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带构造钢筋桁架双面叠合混凝土剪力墙轴心受压性能试验研究

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工业建筑 2022年第8期52卷 111-118页

作者：任帆谷倩谭园彭波田水王翔武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 美好建筑装配科技有限公司武汉430070 湖北省工业建筑集团有限公司武汉430070

通过对3片双面叠合混凝土剪力墙试件进行轴心受压试验和有限元参数分析,研究双面叠合混凝土剪力墙在轴心荷载作用下的破坏形态、变形以及极限承载力,分析了钢筋桁架与分布筋网片采用不同的连接方式对双面叠合混凝土剪力墙试件轴心受压... 详细信息

通过对3片双面叠合混凝土剪力墙试件进行轴心受压试验和有限元参数分析,研究双面叠合混凝土剪力墙在轴心荷载作用下的破坏形态、变形以及极限承载力,分析了钢筋桁架与分布筋网片采用不同的连接方式对双面叠合混凝土剪力墙试件轴心受压性能的影响。试验结果表明:双面叠合混凝土剪力墙在轴心荷载作用下的破坏始于预制层和后浇层混凝土叠合面开裂,达到极限荷载时墙板两侧叠合面裂缝贯通,墙板局部区域混凝土压碎;本次试验中,钢筋桁架与分布筋网片采用绑扎连接方式的双面叠合混凝土剪力墙试件的极限承载力高于采用焊接连接方式的试件。双面叠合混凝土剪力墙试件的有限元计算结果与试验结果吻合良好;参数分析结果表明,增大预制-后浇混凝土叠合面摩擦系数和钢筋桁架腹筋直径可明显提高叠合墙板的极限承载力。

关键词：双面叠合混凝土剪力墙钢筋桁架轴心受压试验连接方式有限元分析

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套管加固圆钢管轴心受压性能试验研究

建筑结构学报 2020年第9期41卷 198-206页

作者：黄炳生崔海涛杨放黄泰杰张冉阳侯晓祥南京工业大学土木工程学院江苏南京211816 南京工大建设工程技术有限公司江苏南京210009

为研究圆钢管负荷下套管加固后的轴心受压性能,对5根钢管和7根套管加固钢管进行了单调加载静力试验。对钢管的破坏特征、荷载-位移曲线、刚度、延性和承载能力及截面应变发展规律进行了分析,研究了长细比、初应力比、径厚比对套管加固... 详细信息

为研究圆钢管负荷下套管加固后的轴心受压性能,对5根钢管和7根套管加固钢管进行了单调加载静力试验。对钢管的破坏特征、荷载-位移曲线、刚度、延性和承载能力及截面应变发展规律进行了分析,研究了长细比、初应力比、径厚比对套管加固钢管受压性能的影响。结果表明:套管加固轴心受压圆钢管能够有效提高钢管构件的刚度、屈服承载力和稳定承载力;套管加固钢管的最终破坏形式未因加固而发生改变;长细比越大,负载钢管加固后刚度、承载能力提高越显著;负载钢管加固后承载能力随初应力比增大而降低,且当初应力比大于0.4时,下降增快;径厚比越大,负载钢管加固后承载能力越低。

关键词：钢管套管加固轴心受压试验初应力比受力性能承载力提高系数

外保温单面叠合剪力墙轴心受压试验与承载力研究

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外保温单面叠合剪力墙轴心受压试验与承载力研究

作者：周凌海北京建筑大学

学位级别：硕士

随着我国装配式结构体系的发展和建筑节能化的推进,叠合剪力墙结构得到广泛的使用,其中外保温单面叠合剪力墙因可实现结构与保温一体化,做到保温体系与结构同寿命周期,成为我国建筑节能墙体未来发展的重点。轴心受压作为结构构件基本的... 详细信息

