方鋼管約束鋼筋高強混凝土超短柱抗震性能試驗研究

進行了3個剪跨比為1.5的圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱和1個鋼筋混凝土對比試件的擬靜力試驗研究,試驗中的主要參數(shù)為軸壓比(0.35,0.45和0.55)。試驗結(jié)果表明:鋼筋混凝土短柱的破壞模式為剪切破壞,延性和變形能力很差;圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的破壞模式為彎曲破壞,延性和變形能力優(yōu)越。外包鋼管對核心混凝土的約束作用限制了核心混凝土的受剪開裂,改變了鋼筋混凝土短柱的破壞模式,顯著提高了鋼筋混凝土短柱的受剪承載力、延性、變形能力和耗能性能。隨軸壓比的提高,圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的水平承載力提高,延性系數(shù)降低,但軸壓比對圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的極限變形能力無明顯影響。對鋼管的彈塑性應(yīng)力分析結(jié)果表明:水平荷載施加過程中,鋼管并未受剪屈服。根據(jù)試驗結(jié)果建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的荷載-位移恢復(fù)力模型,提出了設(shè)計建議,可為工程實踐提供參考。

鋼管約束鋼筋混凝土短柱具有優(yōu)越的延性和彈塑性層間變形能力,因此在轉(zhuǎn)換柱中應(yīng)用時可顯著提高轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。對大連中國石油大廈外筒的鋼管約束鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換短柱進行了抗震性能模型試驗,模型比例為1∶6。試驗中的主要參數(shù)為軸壓比、剪跨比和對拉鋼筋設(shè)置。試驗結(jié)果表明,鋼管約束混凝土短柱中,鋼管對核心混凝土的有效約束限制了核心混凝土剪切破壞的產(chǎn)生,改變了鋼筋混凝土短柱在水平地震作用下的剪切脆性破壞模式。在抗震工程中采用鋼管約束鋼筋混凝土柱可有效提高鋼筋混凝土框架短柱的延性、彈塑性層間變形能力和耗能性能,從而顯著提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。

為了研究高強箍筋約束高強混凝土短柱在地震作用下的抗震性能,采用建研式加載裝置,通過14根高強混凝土短柱試件的低周反復(fù)加載試驗,研究了高強箍筋約束高強混凝土短柱的破壞形態(tài)、滯回性能、骨架曲線、變形和延性、耗能能力以及高強箍筋的應(yīng)力發(fā)揮水平和受剪承載力計算等,分析了軸壓比、剪跨比、箍筋強度、箍筋間距、箍筋形式和混凝土強度等因素對短柱破壞形態(tài)、滯回性能和承載力的影響。結(jié)果表明:短柱破壞形態(tài)受設(shè)計參數(shù)的影響有剪切破壞和剪切黏結(jié)破壞兩類;與普通強度箍筋混凝土短柱相比,高強箍筋高強混凝土短柱在節(jié)約材料的同時具有優(yōu)越的抗震性能和抗倒塌能力;達到極限荷載后,箍筋的應(yīng)變發(fā)展較快,高強箍筋的強度發(fā)揮充分,短柱的抗震性能明顯改善;通過對高強箍筋應(yīng)力取值進行適當(dāng)修正,采用gb50010—2010規(guī)范公式計算高強箍筋高強混凝土短柱的受剪承載力是可行的。

本文對3根冷彎型方鋼管高強混凝土短柱進行了軸心受壓試驗,并分析了冷彎型方鋼管高強混凝土軸心受壓短柱的受力性能及變形特點。提出了典型荷載-應(yīng)變?nèi)^程曲線,并分析了各階段的受力性能。得到如下結(jié)論:冷彎型方鋼管高強混凝土短柱充分利用了高強混凝土抗壓與鋼材抗拉的材性特點,其極限承載力較普通方鋼管混凝土更高;短柱試件承載力的下降取決于方鋼管的局部屈曲與核心混凝土失去三向受力狀態(tài)并被壓碎的程度;冷彎型方鋼管高強混凝土的極限承載力本質(zhì)上主要由冷彎型方鋼管局部屈曲控制;冷彎型方鋼管高強混凝土軸壓短柱后期延性較差,但含鋼率越大,其后期殘余承載力越大。

