HRBF500級鋼筋混凝土柱恢復力模型

基于hrb400級鋼筋混凝土柱的試驗,對其滯回性能進行分析與研究,并對其損傷程度進行評價.通過比較兩種不同的損傷模型,建議采用一個基于延性系數(shù)的損傷模型.為了找出結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的延性系數(shù),根據(jù)試驗的結(jié)果建立了其與累積滯回耗能的關(guān)系圖.針對4個hrb400級鋼筋混凝土柱的試驗數(shù)據(jù)擬合結(jié)果,提出計算累積滯回耗能的方法.

以hrbf500級鋼筋混凝土梁為研究對象進行了常溫下和受火后細晶粒鋼筋混凝土梁的力學性能試驗。在不同的受火時間作用下進行了5根細晶粒鋼筋混凝土梁的明火試驗,自然冷卻至室溫,然后進行靜載試驗。通過試驗,觀察其受火破壞現(xiàn)象、靜載破壞形態(tài)和在不同工況下混凝土梁受火后剩余承載力的變化;進行了2根細晶粒鋼筋混凝土梁常溫下的靜載試驗,得到荷載-撓度曲線關(guān)系,并與受火后的細晶粒鋼筋混凝土梁剩余承載力進行比較。試驗結(jié)果表明:高溫對細晶粒鋼筋混凝土梁的損傷很大,受火時間、配筋率、預加荷載對混凝土梁耐火性能有影響;受火時間越長,其剩余承載力越小;配筋率越小,其火災后的剩余承載力越小;預加荷載降低梁的剩余承載力。

試驗設(shè)計制作了7根配有500mpa細晶粒高強鋼筋的鋼筋混凝土梁,通過變化保護層厚度、縱筋配筋率、混凝土強度等因素,分析研究高強鋼筋混凝土梁的承載力.試驗結(jié)果表明,應用了500mpa細晶粒高強鋼筋的混凝土梁承載力的實測結(jié)果與計算值比較接近,可以繼續(xù)沿用現(xiàn)有的規(guī)范計算模式.

利用有限元軟件ansys,對500mpa細晶粒鋼筋(hrbf500)混凝土簡支梁的溫度場及耐火極限進行分析.計算結(jié)果表明:ansys對溫度場和耐火極限的模擬結(jié)果基本與試驗結(jié)果吻合,初步驗證程序的有效性.在此基礎(chǔ)上,就不同荷載比、混凝土保護層厚度、配筋率共計36種工況組合進行有限元分析,考察各參數(shù)對hrbf500混凝土梁耐火極限的影響,并據(jù)此建立耐火極限簡化計算公式.

針對當前典型的損傷模型存在一定程度上的缺陷,提出一個基于彈性變形能形式的損傷評價模型。該模型將過程量轉(zhuǎn)化為狀態(tài)量,考慮了滯回過程中構(gòu)件位移與剛度退化的影響。通過對滯回過程進行簡化與等效,使得地震作用計算變得貼近實際情況。通過四個hrb400級鋼筋混凝土柱破壞性試驗數(shù)據(jù)的分析,驗證了本文提出的模型的正確性與合理性。

對3根hrbf500級鋼筋混凝土梁進行受彎性能試驗,研究發(fā)現(xiàn),其變形特點和破壞形態(tài)與普通鋼筋混凝土梁基本一致?；谝延?00mpa鋼筋數(shù)據(jù)分析可知,hrbf500級鋼筋混凝土梁撓度變化規(guī)律與hrb500級一致,正常使用下梁的撓度實測值均與規(guī)范值吻合較好,但實測值普遍偏大。建議將500mpa級鋼筋混凝土梁的短期剛度乘以系數(shù)0.95后計算撓度。

通過對6組hrb500鋼筋混凝土偏心受壓柱的試驗研究,探討hrb500級鋼筋在混凝土偏壓柱中強度發(fā)揮的程度,并利用規(guī)范對hrb500鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件進行承載力的計算,將試驗結(jié)果與計算結(jié)果相比較,符合性較好。

