钢筋混凝土异形柱-板连接冲切特性试验研究

针对柱截面形式为异形柱的板柱冲切试验很少以及我国规范未对此明确规定的情况,本文进行了9个柱截面为3种典型异形柱(十字形、T形和L形)-板连接和2个方柱-板连接在未配置抗冲切钢筋时的冲切特性对比试验。阐述了异形柱-板连接的冲切受力性能和破坏特征,并将其受冲切特性与相应的等面积方柱和等有效周长方柱板柱连接试件进行了对比,讨论了异形柱和方柱板柱连接冲切特征的差异。试验结果表明,与相应的方柱-板连接试件相比,异形柱-板连接试件具有较高的抗冲切承载力及延性。根据试验结果提出了符合我国设计实践的异形柱板柱冲切承载力计算方法。并用国外几个主要规范以及我国规范所推荐的冲切承载力计算公式对上述试验板的受冲切承载力进行了验算,相对而言,抗弯钢筋配筋率较高时,我国规范及ACI规范的预测值与试验值相比偏于保守。本文试验结果可供规范修订时参考。     

钢筋混凝土板配置抗冲切锚栓的设计建议

锚栓在提高板柱连接的强度和延性方面具有优良的性能。为了考察锚栓的抗冲切性能,进行了三个配置锚栓和传统箍筋的板冲切对比试验。试验表明锚栓比箍筋更能有效地提高板的抗冲切能力和改善板柱连接的延性。根据国内外试验资料,探讨并提出了抗冲切锚栓的设计构造措施,同时结合我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)提出了配置锚栓的板抗冲切设计方法。所提出的公式的计算值与试验结果符合较好,并具有一定的安全度,可供采用锚栓进行抗冲切设计时参考。     

板—柱结构抗冲切锚栓设计计算方法比较分析及应用

在板柱结构中,板柱连接处的冲切问题是结构设计中的一个薄弱环节。基于近年来国内外对板-柱结构中抗冲切锚栓的研究成果,提出了抗冲切锚栓配筋形式优于传统箍筋及弯起钢筋配筋形式的意见;并对5种国内外配置抗冲切锚栓的混凝土板受冲切承载力计算方法进行比较分析;最后结合某工程实例,探讨了板-柱结构抗冲切锚栓设计中应注意的一些问题。同时对现行《混凝土结构设计规范》中受冲切承载力计算的章节,提出了补充有关抗冲切锚栓计算公式的建议。     

混凝土T形边柱的板柱连接抗震性能试验研究

通过2个大比例T形边柱的板柱连接试件(其中1个试件配置抗冲切锚栓)在竖向荷载和低周反复水平荷载作用下的试验,探讨了T形边柱的板柱连接在模拟地震作用下的裂缝形态、破坏特征、混凝土以及钢筋的应变、滞回特性、位移延性等一系列受力特性。试验研究表明,T形边柱的板柱连接与传统方形边柱的板柱连接除破坏形态有所差异外,其受力性能基本类似,2个试件的极限侧移比都远超过了1.5%的侧移比限值要求,因此在板柱结构中引入T形边柱是可行的;配置抗冲切锚栓可以显著地提高T形边柱的板柱连接的承载能力和延性。此外,根据试验给出了T形边柱的冲切临界面形式,并提出了其类似极惯性矩的计算公式,从而使T形边柱的板柱连接可以应用现行规范的方法进行承载力分析计算,采用该方法的理论分析结果与试验结果符合较好。     

混凝土十字形中柱的板柱连接抗震性能试验研究

通过两个大比例十字形中柱的板柱连接试件(其中一个试件配置抗冲切锚栓),在竖向荷载和低周反复水平荷载作用下的试验,探讨了十字形中柱的板柱连接在模拟地震作用下的裂缝形态、破坏特征、混凝土以及钢筋的应变、滞回特性、位移延性等一系列受力特性。试验研究表明,十字形中柱的板柱连接与传统方形中柱的板柱连接受力性能类似,两个试件的极限侧移比都远超过了1.5%的侧移比限值要求,因此在板柱结构中引入十字形柱是可行的;配置抗冲切锚栓可以显著地提高板柱连接的承载能力和延性。此外,根据试验给出了十字形中柱的冲切临界面形式,并提出了其类似极惯性矩的计算公式,从而使十字形中柱的板柱连接可以应用现行规范的方法进行承载力分析计算,采用该方法的分析结果与试验结果符合较好。     