進行了20個方鋼管約束鋼筋混凝土短柱的軸壓力學(xué)性能試驗研究,試驗的主要參數(shù)為鋼管寬厚比(50,70和100)和混凝土強度(c50,c80)。試驗結(jié)果表明:方鋼管約束鋼筋混凝土柱中被分隔鋼管的高度對其軸壓承載力和延性無明顯影響。隨鋼管寬厚比增大和混凝土強度的提高,軸壓短柱的延性降低。采用彈塑性應(yīng)力分析方法對鋼管進行了全過程應(yīng)力分析,分析結(jié)果表明,方鋼管約束鋼筋混凝土軸壓短柱的峰值荷載點并不對應(yīng)鋼管的屈服點,鋼管在軸壓短柱達到峰值荷載后屈服。根據(jù)試驗結(jié)果和鋼管的應(yīng)力分析結(jié)果,建立了方鋼管約束鋼筋混凝土短柱的軸壓承載力計算式,試驗結(jié)果與計算結(jié)果吻合良好。并提出了設(shè)計建議。

研究梁通柱斷式方鋼管混凝土中節(jié)點在低周反復(fù)荷載作用下的受力性能和抗震性能.該種節(jié)點在節(jié)點區(qū)中斷柱的外鋼管,使鋼筋混凝土梁的縱筋在節(jié)點直通.在節(jié)點區(qū)設(shè)置芯鋼管、密排箍筋、豎向短筋連系上下鋼管混凝土柱.通過2個縮尺模型試件的擬靜力試驗,得到節(jié)點試件的破壞過程、破壞形態(tài)、試件滯回曲線和試件各組成部分的荷載-應(yīng)變關(guān)系.試驗結(jié)果表明:該種節(jié)點在低周反復(fù)荷載作用下性能良好.試件破壞發(fā)生在梁根部,節(jié)點區(qū)尚有較大承載潛力,試件的耗能性能、位移延性良好.軸壓比的增大對于承載力有提高作用,但耗能能力和位移延性有降低趨勢.

方鋼管混凝土柱的抗震性能試驗研究——通過低周反復(fù)加載試驗研究方鋼管混凝土柱的抗震性能，分析了其在水平地震作用下的承載能力、變形能力、剛度退化、耗能能力以及結(jié)構(gòu)的破壞機制，為進一步的理論分析提供參考。同時研究了含鋼率、長細比和軸壓比對方鋼管混凝...

通過柱端加載的3個內(nèi)隔板三面焊接的方鋼管混凝土柱-h形鋼梁節(jié)點的低周反復(fù)荷載試驗,研究其不同軸壓比情況下節(jié)點的破壞模式、延性、耗能性能等。試驗結(jié)果表明,內(nèi)隔板與柱壁未焊一側(cè)受力約為內(nèi)隔板與柱壁焊接一側(cè)的1/3,內(nèi)隔板未焊一端梁翼緣側(cè)面柱壁間焊縫被撕裂,內(nèi)隔板與柱壁板焊接一側(cè)梁翼緣在柱頂位移約70mm時發(fā)生局部屈曲。研究結(jié)果表明,節(jié)點具有很好的延性和耗能能力,層間轉(zhuǎn)角位移延性系數(shù)μ=3.40~3.45,彈性和彈塑性層間位移角分別為φy=0.0075~0.0083rad、φu=0.0279~0.0286rad,等效粘滯阻尼系數(shù)he=0.247~0.462。滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范的要求。三面焊接的內(nèi)隔板式節(jié)點可以用于方鋼管混凝土邊柱節(jié)點。

進行了10個方鋼管-鋼骨高強混凝土單向偏壓柱的試驗研究,研究其破壞形態(tài)及工作機理,分析在不同長細比、偏心率、配骨指標及不同加載方向條件下偏壓柱的力學(xué)性能。結(jié)果表明:在試驗參數(shù)范圍內(nèi),偏壓柱的承載力隨長細比的增加緩慢下降,初始剛度迅速減小;偏心率的增長導(dǎo)致承載力降低,初始剛度減小;配骨指標的增加使構(gòu)件的承載力逐漸增長;強、弱軸兩個加載方向?qū)Τ休d力及初始剛度的影響不明顯。利用纖維模型法編制了偏壓柱非線性分析程序,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。在此基礎(chǔ)上,通過計算分析了主要參數(shù)對承載力的影響。最后,通過對大量計算結(jié)果的回歸,得出了實用的偏壓承載力計算公式,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。