HRB500級鋼筋混凝土偏壓柱的受力性能研究

通過對已完成的配置hrb500級鋼筋混凝柱在低周反復水平荷載作用下的受力性能模擬分析,驗證了經(jīng)過二次開發(fā)的feap非線性有限元軟件能夠?qū)Υ祟愔目拐鹦阅苡绊懸蛩剡M行系統(tǒng)分析。利用feap程序完成了不同軸壓比和不同配箍特征值的162根配置hrb500級鋼筋混凝土柱的抗震性能模擬分析。分析結(jié)果表明:柱的位移延性系數(shù)隨軸壓比的增大呈指數(shù)減小,隨配箍特征值的增大近似呈線性增加;在配箍特征值一定的情況下,軸壓比較小時,柱位移延性系數(shù)隨縱筋配筋率的增大而減小,軸壓比較大時,位移延性系數(shù)隨縱筋配筋率的增大略有增大。通過對計算數(shù)據(jù)的回歸分析,得出受軸壓比、配箍特征值、縱筋配筋率和縱筋強度影響的配置hrb500級鋼筋混凝柱的位移延性系數(shù)計算式,模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。

采用matlab編寫的程序?qū)rb500級鋼筋混凝土偏壓柱進行非線性分析。根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果,探討其受力機理,揭示hrb500級鋼筋與混凝土在偏壓下的相互作用,并與試驗結(jié)果進行了比較,符合性較好。

500mpa級鋼筋是我國冶金行業(yè)研究開發(fā)的新型高強熱軋帶肋鋼筋,本文通過12根采用500mpa級鋼筋作為受力鋼筋的混凝土軸心和偏心受壓柱的受力性能試驗,分析了這種新型鋼筋混凝土柱的受力特點,提出了受壓承載力的計算方法和500mpa級鋼筋抗壓強度設(shè)計取值的建議,為將500mpa級鋼筋列入我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(gb50010-2010)提供了依據(jù)。

hrbf500鋼筋混凝土大偏心受壓柱承載力的試驗研究——通過對7根hrbf500鋼筋混凝土偏心受壓柱和1根hrb400鋼筋混凝土偏心受壓柱的試驗，對500mva細晶粒鋼筋混凝土偏壓柱性能有了初步了解．分析了荷載一鋼筋應變、混凝土應變曲線以及破壞形態(tài)的特點．試驗研究表明：...

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hrbf500鋼筋混凝土偏壓柱裂縫寬度試驗* 張偉 1 耿樹江 1 朱建國 1 江濤 1 王命平 2 (11中冶建筑研究總院有限公司,北京100088;21青島理工大學,山東青島266033) 摘要:對9根500mpa級細晶粒鋼筋混凝土偏壓柱及1根hrb400鋼筋混凝土偏壓柱進行對比試驗,觀 察試件的裂縫發(fā)展過程和破壞形態(tài)。對500mpa級細晶粒鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件裂縫寬度間距的實測值及現(xiàn) 行規(guī)范公式計算值的比較表明,實測值小于按規(guī)范公式計算值,滿足規(guī)范要求,但規(guī)范公式計算結(jié)果偏大;偏 壓構(gòu)件裂縫寬度小于受彎構(gòu)件,構(gòu)件受力狀態(tài)對裂縫寬度產(chǎn)生影響;由建議公式計算結(jié)果表明,偏壓構(gòu)件與 受彎構(gòu)件裂縫寬度計算具有相同的可靠度。 關(guān)鍵詞:500mpa級細晶粒鋼筋;偏壓柱;裂縫寬度;裂縫間

為建立空腹式勁性鋼筋混凝土(lsrc)柱的恢復力模型,本文通過五個lsrc柱的低周反復荷載試驗.分析了試驗現(xiàn)象和試驗機理;以統(tǒng)計同類試驗結(jié)果為基礎(chǔ),建立了lsrc柱的斜截面抗剪極限點、屈服點等關(guān)鍵點以及延性系數(shù)的計算公式;形成了考慮試件軸壓比等影響因素的骨架曲線,統(tǒng)計了lsrc柱在低周反復荷載作用下的強度退化、剛度退化、以及滑移等滯回特征,從而構(gòu)造了lsrc柱的恢復力模型,此模型可用于對結(jié)構(gòu)進行pushover分析和彈塑性時程反應分析。

gfrp(glassfiberreinforcedpolymer)套管鋼筋混凝土柱是一種新型的組合結(jié)構(gòu)形式,為研究其抗震性能,對8根gfrp套管鋼筋混凝土柱進行低周反復荷載作用下的試驗研究。主要研究了軸壓力大小、混凝土強度及frp管與基礎(chǔ)的連接方式對gfrp套管鋼筋混凝土組合柱的變形能力和滯回特征的影響,根據(jù)gfrp套管鋼筋混凝土組合柱在低周反復荷載作用下滯回曲線的特點,采用截面層纖維模型法對試件截面進行全過程分析獲得骨架曲線。通過試驗數(shù)據(jù)回歸分析確定加卸載規(guī)則,提出了適合于gfrp套管鋼筋混凝土組合柱的恢復力模型,并與試驗結(jié)果進行了比較,計算模型與試驗結(jié)果吻合良好。

