小跨高比对角斜筋连梁受力性能试验及模拟

6个跨高比分别为1.0、1.5、2.0和2.5对角斜筋连梁试件的低周反复加载试验结果表明对角斜筋连梁具有较好的抗震性能。在完成跨高比不大于L/h≤1.5和1.5<L/h≤2.5之间对角斜筋连梁受力机理分析的基础上,提出了用于模拟跨高比不大于1.5对角斜筋连梁受力性能的超静定拉杆压杆模型,建立了的各拉杆、压杆的几何方程、变形协调方程、物理方程和平衡方程等16个计算式。经与试验结果比较证明,该拉杆压杆模型程序能较好地模拟跨高比不大于1.5对角斜筋连梁的受力性能。     

新型配筋小跨高比洞口连梁的性能及设计方法

洞口连梁是钢筋混凝土抗震联肢剪力墙中保证延性及耗能性能的关键部件,但小跨高比洞口连梁因其特殊剪切受力机理,使它在不采取特殊配筋构造措施的前提下难以满足所需的延性要求。本文作者所在研究组通过对小跨高比洞口连梁的剪 弯受力机理的分析研究,提出了一种采用附加对角斜筋和菱形筋的新型配筋方案。经过共计20个接近足尺连梁试件低周反复加载试验证实,这种配筋方案的洞口连梁具有良好的延性及耗能性,且施工难度不大。本文在总结已完成试验结果的基础上,为此类新型配筋小跨高比连梁提出了一整套设计方法,供工程设计及修订国家标准参考。     

抗震剪力墙小跨高比连梁受剪承载力的软化拉压杆模型解

小跨高比连梁的受剪承载力计算公式源于试验结果,但试验数据较少,缺乏合理的理论计算模型。本文利用软化拉压杆模型理论计算小跨高比连梁的受剪承载力,结果表明软化拉压杆理论能够较准确地预测小跨高比连梁的受剪承载力。     

考虑非线性剪切及界面滑移拉伸效应的连梁纤维模型研究

为得到适用于工程应用的连梁模拟方法，通过对现有连梁数值模拟方式以及钢筋混凝土构件考虑剪切非线性的方式进行梳理，指出目前可行的方式是采用分布塑性铰单元在截面层次上指定非线性恢复力模型进行模拟。基于OpenSees分析平台给出了小跨高比钢筋混凝土连梁模型化方法。该连梁模型由带非线性剪切本构的纤维单元和两端零长度非线性剪切-滑移拉伸弹簧组成。结合文献给出了非线性剪切本构开裂点、峰值点和卸载段刚度，以及非线性剪切-滑移弹簧刚度的计算公式。并对4个不同材料强度、不同尺寸和配筋的连梁试件进行数值模拟。结果显示，在初始剪切刚度、受剪承载力、刚度退化、滞回耗能和捏缩效应等方面与试验曲线均吻合较好，表明建议的连梁模型化方法对小跨高比钢筋混凝土连梁滞回特性具有较好的预测精度。连梁的滞回性能受到剪切及界面滑移拉伸变形作用的显著影响，非线性剪切变形及界面滑移拉伸变形在小跨高比钢筋混凝土连梁模拟中不可忽略。     

钢筋混凝土联肢墙小跨高比复合斜筋连梁抗震性能试验研究

钢筋混凝土联肢剪力墙或联肢筒壁中的连梁是抗震关键部件。小跨高比连梁因剪弯比高,不采取特殊措施难以满足高剪力条件下的高延性要求。现行设计规范使用的交叉暗撑连梁虽抗震抗剪能力及延性好,但钢筋绑扎困难;现行规范降低抗剪能力上限、强化配箍要求的普通配箍连梁则抗剪能力过低、延性依然不足。为此,有必要寻求一种不需内力或刚度折减的高抗剪能力、高延性、便于施工的小跨高比连梁设计方案。为适应小跨高比连梁的受力特征,提出一种由交叉斜筋和上、下L形斜筋复合配筋的新设计方案,并完成19个具有不同跨高比、不同剪压比和不同斜筋———L形筋用量比的足尺连梁低周交变加载试验。试验结果表明,采用新方案配筋的连梁具有良好的抗震性能;剪跨比为0.8~2.5的该类连梁在剪压比高达0.3及以上时仍具有不低于4.0~5.0的位移延性,且施工难度明显降低。这种新的连梁配筋方案可推荐用于高抗震等级的建筑结构。     

新配筋方案小跨高比连梁受力性能探讨

GB50010—2010《混凝土结构设计规范》针对小跨高比连梁抗震设计提供了一种新的配筋方案。根据采用新配筋方案小跨高比连梁的试验现象,探讨了小跨高比连梁的变形特征和传力途径,从理论上揭示了试验现象。     

