预应力SMA丝约束混凝土柱轴压性能试验研究

为研究具有预应变的SMA约束混凝土柱的轴压性能,文章通过8个SMA约束混凝土柱试件的轴压对比试验,分析不同加固量、预应变水平及增强形式对混凝土柱轴向承载能力和变形能力的影响。结果表明：预应变超弹性SMA丝的约束作用使混凝土柱由脆性破坏向延性破坏转变;混凝土柱的极限承载能力随着SMA丝加固量和预应变的增加而提高;峰值变形受SMA丝加固量的影响较大,而受预应变的影响较为有限;SMA/FRP复合约束能够显著提高混凝土柱的承载能力,但峰值变形影响不大。新型超弹性SMA约束混凝土柱研究结果可供今后类似工程结构修复加固和抗震设计提供参考。     

核心型钢混凝土柱轴压性能试验研究

为研究核心型钢混凝土(CSRC)柱轴压性能及轴力分配规律,进行了5根CSRC柱和2根钢筋混凝土(RC)柱的足尺轴压静力试验。试验结果表明：CSRC柱的承载力和变形能力随配钢率的增加而明显增加;设置配钢率为2.5%和3.2%的核心型钢,试件轴向承载力可分别提高12.7%和23.4%,试件变形能力分别提高36.0%和33.1%。试件各组成部分所承担的轴力占总轴力的比例随轴向变形的发展呈非线性变化。在弹性阶段,试件各部分承担轴力基本按材料弹模与相应截面积的乘积线性分配;在塑性阶段,混凝土承担轴力占总轴力比例逐渐降低,核心型钢承担轴力占总轴力比例逐渐增大,最大可达40.1%。CSRC柱轴压承载力可采用考虑箍筋约束作用的简单叠加法进行计算。     

钢筋钢丝网砂浆加固混凝土柱轴压试验研究

目前常用的三种钢筋混凝土柱加固方法有加大截面法、外包钢法和纤维复合材料法,都有各自的不足,本文试图提出钢筋（大直径）钢丝网砂浆加固混凝土柱的新方法,并对该方法加固的混凝土柱进行了轴压试验研究.     

高强圆钢管混凝土短柱轴压承载力试验研究

为了研究高强钢管混凝土短柱的承载性能,进行了13个高强圆钢管混凝土短柱轴压试验,从破坏模式、荷载-位移关系、承载力、残余承载力和延性方面对内填普通强度混凝土和超高性能混凝土的短柱受力性能进行了对比分析,研究了钢管强度、混凝土强度以及径厚比对两种钢管混凝土短柱的轴压性能影响。试验结果表明：钢管混凝土短柱的破坏模式与等效径厚比相关,分为腰鼓型破坏和剪切型破坏两种;在相同钢管强度及径厚比条件下,内填普通强度混凝土的短柱较内填高性能混凝土的短柱具有更高的承载力提高系数和残余承载力比,以及更好的延性。同时,将试验承载力结果与我国GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》、欧洲规范BS EN 1994-1-1：2004和美国规范ANSI/AISC 360-16中相关公式计算结果进行对比,发现现行规范一定程度上高估了高强钢管超高性能混凝土短柱的承载力。结合已有试验统计数据与高强圆钢管混凝土短柱试验结果,对圆钢管高强及超高强混凝土短柱受压截面承载力计算公式进行修正,得到偏安全的短柱轴压承载力计算公式。     

圆钢管再生混凝土轴压短柱对比试验研究

对不同截面形式和不同混凝土类型的6根圆钢管混凝土试件进行试验研究,并对其轴力-纵向应变全过程进行模拟,其中截面形式有圆实心、圆套圆中空夹层、圆套方中空夹层3种,混凝土类型包括普通混凝土和再生混凝土(再生粗骨料取代率为50%)两类。结果表明:截面形式对圆钢管再生混凝土试件的弹性模量、轴压强度和后期延性有一定影响;在达到极限承载力之前,两种混凝土类型的圆钢管混凝土试件的轴压刚度及外钢管的横向应变发展规律基本相同;在达到极限承载力之后,圆钢管再生混凝土试件的延性和后期承载能力均不如相应的圆钢管普通混凝土试件;有限元计算得到的试件的极限承载力和前期刚度与试验结果吻合较好。     

钢管再生混凝土短柱轴压性能试验研究

通过对6根钢管再生混凝土短柱及3根普通钢管混凝土短柱进行轴压试验,研究不同长径比和再生骨料取代率对钢管再生混凝土短柱轴压力学性能的影响。研究结果表明:钢管再生混凝土短柱的变形破坏形式与普通钢管混凝土短柱相似;随再生骨料取代率及长径比的增加,钢管再生混凝土短柱的极限承载力下降。基于试验验证普通钢管混凝土短柱极限承载力计算方法对钢管再生混凝土短柱的适用性,计算值与试验值吻合较好。     

