钢筋混凝土框架柱轴压比限值问题研究

针对目前高层钢筋混凝土结构抗震设计遇到的突出问题之一－框架柱轴压比超限现象,结合以往试验现象分析和对规范背影资料的研究,对框架柱轴压比限值的研究进行了综合与分析,并对进一步的研究工作提出了一些新的建议。     

钢筋混凝土抗震框架柱截面尺寸控制因素分析

通过大量算例分析，探讨了轴压比、层间弹性位移角、最大纵筋配筋率、最小抗剪截面等因素对抗震框架柱截面尺寸的影响规律，并比较了新旧规范间截面尺寸控制因素的差别。     

钢筋混凝土柱的破坏形态及变形能力研究

对钢筋混凝土（RC）柱在地震作用下的变形性能进行量化,本文从太平洋地震研究中心柱数据库中收集到123根RC柱抗震性能试验数据,提出基于参数剪跨比和弯剪比的RC柱破坏形态判别标准;在弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏三种破坏形态下,研究了轴压比、剪跨比、配箍特征值等参数对位移角的显著性影响,通过回归分析归纳出三种破坏形态下屈服位移角和极限位移角的回归方程,回归系数显著性概率均小于0.05。结果表明：本文提出的RC柱破坏形态判别标准准确度高,适应性强;位移角线性回归方程具有合理性。     

地震作用下钢筋混凝土柱变形与损伤研究

为量化地震作用下钢筋混凝土（RC）柱损伤情况和变形,并将不同地震破坏状态下RC柱损伤和变形进行分析。从太平洋地震工程研究中心（PEER）数据库中收集91组RC柱抗震试验数据,选取4种广泛应用的构件损伤模型进行计算,将损伤发展曲线与层间位移角发展曲线进行对比分析。对RC柱损伤指标限值进行归一化处理,统计分析后得到不同破坏等级下的位移角限值,并给出了RC柱各破坏等级下的位移角限值与损伤指标限值对应关系。研究结果表明,牛荻涛损伤模型可更准确地评价地震作用下结构构件损伤程度,且与层间位移角发展曲线均呈近似线性增长趋势;不同破坏等级下的位移角限值验算保证率均＞80%,表明本文提出的位移角限值具有一定合理性。     

强约束大尺寸钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

为研究箍筋强约束钢筋混凝土柱的轴心受压性能,完成了7根配箍特征值0.22-0.47、截面尺寸600mm×600mm的大尺寸钢筋混凝土柱试件的轴心受压试验研究。结果表明,试件的破坏形态均是纵筋受压屈曲,中部箍筋外凸,部分箍筋拉断,混凝土保护层剥落;除个别试件外,大部分试件核心区混凝土未压碎;强约束能有效提高钢筋混凝土柱的轴心受压承载力和竖向变形能力;达到峰值竖向应力时,纵向钢筋受压屈服,提供竖向承载力,箍筋受拉屈服,对核心混凝土起到约束作用。以小尺寸试件试验建立的约束混凝土应力-应变关系,可以较好地预测本文试件峰值前的应力-应变关系和峰值应力,但有可能高估混凝土的峰值应变及峰值后的变形能力。     

钢筋混凝土框架柱塑性铰区的抗震剪切抗力——各国规范的比较

运用能力设计法进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计时，允许框架柱端部出现塑性铰，但又不能形成框架柱铰破坏机构，这是一个十分现实而又未得到很好解决的课题。本文通过详细比较国外先进规范关于钢筋混凝土框架柱抗震剪切抗力的计算公式，明确了《砼结构设计规范》（GBJ10－89）与国外规范的抗力抗值水平及该领域的国际发展方向，并针对GBJ10－89存在的主要问题，提出了相应的框架柱抗震延性设计的实用建议公式。     

剪跨比和箍筋率对钢筋混凝土框架柱动态特性的影响效应

基于通用有限元软件ABAQUS,分别在准静态和动态加载条件下,对不同剪跨比和箍筋率的钢筋混凝土柱进行了数值模拟。对比现有试验结果发现,ABAQUS的模拟效果与试验结果吻合较好;加载速率的影响随着剪跨比和箍筋率的增大而降低;钢筋混凝土柱的峰值承载力随着加载速率增大而增大的趋势明显,刚度无明显变化,延性比趋于稳定。因此,在进行地震作用下钢筋混凝土结构的抗震分析时,对加载速率的影响效应要给予足够的考虑。     