為研究矩形鋼管約束鋼筋混凝土超短柱的滯回性能,進行了4個矩形鋼管約束鋼筋混凝土超短柱和2個普通鋼筋混凝土對比試件的試驗研究.主要參數(shù)為軸壓比(0.3,0.5)和鋼管寬厚比(111,166);6個試件的剪跨比均為1.0.試驗結(jié)果表明:普通鋼筋混凝土超短柱的破壞模式為剪切破壞,延性和耗能性能較差;鋼管約束鋼筋混凝土超短柱中,鋼管對混凝土產(chǎn)生有效約束作用,因此構(gòu)件未發(fā)生剪切破壞,延性、彈塑性變形能力和耗能性能顯著高于鋼筋混凝土對比試件;隨軸壓比提高,矩形鋼管約束鋼筋混凝土超短柱的承載力提高,但延性稍有降低.在本文試驗研究范圍內(nèi),鋼管的寬厚比對矩形鋼管約束混凝土超短柱的抗震性能無顯著影響.

提出了一種重載柱設(shè)計的模式,即型鋼-方鋼管自密實高強混凝土柱。該組合柱是在方鋼管中填充自密實高強混凝土和型鋼而形成。通過13根型鋼-方鋼管自密實高強混凝土短柱的軸心受壓試驗,研究了該組合柱的受力性能。試驗結(jié)果表明自密實試件與經(jīng)過振搗的試件的受力性能幾乎沒有差別;型鋼的存在有效地延緩或抑制了高強混凝土中剪切裂縫的產(chǎn)生從而提高了構(gòu)件的延性;混凝土強度、方鋼管的寬厚比和型鋼的用量對構(gòu)件的強度和延性有著顯著影響。最后給出了型鋼-方鋼管自密實高強混凝土軸心受壓短柱強度承載力的計算公式,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好。

為研究高強箍筋高強混凝土柱的抗震性能,首先進行了6根配置高強箍筋的高強混凝土柱和3個普通強度混凝土柱(作為對比)抗震擬靜力試驗,并對其破壞形態(tài)、滯回曲線、延性及耗能指標以及抗剪強度等進行了對比分析。結(jié)果表明:高強混凝土試件與普通混凝土試件破壞過程相似,均呈彎剪破壞形態(tài),采用高強混凝土可有效降低試件軸壓比,對其延性和耗能能力有利。將國內(nèi)外進行的高強箍筋高強混凝土柱抗剪承載力試驗結(jié)果與美國aci318規(guī)范、我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(gb50010-2002)的抗剪公式進行了對比,認為aci規(guī)范及我國規(guī)范在計算高強箍筋高強混凝土柱抗剪承載力時均有不安全因素,宜在設(shè)計時注意。采用mander建議的約束混凝土本構(gòu)關(guān)系和纖維單元程序usc_rc仍可以對高強箍筋高強混凝土柱的受彎承載力進行較為準確的模擬分析。

高強鋼筋高強混凝土框架梁柱節(jié)點抗震性能試驗研究 作者：閻石，鄭文泉，張曰果，yanshi，zhengwen-quan，zhangyue-guo 作者單位：沈陽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院,遼寧,沈陽,110168 刊名：沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 英文刊名：journalofshenyangjianzhuuniversity(naturalscience) 年，卷(期)：2006,22(2) 被引用次數(shù)：5次 參考文獻(15條) 1.陳肇元;朱金銓;吳佩剛高強混凝土及其應(yīng)用1993 2.城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護部gb50011-2001.建筑抗震設(shè)計規(guī)范2001 3.肖瀟配有高強鋼筋的高強混凝土柱的抗震性能研究[學(xué)位論文]2005 4.李軍旗鋼筋混凝土構(gòu)件雙向循環(huán)往復(fù)加載試驗及分析[期刊論文]-蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報2002(02)

高強鋼筋高強混凝土框架梁柱節(jié)點抗震性能試驗研究 作者：閻石，鄭文泉，張曰果，yanshi，zhengwen-quan，zhangyue-guo 作者單位：沈陽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院,遼寧,沈陽,110168 刊名：沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 英文刊名：journalofshenyangjianzhuuniversity(naturalscience) 年，卷(期)：2006,22(2) 被引用次數(shù)：5次 參考文獻(15條) 1.陳肇元;朱金銓;吳佩剛高強混凝土及其應(yīng)用1993 2.城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護部gb50011-2001.建筑抗震設(shè)計規(guī)范2001 3.肖瀟配有高強鋼筋的高強混凝土柱的抗震性能研究[學(xué)位論文]2005 4.李軍旗鋼筋混凝土構(gòu)件雙向循環(huán)往復(fù)加載試驗及分析[期刊論文]-蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報2002(02)

