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钢筋混凝土圆柱正截面受弯承载力计算方法研究

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建筑结构 2010年第10期40卷 97-101页

作者：顾冬生吴刚吴智深江南大学环境与土木工程学院无锡214122 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096

确定截面受压区对应圆心角2απ是钢筋混凝土圆柱正截面受弯承载力计算的关键问题。运用数值计算方法对α变化规律进行研究,结果表明轴压比和纵筋配筋特征值是影响α的两个主要因素。α随轴压比增加呈线性增加,同时纵筋配筋特征值对α... 详细信息

确定截面受压区对应圆心角2απ是钢筋混凝土圆柱正截面受弯承载力计算的关键问题。运用数值计算方法对α变化规律进行研究,结果表明轴压比和纵筋配筋特征值是影响α的两个主要因素。α随轴压比增加呈线性增加,同时纵筋配筋特征值对α和轴压比的线性关系也有显著影响。根据数值计算的结果进行回归,提出了用轴压比和纵筋配筋特征值直接表达的α计算公式,计算结果和数值计算结果吻合很好。在此基础上根据规范公式对正截面受弯承载力进行计算,数值计算结果和试验结果比较发现,在低轴压下规范公式计算结果偏于不安全。建议了正截面受弯承载力计算的新方法,计算结果精度较高,并且克服了规范公式在低轴压下偏于不安全的不足。

关键词：钢筋混凝土圆柱受弯承载力数值分析

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土圆柱轴压受力分析

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工程力学 2013年第9期30卷 158-165页

作者：卢亦焱龚田牛张学朋薛继锋武汉大学土木建筑工程学院武汉430072

提出了外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的新型复合加固方法。对9根复合加固钢筋混凝土圆短柱进行了轴心受压试验,根据试验中测得的钢管和钢筋应变结果,采用内力分解法分析了外套钢管、核心混凝土和钢筋的应力变化和三者之间的相... 详细信息

提出了外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的新型复合加固方法。对9根复合加固钢筋混凝土圆短柱进行了轴心受压试验,根据试验中测得的钢管和钢筋应变结果,采用内力分解法分析了外套钢管、核心混凝土和钢筋的应力变化和三者之间的相互作用。分析结果表明:加载方式对外套钢管的横向变形影响较大,约束型加载方式外套钢管屈服时的横向应力大于钢管和核心混凝土共同承压加载方式;核心混凝土的抗压强度提高系数和不同材料承担轴力的比例与加载方式、外套钢管厚度、后浇自密实混凝土强度和界面处理方式有关。

关键词：外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土圆柱轴压承载力应力分析

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锈蚀钢筋混凝土圆柱加固后的抗震性能

中国公路学报 2010年第6期23卷 41-48页

作者：贡金鑫李金波程玲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 山东省建筑设计研究院山东济南250001

通过试验研究了利用加大截面和碳纤维布包裹复合加固后的锈蚀圆柱的抗震性能,研究变量包括钢筋锈蚀程度、轴向荷载大小以及碳纤维布包裹层数。根据试验结果编制程序,对复合加固锈蚀柱的骨架曲线进行了数值模拟,并分析了轴压比、碳纤维... 详细信息

通过试验研究了利用加大截面和碳纤维布包裹复合加固后的锈蚀圆柱的抗震性能,研究变量包括钢筋锈蚀程度、轴向荷载大小以及碳纤维布包裹层数。根据试验结果编制程序,对复合加固锈蚀柱的骨架曲线进行了数值模拟,并分析了轴压比、碳纤维布用量、锈蚀量和加固钢筋用量对加固效果的影响。结果表明:碳纤维布包裹与增大混凝土截面复合加固锈蚀钢筋混凝土构件是一种有效的方法,改善了试件的延性,提高了加固试件的极限承载力和耗能能力,与仅用增大截面加固的试件相比,复合加固试件抗震性能改善明显;提出的骨架曲线确定方法,可用于锈蚀钢筋混凝土结构加大截面和碳纤维布复合加固后的地震时程分析。

关键词：桥梁工程钢筋混凝土圆柱试验研究锈蚀加固滞回特性碳纤维布

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钢筋锈蚀对钢筋混凝土圆柱抗震性能的影响

中国公路学报 2008年第4期21卷 55-60页

作者：李金波贡金鑫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

对不同锈蚀程度的钢筋混凝土圆柱进行了低周反复试验,研究了不同轴压比下钢筋锈蚀率对钢筋混凝土圆柱承载力、刚度、延性、耗能能力等的影响,并给出了试件的滞回曲线和骨架曲线。试验结果表明:随着钢筋锈蚀率和轴压比的增大,滞回环的面... 详细信息