钢筋混凝土板柱边节点抗震性能试验研究

对3个配置抗冲切箍筋的钢筋混凝土板柱边节点进行低周反复荷载作用下的抗震试验研究,分析了板柱边节点的破坏过程和破坏形态,并对配置抗冲切箍筋的板柱边节点的抗震性能进行了评价。试验结果表明:配置抗冲切箍筋的板柱边节点可以达到中等延性水平,变形能力满足规范要求。配置抗冲切箍筋较配置拉筋的板柱节点抗震性能好,且加密抗冲切箍筋能较好地抑制板筋平面外屈曲。     

现浇钢筋混凝土空心楼盖板柱节点抗冲切性能试验研究

为研究现浇钢筋混凝土空心楼盖抗冲切性能,明确板柱节点实心区及暗梁配置箍筋对冲切承载力和节点破坏模式的影响,在竖向荷载作用下完成了1个仅有板柱节点实心区和2个仅配置暗梁箍筋的现浇混凝土空心楼盖内板柱节点的静力试验。结果表明:空心楼盖板柱节点与传统无梁楼盖板柱节点具有相似的冲切破坏形态;设置节点实心区或在暗梁中配置箍筋均可改善抗冲切性能;配置暗梁箍筋比设置节点实心区在提高抗冲切能力方面效果更好;通过控制暗梁配置箍筋数量可以有效地改变板柱节点的破坏类型,使其由脆性冲切破坏转变为延性弯曲破坏。根据试验结果提出了空心楼盖板柱节点的抗冲切设计建议。     

板柱边节点抗震性能研究

钢筋混凝土板柱结构在水平作用和竖向荷载的共同作用下,节点除了要传递竖向剪力外,还要传递不平衡弯矩,特别是对于板柱边节点,即使不存在水平作用,由于不对称,在自身重力作用下也会产生不平衡弯矩。目前对板柱节点的研究多数集中在内柱节点连接区,边柱节点连接区的研究则很少。本文在板柱边节点中应用一种抗冲切钢筋的新形式,抗冲切锚栓,来研究配置抗冲切钢筋的板柱边节点的抗震性能,共进行了3个在自重和不平衡弯矩共同作用下的板柱边节点试件的试验研究以及有限元分析,得到以下主要结论：配置抗冲切锚栓可以显著提高板柱边节点的承载能力、变形能力以及抗震性能;完成的2个配置抗冲切锚栓的板柱边节点的变形能力满足中国现行规范要求,耗能性能与一般梁柱节点接近,试件达到了中等延性水平。     

抗冲切钢筋对板柱中节点抗震性能的影响

为研究抗冲切钢筋和暗梁对板柱节点抗震性能的影响,进行了5个低周往复荷载作用下的板柱节点试验,其中,1个试件无抗冲切钢筋,另外4个试件分别配置螺旋箍筋、四肢箍筋、八肢箍筋和栓钉。对各试件的裂缝发展特征、破坏形态、滞回性能、不平衡弯矩承载力和延性性能等进行了分析。试验结果表明:配置抗冲切钢筋试件的不平衡弯矩承载力和延性性能较无抗冲切钢筋试件分别提高13%～48%和68%～198%;合理设计暗梁能明显提高试件的整体抗震性能,配置四肢箍筋的试件能满足中国规范的抗震性能需求,且较采用八肢箍筋的试件更经济。总结和分析已有试验数据发现,中国规范对于配置抗冲切钢筋板柱节点的计算结果与试验结果整体较吻合,但离散度偏高。     

高温后抗冲切钢筋对钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能研究

为了研究火灾后钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能,本文采用有限元软件ABAQUS对火灾后钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验建立精细化有限元模型,并通过与试验结果相对比,校核了模型的准确性。在已验证的有限元模型的基础上,研究了配置不同抗冲切钢筋对火灾后板柱节点抗冲切性能的影响。结果表明,在同样的工况下,配置了单弯曲剪力钢筋和双弯曲剪力钢筋的节点,极限承载力分别提高15.3%和17.6%,破坏位移分别提高39.2%和21.5%。而配置锚钉和锚栓的节点,极限承载力分别提高40.8%和45.6%,破坏位移分别提高143.1%和152.9%。同时配置了锚钉和锚栓试件的破坏模式由冲切破坏转变为弯冲破坏。     

配置受冲切锚栓的混凝土板柱连接的试验研究

本文报导8块钢筋混凝土板柱连接的试验结果。一块没有受冲切钢筋,其余7块配置受冲切锚栓。文中阐述了板的破坏形态和特征,讨论了受冲切锚栓对板的承载能力的影响,并提出这类构件受冲切承载力的计算方法。按此方法计算所得值与国内外试验结果的符合程度较好。本试验结果可供今后修订设计规范作参考。     