随着我国装配式结构体系的发展和建筑节能化的推进,叠合剪力墙结构得到广泛的使用,其中外保温单面叠合剪力墙因可实现结构与保温一体化,做到保温体系与结构同寿命周期,成为我国建筑节能墙体未来发展的重点。轴心受压作为结构构件基本的受力状态,研究叠合剪力墙轴压力学性能的基本规律,是进一步研究该结构在压剪、压弯等复杂受力状态下工作性能的基础。现有的研究结果表明叠合结构的破坏往往始于叠合面粘结破坏,因此有必要进一步研究叠合面的复杂传力机制和破坏机理,考察叠合面在轴压力作用下能否满足承载能力要求。本文旨在研究外保温单面叠合剪力墙轴压力学性能,并通过试验研究、有限元模-拟和理论分析相结合的方法,对叠合剪力墙轴压性能影响因素和叠合面受力机理进行分析。本文的主要研究工作和成果如下:(1)通过两面不同高厚比的外保温单面叠合剪力墙轴心受压试验,得到了两试件的裂缝开展规律、破坏形态、荷载-位移曲线、承载能力以及轴压刚度等力学性能,结果表明界面桁架钢筋对预制内叶板能起到有效拉结作用,满足叠合面的承载能力和可靠性;粘锚连接的外保温板连接牢固,满足正常使用状态下的要求。对两试件正截面受力状态进行分析,考察试件在加载过程中,叠合墙板中部现浇混凝土、预制内叶板以及两侧暗柱轴力分担比率的变化规律。(2)在外保温单面叠合剪力墙轴压试验的基础上,利用ABAQUS有限元模拟软件建立上述试件的精细化模型并分析其轴压力学性能,将分析结果与试验结果进行对比,发现两者的混凝土塑性损伤、钢筋应力分布以及荷载-竖向位移曲线等结果基本一致,从而验证了有限元模型的准确性和有效性。利用该有限元模型,进一步分析新老混凝土叠合面传力机理以及外保温板滑移变形,结果表明两叠合面的界面连接设置均满足承载力要求。(3)基于试验研究和有限元模拟结果,进一步考察混凝土强度、高厚比、界面桁架钢筋数量和界面连接件数量各参数变量对外保温单面叠合剪力墙轴压性能的影响。结合现有的文献规范,引入界面组合系数,来表征界面桁架钢筋数量对叠合剪力墙整体受力性能的影响,最后提出了一种适用于该外保温单面叠合剪力墙的轴心受压承载力计算公式,为今后实际工程应用提供一定的参考。(4)结合外保温单面叠合剪力墙的受力特点,分别提出了新老混凝土叠合面和外保温板结合面的界面连接设计方法,确定界面连接件的数量、布置形式和布置间距,最后对该墙板工程应用的安全性进行验算,探讨计算方法的适用性,为设计提供依据。

关键词：单面叠合剪力墙轴心受压试验有限元分析承载力界面连接设计

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箍筋约束ECC轴心受压性能试验研究

建筑结构学报 2017年第7期38卷 164-173页

作者：李艳刘泽军王伟伟王焕芳河南理工大学土木工程学院河南焦作454003

为研究箍筋约束工程纤维增强水泥基复合材料(ECC)的受压性能,对12组共36个箍筋约束的配筋ECC圆形截面短柱进行了轴心受压试验,分析了箍筋屈服强度和间距、ECC强度与PVA纤维体积掺量对约束ECC应力-应变曲线的影响。结果表明:试件的破坏... 详细信息

为研究箍筋约束工程纤维增强水泥基复合材料(ECC)的受压性能,对12组共36个箍筋约束的配筋ECC圆形截面短柱进行了轴心受压试验,分析了箍筋屈服强度和间距、ECC强度与PVA纤维体积掺量对约束ECC应力-应变曲线的影响。结果表明:试件的破坏形态均为纵筋压屈、核心ECC压碎,由于PVA纤维的桥接作用,提高了柱的整体性,保护层ECC外鼓但并未剥落;提高箍筋屈服强度、减小约束箍筋间距、采用低强度ECC及增加PVA纤维体积掺量,约束ECC应力-应变曲线的下降段较为平缓,短柱的延性得到改善,相对于较强的箍筋约束作用,PVA纤维对约束ECC变形的影响则较小。基于试验结果的分析,提出了考虑有效约束指标与PVA纤维体积掺量的箍筋约束ECC峰值应力及其对应应变计算式,建立了约束ECC应力-应变全曲线方程,计算曲线与实测曲线吻合较好。