為了進一步研究高強鋼筋混凝土梁的剛度計算方法,進行了15根hrb500級鋼筋混凝土簡支梁及2根hrb335級鋼筋混凝土對比梁的試驗,詳細分析了hrb500級鋼筋混凝土梁的受彎性能。結(jié)果表明:hrb500級鋼筋混凝土簡支梁正截面符合平截面假定,實測撓度比現(xiàn)行規(guī)范計算值略大,相對誤差在6%左右,根據(jù)該試驗和收集的部分高強鋼筋混凝土梁的試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果,提出了修正后適合hrb500級鋼筋混凝土梁的剛度公式,且采用該修正后的公式計算hrb500級鋼筋混凝土梁的跨中撓度具有更高的精度。

在3根hrb500級鋼筋混凝土受彎試驗的基礎(chǔ)上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承載性能.結(jié)果表明,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強度等級或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗值與規(guī)范的計算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實測值較規(guī)范的計算結(jié)果小,梁的撓度實測值比規(guī)范的計算值大.

hrb500級鋼筋混凝土簡支梁受彎試驗 第六圖書館 在3根hrb500級鋼筋混凝土受彎試驗的基礎(chǔ)上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承 載性能.結(jié)果表明,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后 ,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強度等級或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗值與規(guī)范 的計算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實測值較規(guī)范的計算結(jié)果小,梁的撓度實測值比規(guī)范的計算值大.在3根hrb500級 鋼筋混凝土受彎試驗的基礎(chǔ)上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承載性能.結(jié)果表明 ,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后,混凝土

對7根hrb500級低成本高性能鋼筋混凝土梁進行正截面試驗研究,分析hrb500級高性能鋼筋與高強混凝土匹配下梁的破壞形態(tài)、變形和承載力特點,研究現(xiàn)行規(guī)范的承載力、裂縫寬度和撓度等計算公式對hrb500級高性能鋼筋混凝土梁的適用性。結(jié)果表明:hrb500級低成本高性能鋼筋混凝土梁承載力實測值略大于計算值,梁裂縫間距實測值小于規(guī)范計算值;裂縫寬度實測值與計算值相近但互有大小,其計算不能直接套用現(xiàn)行規(guī)范公式;而撓度的實測值大于規(guī)范計算值,在規(guī)范公式基礎(chǔ)上給出了梁撓度計算的修正系數(shù)。

為了研究hrb500鋼筋在混凝土梁中的受力性能,進行了7根hrb500鋼筋混凝土梁的受彎性能試驗,建立了hrb500級鋼筋混凝土梁受彎的數(shù)值模型.模型以梁截面上的縱向力、截面力矩、鋼筋微元力等平衡方程為基礎(chǔ),通過求解任意彎矩作用下任意截面上的平衡方程,確定整根梁的受力響應,得到撓度、曲率、應變等隨荷載的變化情況,以及混凝土裂縫寬度的發(fā)展情況.模型考慮鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)滑移和裂縫的影響,以及裂縫之間受拉區(qū)混凝土的影響,計算結(jié)果與7根試驗梁結(jié)果相比較,驗證了模型的準確性.利用建立的數(shù)值模型分析了hrb500級鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋與混凝土的協(xié)同工作,研究了相鄰2條裂縫之間相對滑移、黏結(jié)力、混凝土和鋼筋應變等的變化情況.對多因素進行參數(shù)分析,分析表明:采用高強度的混凝土能夠較好地利用hrb500鋼筋的高強度;隨著梁截面高度的增加,裂縫寬度值成為限制梁承載力發(fā)揮的制約條件;增加保護層厚度不利于梁承載力的發(fā)揮,但影響很小可忽略.

為研究配置hrbf500級鋼筋的混凝土柱抗震性能,制作了4根500mpa級鋼筋混凝土矩形截面柱進行低周反復荷載試驗,考慮了配筋率、軸壓比、配箍率對構(gòu)件抗震性能的影響。結(jié)果表明,hrbf500級鋼筋混凝土柱具有良好的抗震性能和耗能性能,隨著配筋率的增加、軸壓比的減小、體積配箍率的增大,試件抗震性能和延性均相應提高。給出的恢復力模型各特征參數(shù)理論計算值與試驗實測值吻合較好,可應用于工程實踐。