规律。结果表明,钢骨超高强混凝土框架节点抗剪承载力可靠度随节点核心区体积配箍率的增大而增大,随荷载效应比的增大而减小;当柱轴压比增大时,其可靠度先稍微增大,然后减小。     

关于日本框架柱受剪承载力公式的讨论

通过对日本抗震设计规范中有关钢筋混凝土框架柱受剪承载力代表性公式的研究，凸现了由经验公式到基于桁架一拱模型建立的发展趋势。对各公式中所包括的影响框架柱受剪承载力的主要因素(如剪跨比、轴压比、配箍率、混凝土强度、纵筋率等)进行了深入讨论，并采用框架柱受剪承载力试验数据考察了各个公式的有效性。     

混凝土框架柱双向受剪性能试验研究与相关性分析

为研究钢筋混凝土框架柱的抗震性能,进行了矩形截面不等肢配箍混凝土框架柱在斜向水平荷载作用下的抗剪强度试验研究,对框架柱在斜向水平荷载作用下的受剪承载力进行有限元分析,并与试验结果进行比较,研究了两向不等肢配箍矩形截面柱在静载和低周反复荷载作用下双向受剪承载力的相关关系,推导了双向受剪承载力计算公式。研究结果表明,斜向水平荷载作用下,不等肢配箍混凝土框架柱双向受剪承载力的相关关系近似符合椭圆规律,为不等肢配箍混凝土框架柱的受剪承载力设计提供参考。     

板钉连接CFST柱-RC梁节点梁端塑性铰区受力性能数值模拟

建立竖板-栓钉连接钢管混凝土（CFST）柱-钢筋混凝土（RC）梁节点试件（SSJD）拟静力加载试验有限元模型,并在节点损伤情况、梁端荷载-位移曲线等数值模拟结果与试验结果吻合较好的基础上,进一步开展了RC梁混凝土强度、配筋率ρ_s和连接竖板长度L_b及界面连接情况等对CFST柱-RC梁节点梁端塑性铰区域力学性能的影响。研究结果表明,RC梁混凝土强度对试件SSJD塑性铰区域受力性能的影响较小;适筋范围内RC梁配筋率增加可适当提高试件SSJD承载力和延性;随着连接竖板长度的增加,梁端塑性铰区域外移,梁破坏荷载增大;本研究给出的RC梁与CFST柱之间的界面抗剪承载力模拟值与计算值吻合较好,可用于界面抗剪设计。     

贝叶斯概率模型计算钢筋混凝土柱受剪承载力

贝叶斯概率统计方法能够在实际样本空间容量较小的条件下,通过未知参数先验信息进一步对未知参数进行估计,与经典统计频率学存在本质的不同。收集了83组剪跨比在1~2的钢筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的受剪承载力试验数据,选定美国ACI318-08规范中钢筋混凝土柱受剪承载力计算公式作为贝叶斯先验模型,综合这两类信息,采用贝叶斯概率统计理论,建立了基于贝叶斯理论的钢筋混凝土柱受剪承载力后验概率模型。利用贝叶斯后验模型参数剔除理论,剔除影响柱抗剪强度的次要因素,对概率模型进行动态更新,得到了柱抗剪强度的简化概率模型。最后,分析验证了贝叶斯概率简化柱受剪承载力计算模型的正确性,同时,对采用不同先验模型条件下所得的后验模型计算值进行了对比分析,表明贝叶斯方法继承了先验信息的完备性和大量试验数据的准确性,能够更准确地预测钢筋混凝土柱的受剪承载力。     

不同构造EPS模块再生混凝土剪力墙抗剪性能试验研究

进行了3个不同构造EPS模块再生混凝土复合剪力墙试件低周反复荷载抗剪性能试验。试件1为200 mm厚普通再生混凝土剪力墙;试件2为320 mm厚EPS模块外保温再生混凝土剪力墙;试件3为320 mm厚EPS模块夹芯保温再生混凝土剪力墙。各试件剪跨比均为0.8。对比分析了各试件抗剪承载力、刚度及退化过程、延性、滞回性能、耗能能力及破坏特征。研究表明:EPS模块外保温再生混凝土复合墙体与普通再生混凝土剪力墙相比,承载力、刚度、耗能、延性均提高,损伤过程相对缓慢,表明EPS保温模块及其外侧防火保护层对墙体抗震性能有明显贡献;相同截面厚度EPS模块外保温再生混凝土复合墙体试件比EPS模块夹芯保温复合墙体试件承载力略高,但刚度、延性和耗能均略小,两种构造形式复合墙体抗震性能均良好。     

钢筋混凝土框架柱双向受剪承载力分析

本文分析了矩形截面钢筋混凝土框架柱斜向抗剪强度的特征，研究了双向受剪承载力计算时确定折减系数的方法和截面限制条件，对双向受剪承载力计算值与静载和动载试验结果的分析表明，双向受剪承载力计算公式和截面限制条件对于矩形截面钢筋混凝土框架柱设计是偏于安全的，可以作为钢筋混凝土框架柱抗震设计的参考。     