配置HRB500钢筋小跨高比带板开缝连梁的抗震性能试验研究

为了防止联肢剪力墙中小跨高比连梁发生低延性剪切破坏,在单连梁中部设置一条通缝,形成开缝连梁改善其抗震性能。试验完成了3个小跨高比带板开缝连梁的低周反复加载,通过与其他配筋形式连梁对比,分析了开缝连梁的破坏形态、滞回特征、承载力退化、刚度退化、延性、耗能等一系列抗震性能。利用软件ABAQUS对试件滞回曲线的骨架曲线进行模拟,并将模拟结果和试验结果相对比。结果表明,小跨高比开缝连梁具有良好的承载能力及变形能力,施工较为方便且经济,能有效防止小跨高比连梁延性较差的剪切破坏,具有较好的抗震性能,可在实际工程中推广。     

配置不同形式500 MPa钢筋的小跨高比连梁的对比试验研究

已有的研究结果表明,配有对角斜筋、综合斜筋的小跨高比剪力墙连梁具有较好的抗震性能。然而使用更高强度钢筋后采用上述配筋方案能否达到预期的效果,缺乏相关的试验研究。为此完成了4根配置500 MPa钢筋的小跨高比连梁在低周反复荷载作用下的试验,研究配置500 MPa钢筋连梁主要受力性能,以及配置500 MPa级钢筋连梁与原有配置HRB335级钢筋连梁在抗震性能方面的差异。8个小跨高比连梁试件试验结果的对比说明,配置500 MPa级钢筋的综合斜筋、对角斜筋小跨高比连梁的钢筋采用等强代换的原则,并与HRB335级钢筋连梁在配箍特征值、剪压比基本相同,构造措施一样的情况下,最终破坏时能达到的最大承载能力差别不大,并表现出良好的抗震性能。     

新配筋方案小跨高比连梁有效性的有限元验证

试验表明,新配筋方案小跨高比连梁具有较高的延性和耗能能力,且施工便捷,但试验数据不多.利用有限元软件ANSYS对新配筋方案小跨高比连梁的有效性进行了补充验证.数值分析结果与试验结果基本一致,新配筋方案小跨高比连梁的应力场分布更均匀,抗剪能力比普通配筋连梁更强.     

纤维增强混凝土对角斜筋小跨高比连梁恢复力模型

为了研究纤维增强混凝土(FRC)对角斜筋小跨高比连梁恢复力特性,设计制作了6个跨高比为1.0,1.25,1.5的FRC对角斜筋小跨高比连梁试件,对连梁试件进行低周反复加载试验,记录并观察试件受力全过程和试件破坏形态。基于对试验结果的分析,把试件从受力至破坏的过程分为开裂、通裂、失效3个阶段,基于对试验数据的回归,提出了三折线恢复力模型,并与试验结果进行对比分析。根据对比结果可知,建议的三折线恢复力模型计算曲线与试验骨架曲线吻合较好,较准确的反映了试件的受力破坏过程,较好的反映了跨高比不大于1.5的小跨高比FRC对角斜筋小跨高比连梁在低周反复施加荷载作用下的荷载与位移关系。     

钢筋混凝土简支深梁静力性能试验研究及拉压杆模型分析

通过8根混凝土简支深梁的静力试验,研究了水平及竖向配筋率、剪跨比对拉压杆模型的影响。研究结果表明：试件经历了弹性、弹塑性和破坏三个工作阶段,在支座与加载点之间出现一条或多条斜向裂缝,试件的破坏模式主要为剪切和弯剪破坏,配筋率较小的试件发生弯曲破坏,其破坏具有延性特征;随着荷载增加,支座附近出现斜裂缝并形成混凝土压杆,当压杆的配筋率增大（不超过1.5%）和剪跨比的变小,压杆强度明显提高,且试件趋于剪切破坏;配筋率（水平、竖向配筋率）不大于1.5%,压杆的最大主应力角与剪跨比的反正切角方向接近,本文建议拉压杆模型最大主应力角取54°;推导混凝土深梁的拉压杆模型受剪承载力计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

曲线筋PC梁受剪性能试验研究——基于纵筋配筋率(A_s组)

对3根曲线筋PC梁和1根RC对比梁的受剪性能进行试验研究,剪跨比均为1.8,主要以纵筋配筋率为研究变量。研究表明:正常配筋率的小剪跨比梁更倾向于发生弯剪破坏;纵筋配筋率越低,梁刚度丧失越快;对于曲线筋PC梁,存在某一临界配筋率ρcrit,小于此值时,梁拱效应减弱,不宜考虑曲线筋的竖向预剪作用,而大于此值时,可充分考虑竖向抗剪作用。此外,采用基于截面的抗剪设计方法和拉压杆模型(MSTM)对试验梁受剪承载力进行了预测,与试验结果对比表明:基于截面的抗剪设计公式不适用,而MSTM预测结果最为精确,且其较好地反映了纵筋的影响。     