关键词：圆形截面短柱纤维增强水泥基复合材料 PVA 箍筋约束轴心受压试验应力-应变曲线

铁尾矿砂混凝土轴心受压应力-应变全曲线试验研究

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建筑结构学报 2015年第S2期36卷 373-378页

作者：康洪震张凯马卫华孟庆娟唐山学院土木工程学院河北唐山063000 华北理工大学建筑工程学院河北唐山063009

为研究铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线,采用铁尾矿砂替代普通砂试配强度等级C20~C55的混凝土,对每组3个尺寸为70 mm×70 mm×210 mm的试件进行轴心受压试验,得到了不同强度等级铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线。同时,对相同尺寸... 详细信息

为研究铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线,采用铁尾矿砂替代普通砂试配强度等级C20~C55的混凝土,对每组3个尺寸为70 mm×70 mm×210 mm的试件进行轴心受压试验,得到了不同强度等级铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线。同时,对相同尺寸的普通混凝土试件进行了轴压试验,得到了其应力-应变全曲线。对比分析表明:强度等级小于C40的铁尾矿砂混凝土应力-应变曲线与普通混凝土应力-应变曲线的峰值应力、峰值应变、初始弹性模量、峰值点割线模量、反弯点和收敛点等特征值相近,并与规范曲线吻合较好。强度等级大于C40时,铁尾矿砂混凝土应力-应变全曲线下降段与混凝土规范应力-应变全曲线下降段相比较陡。根据试验结果拟合了强度等级大于C40时铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线。

关键词：铁尾矿砂混凝土轴心受压试验受压应力-应变曲线

箍筋约束纤维增强混凝土轴心受压性能试验研究

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建筑结构学报 2015年第7期36卷 124-131页

作者：寇佳亮孙方辉梁兴文邓明科西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

通过8个箍筋约束纤维增强混凝土(FRC)棱柱体轴心受压试验,研究了箍筋约束作用对FRC轴压承载力的影响。结果表明:箍筋配箍率较高、箍筋间距较小、形式较合理的约束FRC试件,具有较好的约束效果,其轴心受压应力-应变曲线的下降段也较为平缓... 详细信息

通过8个箍筋约束纤维增强混凝土(FRC)棱柱体轴心受压试验,研究了箍筋约束作用对FRC轴压承载力的影响。结果表明:箍筋配箍率较高、箍筋间距较小、形式较合理的约束FRC试件,具有较好的约束效果,其轴心受压应力-应变曲线的下降段也较为平缓,箍筋在配箍率较高、试件达到最大荷载时才会屈服。基于试验数据和理论分析,提出了约束FRC的峰值应力及其对应应变的计算式,给出了箍筋约束FRC的应力-应变本构方程。峰值应力及其对应应变的计算值与试验值,理论曲线与试验曲线均吻合较好。

关键词：箍筋约束纤维增强混凝土体积配箍率轴心受压试验有效约束应力-应变曲线

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钢管高强混凝土剪力墙轴心受压试验研究

建筑结构学报 2013年第3期34卷 100-109页

作者：方小丹蒋标韦宏周越洲江毅赖洪涛华南理工大学建筑设计研究院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

提出一种钢-混凝土组合剪力墙,即钢管高强混凝土剪力墙。通过20个钢管高强混凝土剪力墙试件的轴心受压试验,分析其破坏形态和受力机理,研究管内外混凝土强度、截面钢管混凝土含量、纵筋配筋率、管间混凝土体积配箍率和高厚比等因素对钢... 详细信息

提出一种钢-混凝土组合剪力墙,即钢管高强混凝土剪力墙。通过20个钢管高强混凝土剪力墙试件的轴心受压试验,分析其破坏形态和受力机理,研究管内外混凝土强度、截面钢管混凝土含量、纵筋配筋率、管间混凝土体积配箍率和高厚比等因素对钢管高强混凝土剪力墙轴心受压性能的影响。试验结果表明,弹性工作阶段钢管高强混凝土与外围钢筋混凝土能够协同变形、共同工作;由于钢管对高强混凝土的有效约束,管内可以采用高达C80～C100的高强混凝土,相对于普通混凝土剪力墙具有更高的轴心受压承载力;钢管高强混凝土剪力墙的轴压承载力是钢管间钢筋混凝土与钢管高强混凝土轴压承载力之和,钢管套箍效应的发挥程度与管间混凝土的体积配箍率相关;剪力墙在管外混凝土破坏后,仍能发挥较高且稳定的残余承载力。在试验研究的基础上,利用非线性有限元分析软件ABAQUS,建立剪力墙的力学模型并进行有限元仿真分析,并与试验结果进行对比。依据对试验结果的统计分析,提出了钢管高强混凝土剪力墙轴心受压承载力实用计算式,可供实际工程应用时参考。