CFRP钢管混凝土轴压长柱试验研究

通过18根CFRP钢管混凝土轴压柱和用于对比的6根钢管混凝土轴压柱的承载力试验研究,初步探讨CFRP钢管混凝土轴压柱的受力性能以及CFRP对钢管混凝土轴压柱承载力的提高效果。分析了CFRP约束效应系数和长细比对CFRP钢管混凝土轴压柱承载力的影响。研究结果表明:在本次试验的参数范围内,CFRP可以有效提高钢管混凝土轴压柱的承载力;CFRP对钢管混凝土轴压柱承载力的抬高率近似随着CFRP约束效应系数的增加而增加、随着长细比的增加而减小,当长细比达到某一定值时,提高率为零。并根据试验所得到的长细比影响折减系数引入钢管混凝土的长细比影响折减系数,确定了CFRP钢管混凝土轴压柱承载力的计算方法,与试验结果比较吻合良好。     

钢管高强混凝土轴压柱耐炎极限的试验研究

通过对5个圆形截面钢管高强度混凝土（以下简称钢管高强混凝土）柱的耐火试验,研究钢管高强混凝土柱在标准温升曲线下的力学性能和耐火极限。试验研究结果表明,钢管高强混凝土柱具有较好的耐火性能,在柱子外围只需进行适应的防火涂料保护,即可达到《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）对柱结构所要求的耐火极限。     

钢管高强再生混凝土柱轴压性能试验研究

为研究钢管高强再生混凝土柱与钢管高强普通混凝土柱轴心受压性能的差异,进行了圆形和方形两种截面形状、高强普通和再生两种混凝土、方钢管内配置与不配置钢筋两种构造的5个钢管混凝土足尺试件轴压性能对比试验。通过试验,分析了混凝土种类、截面形状和配置钢筋对试件承载力、耗能及延性的影响。试验结果表明：钢管再生混凝土柱的损伤发展过程和破坏形态与钢管普通混凝土柱相似;在截面积、含钢率、材料强度相同的条件下,圆形截面试件较方形截面试件具有更高的承载能力和较好的变形能力;混凝土种类对方形截面试件轴心受力性能影响不大;方钢管内配置钢筋可加强对核心混凝土的约束作用,提高试件的承载力和变形性能。根据国内外相关规程对试件的轴压承载力进行了计算,引入尺寸效应影响系数,提出了方钢管混凝土柱承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

不同腔体构造矩形截面钢管混凝土柱轴压性能试验研究

为研究多腔体钢管混凝土巨型柱腔体构造措施对其轴压性能的影响,以北京中国尊大厦巨型柱截面长轴两端受力较大的矩形截面腔体为原型,进行了6个不同腔体构造措施1/4缩尺的矩形钢管混凝土柱轴压性能试验。采用竖向重复加载,研究了各试件的破坏过程、荷载 位移曲线、承载力、耗能、刚度退化和应变,分析了腔体内加设竖向加劲肋、水平拉结筋、栓钉、横隔板、钢筋骨架等构造措施对试件轴压性能的影响。提出了不同腔体构造措施矩形截面钢管混凝土柱的承载力计算方法,其计算结果与试验结果符合较好。对试件轴压性能进行了有限元模拟,有限元模拟损伤形态和分析结果与试验结果符合较好,并分析了不同腔体构造参数对其轴压性能的影响。研究表明：腔体内设置竖向加劲肋,可分担轴力,延缓钢管屈曲,增强对混凝土的约束,提高构件刚度、承载力和延性;竖向加劲肋间设置拉结钢筋,极限荷载后,可增强钢管对混凝土的约束,延缓钢管混凝土柱轴压性能退化;腔体内设置栓钉,极限荷载后,可增强钢管与混凝土共同工作性能,延缓其后期性能退化;腔体内设置横隔板,其与钢管共同工作,可提高对混凝土的空间约束,显著提高柱的承载力,延缓其刚度退化,总耗能能力增强;腔体内设置钢筋骨架,可进一步加强对各钢筋笼内混凝土的约束,延缓柱的极限荷载后的性能退化,提高延性。     

三面受火钢筋混凝土轴心受压柱的受力性能试验研究

本文通过12根三面受火的钢筋混凝土轴心受压柱在不同温度（20～950℃）下的试验，分析了其强度和变形规律。结果表明，不均匀受火的钢筋混凝土轴心受压柱的破坏形态和特征与常温下的截然不同，都是小偏心受压破坏，而且其受力性能与预加荷载水平、温度值和荷载温度途径等密切相关。     

碳纤维布加固钢筋混凝土圆柱的轴心受压试验研究

通过对钢筋混凝土圆柱模型缠绕碳纤维布的轴心受压试验研究 ,详细介绍了用碳纤维布加固后的圆柱破坏特征 ,其受力性能及破坏机理 ,碳纤维布约束混凝土与钢筋及钢管约束混凝土的差异。并提出了用碳纤维加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力计算方法。     

NiTi形状记忆合金电阻特性研究

建立了NiTi形状记忆合金的电阻特性模型,分析了不同温度条件下, NiTi形状记忆合金不同相的电阻相对变化与应变之间的关系.对NiTi形状记忆合金丝的电阻特性进行了试验研究,验证了该模型的有效性.当利用NiTi形状记忆合金制作传感元件时,应根据使用条件来确定NiTi形状记忆合金的相变温度.     