对不同锈蚀程度的钢筋混凝土圆柱进行了低周反复试验,研究了不同轴压比下钢筋锈蚀率对钢筋混凝土圆柱承载力、刚度、延性、耗能能力等的影响,并给出了试件的滞回曲线和骨架曲线。试验结果表明:随着钢筋锈蚀率和轴压比的增大,滞回环的面积逐渐减小,试件的刚度、延性和耗能能力逐步降低;当遭受严重腐蚀时,试件可能由塑性破坏转变为脆性破坏。

关键词：桥梁工程钢筋混凝土圆柱低周反复试验抗震性能钢筋锈蚀延性

BFRP约束钢筋混凝土轴压圆柱的尺寸效应研究

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功能材料 2009年第12期40卷 2044-2046页

作者：童谷生刘永胜邱虎刘汉华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

为了研究结构的尺寸效应,开展了3种不同尺寸几何相似玄武岩纤维布约束钢筋混凝土圆柱的轴压试验。试验总共设计制作了27个试件,15根为对比未加固试件,12根为约束(加固)试件,并按试件直径将它们分为150、200、250mm 3组。3组试件的箍筋... 详细信息

为了研究结构的尺寸效应,开展了3种不同尺寸几何相似玄武岩纤维布约束钢筋混凝土圆柱的轴压试验。试验总共设计制作了27个试件,15根为对比未加固试件,12根为约束(加固)试件,并按试件直径将它们分为150、200、250mm 3组。3组试件的箍筋直径、纵筋直径及加固用的BFRP层数分别按3∶4∶5制作。试验结果表明,试件破坏时的名义应力随着试件尺寸的增大而降低,即试件强度具有尺寸效应,且几何相似圆柱强度的尺寸效应遵循Banzant的尺寸效应规律。

关键词：玄武岩纤维布钢筋混凝土圆柱强度尺寸效应

考虑变形影响的钢筋混凝土圆柱受剪承载力计算模型

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重庆大学学报（自然科学版） 2017年第11期40卷 72-82页

作者：张勤邴鹏韦宗延贡金鑫河海大学土木与交通学院南京210098 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024

准确计算钢筋混凝土(RC)圆柱的受剪承载力是进行延性抗震设计的关键,可有效防止脆性剪切和弯剪破坏模式发生。基于已有的RC圆柱拟静力试验结果,分析了RC圆柱的地震破坏模式和受剪承载力确定方法,在理论分析的基础上提出了考虑变形(位移... 详细信息

准确计算钢筋混凝土(RC)圆柱的受剪承载力是进行延性抗震设计的关键,可有效防止脆性剪切和弯剪破坏模式发生。基于已有的RC圆柱拟静力试验结果,分析了RC圆柱的地震破坏模式和受剪承载力确定方法,在理论分析的基础上提出了考虑变形(位移延性)影响的RC圆柱受剪承载力计算模型,并与现有模型进行了比较。研究结果表明,地震作用下RC圆柱的受剪承载力随塑性铰区变形的增加而减小;弯剪破坏模式下,RC圆柱的受剪承载力取决于塑性铰区剪切破坏发生时对应的水平荷载而非骨架曲线上的峰值荷载;所提出的模型能有效反映变形对RC圆柱受剪承载力的影响,计算结果与试验数据吻合较好,可用于不同地震破坏模式RC圆柱受剪承载力计算。

关键词：钢筋混凝土圆柱弯剪破坏受剪承载力位移延性

钢筋混凝土轴心受压圆柱火灾行为及尺寸效应研究

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钢筋混凝土轴心受压圆柱火灾行为及尺寸效应研究

作者：万莹华南理工大学

学位级别：硕士

随着建筑向大跨、超高层的方向发展,大尺寸构件甚至巨型构件越来越常见,但受耐火试验炉尺寸限制,对此类混凝土构件开展足尺明火试验存在很大困难,而有限元分析结果的准确性也因为缺乏试验数据难以进行验证。因此,开展缩尺模型明火试验,... 详细信息