地震区混凝土框架柱塑性铰区剪切抗力延性设计试验研究

允许钢筋混凝土框架柱端出现塑性铰但又不形成柱铰破坏机构是一个十分现实而又未得以很好解决的课题。通过10个钢筋混凝土框架柱构件抗震剪切抗力的试验研究,明确了加载全过程框架柱构件中箍筋与混凝土的抗剪贡献及比例,并根据相关试验资料,提出了反复荷载下框架柱抗剪承载力随构件延性系数的变化关系,并提出了框架柱塑性铰区抗震剪切承载力延性计算公式,部分成果已为修订《混凝土结构设计规范》采用。     

冲击荷载作用下RC框架梁剪切破坏试验研究

通过对2个钢筋混凝土框架梁节点试件进行冲击荷载试验,研究了钢筋混凝土框架柱下支撑移去后框架梁的剪切破坏机理。试验中在两端固定的钢筋混凝土梁的1/4跨、1/2跨、3/4跨位置,通过施加荷载的方式来模拟次梁和现浇板传来的荷载,梁跨中通过自制的自动脱钩器移去等效柱来模拟结构在失去边跨中柱,框架梁跨度成倍增长时力学性能的变化。研究结果表明:当梁发生剪切破坏时,拱效应不能充分发挥,使得梁的极限承载力降低,所以在建筑结构抗倒塌设计时必须按照"强剪弱弯"的原则进行抗剪设计。     

考虑钢板与混凝土间粘结滑移的组合剪力墙模型化分析

应用ABAQUS对内置钢板的RC剪力墙在单调荷载作用下的荷载-位移特性进行了模拟分析;分析了轴压比、混凝土强度等级、高宽比和混凝土墙厚等参数对钢板与混凝土粘结性能的影响,发现了高宽比对粘结滑移影响最大,高宽比越大粘结滑移越明显,并降低了构件的抗剪承载力;混凝土强度等级对粘结滑移影响次之,混凝土强度的增加对钢板与混凝土间粘结性能略有提高。对比数值模拟结果与试验实测结果可知:ABAQUS仿真模拟与试验结果吻合较好。根据钢板与混凝土的粘结滑移模拟计算数据,修正了剪力墙抗剪承载力公式。     

钢骨及纤维增强混凝土异形柱中节点滞回性能

通过进行往复荷载作用下的T形钢骨、槽型钢骨、聚丙烯纤维、钢纤维增强的混凝土异形柱中节点试验研究,分析不同改善措施对混凝土异形柱中节点滞回性能影响。研究结果表明:在混凝土异形柱中节点核心区加入T形钢骨、槽型钢骨或掺入聚丙烯纤维、钢纤维均能使混凝土异形柱中节点的承载能力得到提高,使中节点的滞回特性得到改善。四种改善措施均能提高混凝土异形柱中节点受剪承载力,其中加入钢骨对提高混凝土异形柱节点的受剪承载力效果优于加入纤维的。     

含三明治外墙挂板框架结构抗震性能试验研究

为研究含三明治保温夹芯外墙挂板的混凝土框架结构的抗震性能,进行了2榀足尺混凝土框架结构的低周往复荷载试验。2榀框架分别为纯现浇钢筋混凝土框架和含三明治保温夹芯外墙挂板的框架。根据两个试件的低周往复试验结果,对试件的刚度、承载力、延性及耗能能力进行综合评估。研究表明,含三明治保温夹芯外墙挂板的混凝土框架结构具有良好的抗震性能。考虑三明治保温夹芯外墙挂板后,结构的刚度提高约20%,结构的承载力变化不明显。试验中结构的最大层间位移角为1/16,此时三明治保温夹芯外墙挂板与框架梁连接处仍未出现明显破坏现象,并且三明治保温夹芯外墙挂板整体保持完好,说明在大震下结构发生大变形时三明治保温夹芯外墙挂板与主体结构的连接能够满足抗震设计要求。     

混凝土框架柱抗剪承载力计算公式的可靠度分析探讨

通过试验研究，提出了基于能力设计法的框架柱塑性铰区抗剪承载力计算公式，并对此进行了可靠度分析。定量分析了该计算公式的可靠指标与剪跨比、配箍率等因素的关系。同时针对目前我国现行规范抗剪承载力计算的可靠度指标偏低较多的情况，该建议公式对不同抗震要求的构件提出了不同的可靠指标，既考虑了我国设计习惯，又体现了能力设计法的要求，充分考虑了安全性的要求，对工程应用具有较大的参考价值。论文的主要研究成果已被《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)吸收。     

基于桁架-拱模型的T形截面宽肢异形柱受剪承载力试验研究

将桁架-拱模型理论应用于钢筋混凝土异形柱斜截面受剪承载力分析研究,以T形截面混凝土宽肢异形柱为例,提出了T形截面宽肢异形柱的斜截面受剪承载力计算公式。并与试验结果进行对比,研究表明通过桁架-拱模型理论建立混凝土异形柱斜截面受剪承载力计算公式是可行的,文中还与异形柱现行规程提出的受剪承载力计算公式进行了对比研究。该方法可为混凝土宽肢异形柱受剪承载力分析和计算提供参考。