预应力和部分预应力混凝土柱轴压比限值

对预应力和部分预应力混凝土柱轴压比限值计算公式进行了理论推导,并计算出具体数值,与普通钢筋混凝土柱进行了对比分析,同时还指出了有关影响因素.可供设计地震区预应力和部分预应力混凝土柱时参考.     

焊接箍筋混凝土柱的轴压性能对比分析

传统复合箍筋存在复合箍筋重复段和弯钩锚固段,需要耗费大量的钢材,且在弯钩处容易发生脱钩,基于此提出一种焊接封闭箍筋。通过试验和数值模拟的方法对焊接封闭箍筋与传统复合箍筋混凝土柱的轴压性能进行对比分析。研究表明在轴压作用下,传统复合箍筋混凝土柱在承载力方面优于焊接封闭箍筋混凝土柱,但两种箍筋式的混凝土柱正截面的轴压承载力均明显高于《混凝土结构设计规范》的计算值;焊接封闭箍筋混凝土柱截面混凝土压应力分布均匀,梯度明显,不会出现传统复合箍筋混凝土柱在弯钩段处应力较大的现象;且焊接封闭箍筋网片的应力分布相对均匀。     

CFRP条带加固损伤混凝土柱受压性能试验研究

通过对12根采用两种加固率(CFRP加固率30%和50%)加固不同损伤程度的混凝土圆柱进行轴心受压试验,研究持载状态下CFRP布条带约束损伤混凝土柱受压性能,分析损伤程度、初始应力和加固量对混凝土柱的受力性能影响及试件破坏特征。试验及分析结果表明:相同损伤程度的试件,其抗压承载力和延性随CFRP布加固量的增加而增大;CFRP布加固量相同的试件,其极限承载力随着混凝土柱损伤程度的增大而降低,且当损伤程度高于0.6时(混凝土柱出现竖向微裂缝),极限承载力下降较快;CFRP加固率不低于50%时,才能有效地约束混凝土柱,提高其极限承载能力和延性。     

重复荷载下钢筋混凝土柱轴压性能的尺寸效应试验研究

为了解重复荷载下钢筋混凝土柱轴心受压性能的尺寸效应,按照相似关系设计了3组正方形截面钢筋混凝土柱试件,其几何尺寸分别为：400 mm×400 mm×1 200 mm、600 mm×600 mm×1 800 mm、800 mm×800 mm×2 400 mm,并对其进行了轴压破坏试验。试验中对比分析了各试件的破坏特征、裂缝发展过程、承载力、峰值应力、峰值应变以及刚度等。结果表明,在试验的尺寸范围内,试件的轴压性能存在明显的尺寸效应。     

轴心受压状态下十字形钢骨混凝土异形柱的试验研究

为提高混凝土异形柱的承载力,本文提出一种新型实腹式钢骨混凝土异形柱。为了解这种新型钢骨混凝土异形柱的受力性能及破坏机理,本文通过对3根十字形钢骨混凝土异形柱和1根钢筋混凝土异形柱的轴心受压的试验研究,分析了钢骨混凝土异形柱和普通混凝土异形柱在轴心压力作用下的破坏形态以及试验过程中各种材料的受力状态。试验结果表明在轴心荷载的作用下,从弹性阶段到开裂荷载直至极限荷载,型钢与混凝土能保持协同工作,这种新型构件中各种材料的力学性能均能得到充分发挥,钢骨的存在改善了构件的延性。本文提出的新型实腹式钢骨混凝土异形柱受力性能良好,可以应用于工程。     

形状记忆合金阻尼器应用于某框架结构中的抗震仿真分析

对超弹性形状记忆合金(SMA)简化的本构模型做了介绍,设计了一种单拉式SMA阻尼器,将其应用于框架结构中,并利用ANSYS软件对框架模型结构进行地震作用下的有限元仿真分析。结果表明,将SMA阻尼器用于框架结构中具有很好的减震效果。此阻尼器对其他建筑物的减震亦有重要的参考意义。     

形状记忆合金增强弹性混凝土梁的变形特征

利用形状记忆合金的超弹性和受限回复产生较大驱动力的特性,研制了一种智能混凝土梁。通过试验研究了形状记忆合金智能混凝土梁的变形规律及其影响因素,揭示了形状记忆合金超弹性梁的自修复机理。试验结果表明:形状记忆合金显著地提高了混凝土梁的变形能力;一旦外力消失,梁在形状记忆合金超弹性效应的驱动下,挠度迅速恢复,裂缝闭合;增加合金的总截面面积可提高合金对混凝土梁的驱动效果,但钢筋塑性变形的存在,则对形状记忆合金梁的变形回复起着阻碍作用。