混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算方法

采用正交试验法设计钢聚丙烯混杂纤维高性能混凝土(简称HPC)深梁试件,通过静力试验研究混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算方法。正交试验中考虑的因素主要有钢纤维特征参数(类型、体积率、长径比)、聚丙烯纤维体积率、水平及竖向分布钢筋配筋率等。结果表明:混杂纤维能改变无腹筋HPC深梁的受剪破坏形态;混杂纤维的掺入使得HPC深梁的剪切初裂强度和抗剪极限强度明显提高,其平均提高幅度分别为45.2%和25.6%。将塑性理论应用于混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算得到了很好的结果,分析表明水平及竖向分布钢筋配筋率的大小对混杂纤维HPC深梁抗剪强度的影响不显著,但水平分布钢筋的作用大于竖向分布钢筋。分析了混杂纤维的增强机理,提出了基于"拉杆拱"模型和劈裂破坏计算模式的混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算式。     

新配筋方案小跨高比连梁的试验研究

洞口连梁是抗震剪力墙结构多道抗震防线的第一道,其抗震性能优劣决定整个结构的抗震性能。但高延性、高耗能、小跨高比连梁的设计仍是国内外抗震钢筋混凝土结构中至今未能有效解决的问题之一。提出了一种沿梁截面高度将箍筋分三层布置的新配筋方案,做了3个试件的试探性试验,研究了名义剪压比、剪箍比、配箍特征值等因素对新配筋小跨高比连梁的延性、耗能性能、破坏形态的影响。试验证明新配筋方案连梁的抗震性能优良、施工方便,是解决这一问题的一个有效途径。     

集中荷载作用下简支深梁的压拉杆模型研究

介绍了在集中荷载作用下，反映深梁基本传力路径的四种压拉杆模型，提出了物理意义明确、传力路径清晰的组合压拉杆模型，并计算了集中荷载作用下无腹筋深梁混凝土压杆强度，提出了混凝土压杆修正系数Cc，反映了混凝土对深梁抗剪的贡献。     

钢筋混凝土简支深梁压杆-拉杆模型试验对比分析

深受弯构件的拉压杆模型已经得到了广泛的认可。为研究混凝土深梁设计中采用的压杆-拉杆模型,进行了简支深梁集中荷载下的模型静载试验。试验设计依据为《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中深梁的相关规定及美国《混凝土结构建筑规范》(ACI318M-05)中压杆-拉杆模型设计的相关规定,试验参数为剪跨比、配筋方式等。试验结果表明,深梁混凝土抗压强度软化系数β与剪跨比和分布钢筋配筋率有关;水平分布筋对于承载力的贡献大于竖向分布钢筋。根据试验结果比较,中国规范对于小剪跨比(λ≤1)深梁的设计有较大的安全储备,美国规范深梁设计中所采用的压杆-拉杆模型较为经济合理。     

小跨高比连梁新配筋方案的受力性能研究

连接墙肢与墙肢的连梁是剪力墙结构中的重要耗能构件。用ANSYS9.0对沿梁截面高度配3层箍筋的小跨高比连梁的受力性能进行了非线性有限元分析,分析了连梁在反复水平荷载作用下的强度、刚度、裂缝开展情况、钢筋和混凝土的应力及应变分布规律。研究表明:小跨高比连梁配3层箍筋时,有效地约束了混凝土裂缝开展,各受力钢筋的承载力得到了充分发挥,连梁具有较好的延性和耗能能力。     

无腹筋深梁的拉-压杆模型配筋计算

本文介绍了一种用拉-压杆模型计算钢筋混凝土无腹筋深梁配筋的方法。拉-压杆模型能真实反应深梁受力机理,本文将利用拉-压杆模型方法对无腹筋深梁进行配筋计算,并介绍了拉压杆模型的建立、杆件的应力限值等。     

普通配筋小跨高比连梁的受剪承载力分析

利用钢筋混凝土软化桁架模型分析了小跨高比连梁的受剪承载力性能。对比试验结果可知,软化桁架模型可以用于小跨高比连梁的整个加载历程分析,分析结果与试验现象一致。此外,依据箍筋和混凝土相对贡献的大小,可以清楚地识别小跨高比连梁的三种剪切破坏模式(少筋、适筋、超筋破坏)。对于每一种破坏模式,给出了受剪承载力计算公式。计算结果与试验结果符合良好。给出了小跨高比连梁设计方法。