钢筋混凝土异型柱框架抗震设计若干问题的研究

钢筋混凝土异型柱框架是新型住宅结构，本文以粉煤灰砌块填充墙异型柱框架试验研究［１］，［２］，［３］及异型柱试验研究［４］，［５］，［６］为基础，分析了结构动力计算模型问题，控制薄弱层问题和异型柱工作性能问题，提出了若干供抗震设计参考的建议。     

底部矩形柱上部异形柱框架抗震性能试验研究

通过对底部为矩形柱上部为异形柱框架结构的抗震性能试验研究。分析了该种结构的承载力,刚度及其衰减过程,延性,滞回特性和破坏特征,试验表明,这种框架抗震性能良好。     

笼模钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

采用钢筋笼与周边预制混凝土薄板模壳连接形成一体的中空的笼模构件,在施工现场安装后一次性浇筑笼模构件中空腔体内的混凝土,形成完整的笼模钢筋混凝土构件。该新型笼模钢筋混凝土构件与传统钢筋混凝土构件的主要区别是：箍筋采用成型格网箍筋,笼模构件的模壳混凝土与中空腔体内的混凝土存在二次结合面,构件纵筋采用100%搭接方式连接。为研究笼模钢筋混凝土柱的抗震性能,进行了笼模钢筋混凝土柱和传统钢筋混凝土柱在恒定轴压力下的往复加载试验对比,研究试件的破坏形态、承载力和延性以及钢筋应力的发展过程。研究结果表明：笼模钢筋混凝土柱的破坏形式、承载能力和延性与传统钢筋混凝土柱基本一致,刚度略有提升,两者的受力机理没有明显差异;笼模钢筋混凝土柱可以按传统钢筋混凝土柱的计算原理和方法进行设计计算,提出的计算公式结果与试验结果基本吻合。研究成果可以作为笼模钢筋混凝土柱工作性能评价与工程设计的理论依据。     

基于OpenSees的钢筋混凝土桥墩拟静力试验数值分析

以4个呈弯曲破坏形态的圆形钢筋混凝土桥墩的拟静力试验结果为依据,基于OpenSees中的Beamwith Hinges Element单元,建立了相应的桥墩滞回分析纤维单元模型。由模拟结果与试验结果对比可知,所建立的纤维单元模型对桥墩的骨架曲线及滞回曲线都有良好的模拟效果,且能体现桥墩在反复加载过程中刚度、强度退化现象,表明了模型的有效性。     

陶粒混凝土L形柱抗震性能试验研究

在试验的基础之上,讨论了剪跨比、轴压比、荷载角对陶粒混凝土L形柱抗震性能(水平承载力、刚度、延性)的影响。最后,进行了理论计算,计算值和实测值符合较好。     

Experimental study on the seismic response of braced reinforced concrete frame with irregular columns

A 15-storey K-braced reinforced concrete model frame with irregular columns, i.e., T-shaped, L-shaped, as well as +-shaped columns, was constructed and tested on the six-degree-of-freedom shaking table at the State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering in Tongji, China. Two types of earthquake records, El-Centro wave (south-north direction) and Shanghai artificial wave (SHAW) with various peak accelerations and principal-secondary sequences, were input and experimentally studied. Based on the shaking table tests and theoretical analysis, several observations can be made. The failure sequence of the model structure is brace→beam→column→joints, so that the design philosophy for several lines of defense has been achieved. Earthquake waves with different spectrums not only influence the magnitude and distribution of the earthquake force and the storey shear force, but also obviously affect the magnitude of the displacement response. The aftershock seismic response of previously damaged reinforced concrete braced frames with irregular columns possesses the equivalent elastic performance characteristic. Generally speaking, from the aspects of failure features and drift ratio, this type of reinforced concrete structure provides adequate earthquake resistance and can be promoted for use in China.     