Effect of openings and shear bolt pattern in seismic retrofit of reinforced concrete slab-column connections

This study addresses seismic retrofit of reinforced concrete flat slab-column connections against punching shear failure. The tested slabs are retrofitted using shear bolts. These bolts were developed for installation in existing slabs by drilling holes around columns or concentrated load application points and then tightening against the slab surfaces. Slabs with and without openings are investigated. The effect of the pattern of shear reinforcing elements around the column area, namely orthogonal and radial is also investigated. This paper describes tests on six flat slab-column specimens; three with two openings at the column and three without openings. Among each of the three specimens in a group, one has no shear reinforcement; one is retrofitted in the orthogonal pattern; and one in the radial pattern. The test results, comparisons of the behavior of the specimens, and comparisons with the current code formulas are presented and discussed. The results indicate that shear bolts increase lateral drift capacity and ductility of the slab-column connections.     

钢筋混凝土板柱节点受冲切承载力计算方法分析

钢筋混凝土板柱节点受冲切承载力是目前板柱结构存在的突出问题,对确保此类结构的安全性至关重要。在国内外大量研究的基础上,回顾了国内外学者提出的板柱节点受冲切承载力模型理论的发展过程,重点阐述了桁架模型、临界剪切裂缝理论、塑性理论、切向应变理论和临界截面应变理论等。针对板柱节点受冲切承载力的几种典型计算方法,深入分析了混凝土强度、板有效高度、配筋率、纵筋屈服强度和柱边长等参数对板柱节点受冲切承载力的影响,并利用试验数据分析了各种计算方法的适用性及局限性,提出对板柱节点受冲切承载力计算方法的认识并阐述其发展方向。     

配置抗冲切钢筋的混凝土板柱连接的破坏形态与承载力分析

本文探讨配置抗冲切钢筋的混凝土板在中心柱荷载作用下可能出现的各种破坏形态及相应的承载力，并提出按最薄弱可能原则确定板的实际破坏形态与承载力的概念和方法，研究结果得到了试验验证，为板的抗冲切配筋设计提供了正确的理论基础。     

高重剪比下配置栓钉的板柱节点抗震性能试验研究

为研究高重剪比下配置栓钉的钢筋混凝土板柱节点的抗震性能,完成了3个重剪比分别为0.886、0.844和0.802的板柱节点试件在往复水平力作用下的拟静力试验。试件Joint 1和Joint 2的栓钉采用正交布置,Joint3的栓钉采用放射状布置。试验结果表明：3个试件的楼板均发生了冲切破坏,试件Joint1冲切破坏发生在栓钉群内,试件Joint2冲切破坏发生在栓钉群外,试件Joint3在栓钉群内、外均发生冲切破坏;破坏时3个试件的层间位移角分别为1/69、1/46和1/40;配置抗冲切栓钉的板柱节点在高重剪比下仍具有良好的水平变形能力,采用非预应力混凝土楼板栓钉群外冲切承载力计算公式的计算结果与试验结果符合良好。     

钢筋混凝土板柱节点的抗震性能研究

共进行了6个大比例尺板柱节点在竖向荷载和水平反复荷载作用下的试验,在对板柱节点试验结果分析研究的基础上,采用塑性极限方法,对钢筋混凝土板柱节点在冲切力和不平衡弯矩共同作用下的承载能力进行了研究,推导出板柱节点抗冲切和抗弯强度相关方程,并简化为实用计算公式。与本文作者和国内外有关试验数据的比较表明,本文提出的计算公式具有较高的精度。     

柱截面形状对板柱节点受冲切性能影响的试验研究

我国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的板柱节点受冲切承载力计算公式考虑了柱截面形状的影响,但相关的试验研究十分有限,机理尚不明 确。为研究柱截面形状及纵筋配筋率对板柱节点受冲切性能的影响,完成了10个轴心荷载作用下的板柱节点冲切破坏试验。试验变量为柱截面形状（包括圆 形、六边形、方形和矩形截面）以及纵筋配筋率。通过试验获取了荷载-挠度曲线、破坏形态、钢筋和混凝土的应变分布。采用专门设计制作的应变测杆, 得到了板柱节点内部裂缝发展过程。结合试验结果和已有试验数据进行分析,结果表明：柱截面形状对受冲切承载力的不利影响的根本原因是冲切截面计算 周长与板截面有效高度的比值增大导致的应力集中现象;现行《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）假定的冲切锥面倾角以及圆柱板柱节点的受冲切 承载力计算方法存在不合理之处;板内斜裂缝首先在靠近柱头的中上部区域形成,冲切破坏呈现剪切劈裂的特点。