方鋼管混凝土框架節(jié)點抗震性能的試驗研究——通過對一榀兩跨三層的方鋼管混凝土組合框架在低周反復(fù)荷載作用下的模型試驗，研究了方鋼管混凝土框架節(jié)點的抗震性能，對方鋼管混凝土組合框架節(jié)點的合理設(shè)計施工提出建議。

為研究方鋼管再生混凝土柱—再生混凝土梁節(jié)點的抗震性能,對4個不同構(gòu)造措施的方鋼管再生混凝土柱—再生混凝土梁節(jié)點進行了低周反復(fù)加載試驗,對試件破壞過程及模式進行了細致的觀測,并對滯回曲線、骨架曲線、承載能力、耗能能力、延性性能及剛度退化等多項抗震性能指標進行詳細分析,以此揭示不同的節(jié)點構(gòu)造措施對方鋼管再生混凝土柱—再生混凝土梁節(jié)點抗震性能的影響。研究結(jié)果表明:各試件的滯回曲線均較飽滿,試件的受力過程均可分為彈性階段、彈塑性階段和破環(huán)階段；增設(shè)節(jié)點板或加強環(huán)等措施能夠提高試件的承載能力與初始剛度；各試件的平均位移延性系數(shù)在2.42~3.24具有較好的延性性能；各試件在破壞狀態(tài)時的等效粘滯阻尼系數(shù)均在0.50以上,表明該型節(jié)點具有良好的耗能能力；隨著加載目標位移值的不斷增加,剛度退化規(guī)律呈現(xiàn)出先快后慢的特點。

為了進一步研究方鋼管-鋼骨高強混凝土軸心受壓短柱的特性,綜合考慮鋼骨存在對混凝土的影響,修正了方鋼管混凝土核心約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變模型;采用纖維模型法編制了非線性分析程序,計算了荷載-縱向應(yīng)變關(guān)系曲線,并與有關(guān)文獻的試驗曲線進行了對比,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合得很好.最后,通過對大量計算結(jié)果的回歸分析,得出了實用的軸壓短柱承載力計算公式.

鋼管高強膨脹混凝土軸壓短柱試驗研究——由于鋼管高強膨脹混凝土與普通鋼筋混凝土相比，混凝土的材料性質(zhì)有改變，必然會引起試件的力學(xué)性能的改變，在研究鋼管高強膨脹混凝土的力學(xué)性能時，不可能完全沿用現(xiàn)有的普通鋼管混凝土的研究成果，因此，有必要對鋼管高...

為研究外方內(nèi)圓復(fù)合鋼管高強混凝土短柱軸心受壓性能,完成了三組共23個試件的軸壓試驗和典型試件的非線性有限元分析。試驗結(jié)果表明:各試件的破壞形態(tài)基本相同,為方鋼管向外鼓曲,方鋼管與圓鋼管之間的混凝土酥松、局部壓碎;試驗結(jié)束時,試件縱向應(yīng)變達到0.09～0.11,尚能承擔(dān)約70%的峰值豎向力;按文獻[8]有關(guān)公式計算得到的試件壓縮剛度平均值為實測值的83.6%;采用圓鋼管對其管內(nèi)混凝土提供約束,方鋼管對混凝土不提供約束、但提供軸壓承載力的計算假定,試件軸心受壓承載力計算值與試驗值吻合良好;非線性有限元計算得到的豎向力-縱向應(yīng)變曲線及破壞過程與試驗結(jié)果符合較好。

高強鋼筋高強混凝土剪力墻抗震性能試驗

高強鋼筋高強混凝土雙肢剪力墻抗震性能試驗

進行了3榀方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的低周反復(fù)加載試驗,分析了軸壓比和梁柱線剛度比對框架抗震性能的影響。得到了框架的荷載-位移滯回曲線、骨架曲線及各階段的荷載和位移值,分析了框架的破壞特征、延性、耗能能力、承載能力及剛度退化。試驗結(jié)果表明:框架滯回曲線飽滿,具有良好的變形性能和耗能能力;增大軸壓比將降低框架的延性和水平極限承載力,提高框架的耗能能力;增大梁柱線剛度比將降低框架的延性和耗能能力,提高框架的水平極限承載力。試驗結(jié)果可為方鋼管混凝土柱-鋼梁框架的工程應(yīng)用提供參考。