关键词：钢管高强混凝土剪力墙轴心受压试验非线性有限元分析轴压性能

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拉筋复合箍约束混凝土短柱轴心受压试验研究

土木工程学报 2012年第11期45卷 61-68页

作者：钱稼茹纪晓东乐毓敏清华大学北京100084

拉筋复合箍是常用的箍筋形式,其拉筋应钩住纵筋还是应钩住箍筋,国内外的试验研究很少。为研究拉筋复合箍及其两种拉筋钩结方式对混凝土的约束效果,完成15个复合箍约束混凝土短柱试件的轴心受压试验,其中6个试件的拉筋钩住纵筋,6个试件... 详细信息

拉筋复合箍是常用的箍筋形式,其拉筋应钩住纵筋还是应钩住箍筋,国内外的试验研究很少。为研究拉筋复合箍及其两种拉筋钩结方式对混凝土的约束效果,完成15个复合箍约束混凝土短柱试件的轴心受压试验,其中6个试件的拉筋钩住纵筋,6个试件的拉筋钩住箍筋,3个为井字复合箍对比试件。试验结果表明,试件的破坏形态都是纵筋压屈、混凝土压碎,但井字复合箍和拉筋钩住纵筋试件的外箍外凸,拉筋钩住箍筋试件的外箍被拉筋剪断;两种拉筋复合箍和井字复合箍约束混凝土的峰值应力与非约束混凝土轴心抗压强度试验值的比值、约束混凝土的峰值应变和延性分别基本相同。建议拉筋钩住纵筋,不必钩住箍筋。通过比较常用的约束混凝土本构模型与实测约束混凝土应力-应变曲线,推荐Legeron模型作为箍筋约束混凝土的单轴受压应力-应变模型。

关键词：拉筋复合箍约束混凝土轴心受压试验应力.应变关系

高强度钢材工字形截面轴心受压短柱局部稳定试验研究

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建筑结构学报 2012年第12期33卷 20-30页

作者：施刚林错错王元清石永久清华大学土木工程系北京100084 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

针对高强度钢材焊接工字形截面轴心受压短柱的局部稳定性能,对9个Q460C工字形截面短柱进行轴心受压试验,分析试件局部屈曲应力、极限应力随板件宽厚比的变化规律,研究翼缘、腹板嵌固系数的取值。此外,将屈曲应力、极限应力试验结果与我... 详细信息

针对高强度钢材焊接工字形截面轴心受压短柱的局部稳定性能,对9个Q460C工字形截面短柱进行轴心受压试验,分析试件局部屈曲应力、极限应力随板件宽厚比的变化规律,研究翼缘、腹板嵌固系数的取值。此外,将屈曲应力、极限应力试验结果与我国、美国和欧洲钢结构设计规范的相应设计计算结果进行对比分析,研究相应规范对于高强度钢材的适用性。结果表明:翼缘的嵌固系数可取为定值1.0,腹板的嵌固系数不宜取为定值;GB 50017—2003《钢结构设计规范》中关于高强度钢材工字形截面短柱的局部屈曲应力的计算结果是不合理的;AISC 360-05规范的极限应力计算值误差较大,但偏于保守;Eurocode 3规范的极限应力计算值与试验值较为接近,但大部分计算结果较试验值偏大。为此,建议提出新的公式计算工字形截面短柱的局部屈曲应力,而对Eurocode 3规范关于工字形截面短柱的极限应力计算公式进行修正,使其能适用于Q460C高强度钢材。

关键词：高强度钢材工字形截面轴心受压试验局部稳定