反复荷载下型钢混凝土柱受扭损伤试验研究

为研究型钢混凝土柱在反复荷载下的受扭损伤,完成了11根型钢混凝土柱和1根钢筋混凝土柱复合受扭试验。通过试验观察了构件的受力过程和破坏特征,研究两种不同型钢混凝土柱的裂缝开展与分布规律。基于能量守恒定律,考察了柱截面配钢形式、扭弯比、轴压比、混凝土强度等级、配箍率以及配钢率对累积损伤的影响。研究结果表明:型钢混凝土柱的损伤演变分为3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;配钢形式、扭弯比和配箍率是影响型钢混凝土柱损伤程度的重要因素;配型钢,降低扭弯比和提高配箍率对于损伤指标分别最大降低了22.1%、14.3%和14.0%;损伤指标受轴压比、配钢率和混凝土强度等级影响程度较小。     

钢筋混凝土框架结构直接基于位移的抗震设计

直接基于位移的抗震设计方法是对基于力的抗震设计方法的重大改进。按此方法进行设计时,需要解决的关键问题是确定结构的目标位移和相应的侧移模式。提出用框架梁节点截面屈服时的位移作为目标位移,并推导了层间屈服位移的计算公式;然后用结构近似的第一振型曲线作勾其侧移模式,对层间屈服位移进行修正。算例表明,本方法计算结果合理。     

钢筋混凝土框架角节点抗剪强度试验研究

通过对6个钢筋混凝土框架梁柱角节点在低周反复荷载作用下的试验,调查了高强度节点箍筋、双向加载等对节点强度的影响。试验结果证明,节点强度试验值为规范设计值的85%左右,设计式应导入强度降低系数。高强度箍筋对节点强度提高影响很小,在节点强度设计时可忽略不计。双向加载的节点强度只有单向加载时的80%,节点抗震设计时角节点应作为所有边节点中最不利情况考虑。楼板虽然可以提高梁的强度及刚度,但对角节点强度及最大荷载后的节点延性有不利影响。     

FRP约束混凝土矩形短柱的延性分析

将已有混凝土柱延性的定义、纤维截面模型及等效塑性铰方法应用于纤维增强复合材料(FRP)约束矩形混凝土试件的延性分析,通过FRP约束矩形混凝土应力-应变关系考虑FRP约束的影响,计算结果与试验结果符合较好。同时,对FRP约束混凝土矩形柱延性的主要影响参数进行了分析,该方法可以进一步用于FRP约束混凝土试件延性的定量参数研究。     

反复荷载下碳纤维布加固钢筋混凝土框架梁的试验研究

通过2个碳纤维布加固钢筋混凝土框架梁和1个未加固框架梁的对比试验，分析了低周反复荷载作用下碳纤维布加固框架梁的加固效果，提出了加固梁的正截面承载力计算方法。     

不同加载路径对钢筋混凝土L形柱抗震性能的影响

为了进一步探讨复杂加载路径下钢筋混凝土L形柱的受力性能,采用基于有限单元柔度法纤维模型梁柱单元,对忽略剪切和扭转影响的钢筋混凝土L形柱在不同加载路径下的抗震性能进行了计算机模拟分析,研究了不同加载路径对钢筋混凝土L形柱承载力、延性、累积滞回耗能等的影响。结果表明,现有钢筋混凝土L形柱抗震性能评定方法应作适当调整,以考虑加载路径对评定结果的影响。     

高强混凝土框架柱的地震损伤模型

本文首先讨论了现有的几种地震损伤模型及其特点,然后计算出试验框架柱累积滞回耗能随加载循环水平的变化,分析和讨论了轴压比、箍筋形式、配箍率、纵向配筋率、混凝土强度等级以及剪跨比对累积滞回耗能的影响。根据现有的损伤模型,对试验框架柱的损伤指数进行了分析比较,给出了符合高强混凝土框架柱和普通混凝土框架柱的地震损伤模型。根据损伤指数随加载循环水平的变化规律,分析和讨论了剪跨比、轴压比以及配箍率对损伤的影响。最后通过对各地震损伤模型的比较分析,提出了高强混凝土框架柱的地震损伤模型。