随着建筑向大跨、超高层的方向发展,大尺寸构件甚至巨型构件越来越常见,但受耐火试验炉尺寸限制,对此类混凝土构件开展足尺明火试验存在很大困难,而有限元分析结果的准确性也因为缺乏试验数据难以进行验证。因此,开展缩尺模型明火试验,利用缩尺模型构件的试验结果来预测足尺原型构件的耐火性能,是了解大尺寸构件耐火性能的必要途径。缩尺模型试验一般建立在相似理论的基础上,通过建立模型和原型之间的相似关系,才能由模型的试验结果预测原型的性能。然而,混凝土力学性能在高温下存在尺寸效应,导致模型构件与足尺原型构件火灾行为难以相似,开展不同比例钢筋混凝土构件的火灾行为及尺寸效应的研究有助于缩尺模型与足尺原型耐火极限映射关系的建立。本文采用明火试验与有限元分析相结合的方法,对不同比例钢筋混凝土圆柱的火灾行为及尺寸效应进行探究,论文的主要研究内容及结论如下:1、开展了3种不同比例(0.5、0.7和1.0比例)钢筋混凝土圆柱在ISO 834标准升温曲线下的耐火试验,考察了轴压比与体积配箍率对钢筋混凝土圆柱火灾行为尺寸效应的影响。结果表明:(1)轴压比较大情况下,普通钢筋混凝土圆柱在火灾下也可能发生严重的混凝土爆裂,且截面尺寸越大,爆裂越严重,对耐火极限影响也越大;(2)减小箍筋间距不一定对钢筋混凝土圆柱的耐火性能有利,可能使得混凝土的爆裂更严重,从而降低钢筋混凝土柱的耐火极限;(3)在轴压比较小(如0.3),混凝土未发生明显爆裂的情况下,以s(s为模型与原型的几何尺寸比例)为受火时间的相似关系,不同比例钢筋混凝土圆柱的截面平均温度和轴向变形随受火时间的发展以及耐火极限的相似性较好。2、开展了不同比例钢筋混凝土圆柱耐火性能有限元分析,考察了不同比例钢筋混凝土圆柱对网格尺寸和剪胀角选取的敏感性,结果表明:(1)随着计算网格尺寸的增大,柱受火前期的膨胀段持续时间越长,膨胀变形越明显,但后期截面承载力下降以及变形发展速率越快,使得有限元计算得到的柱耐火极限越短;(2)当模型柱选择合适的计算网格尺寸获得与试验结果吻合较好的计算结果时,原型柱选择相同比例的网格大小(即原型与模型网格划分数量相同),可获得与试验结果吻合较好的计算结果,这是因为大比例柱采用较大的网格尺寸,能在一定程度上反映尺寸效应造成的大比例柱高温承载力较低的影响;(3)随剪胀角增大,柱耐火极限也增大,且柱的尺寸越大,剪胀角的影响越明显。通过采用试验结果进行校准,本文0.5比例、0.7比例及1.0比例柱的有限元模型中剪胀角分别选取45°、30°和20°较为合适。3、利用已校验的有限元模型对钢筋混凝土圆柱的耐火性能开展了参数分析,考察了截面尺寸、轴压比、纵筋配筋率以及升温曲线对圆柱耐火极限的影响,探讨了受火时间s的相似关系以及《广东省建筑混凝土结构耐火设计技术规程》中关于钢筋混凝土矩形柱耐火极限预测公式对于圆柱的适用性。结果表明:(1)受火时间s的相似关系仅适用于模型柱与原型柱比例相差较小,柱的轴压比较小(如不超过0.4)、ISO 834或ASTM 119标准升温的情况;在原型与模型柱比例相差较大(如超过3倍)、柱轴压比超过0.45、缓慢升温等情形下,采用模型柱的实测耐火极限以及s的相似关系来预测原型柱的耐火极限偏于不安全;(2)广东省耐火规程中的钢筋混凝土矩形柱耐火极限计算公式适用于轴压比小于0.45的钢筋混凝土圆柱耐火极限预测。

关键词：钢筋混凝土圆柱缩尺模型耐火性能尺寸效应相似关系

传统风格建筑型钢混凝土方柱-钢筋混凝土圆柱连接应变及侧移刚度分析

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工业建筑 2017年第10期47卷 39-44,14页

作者：葛鸿鹏葛朱磊薛建阳韦孙印张耀侯文龙中国建筑西北设计研究院有限公司西安710018 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

为研究传统风格建筑型钢混凝土(SRC)方柱-钢筋混凝土(RC)圆柱连接的基本抗震行为,设计了2个该类型柱连接的足尺模型试件,并对不同轴压比下的试件进行低周反复加载试验。结果表明:传统风格建筑SRC方柱-RC圆柱连接的破坏形态为典型的弯曲... 详细信息

为研究传统风格建筑型钢混凝土(SRC)方柱-钢筋混凝土(RC)圆柱连接的基本抗震行为,设计了2个该类型柱连接的足尺模型试件,并对不同轴压比下的试件进行低周反复加载试验。结果表明:传统风格建筑SRC方柱-RC圆柱连接的破坏形态为典型的弯曲破坏,其抗震性能良好。破坏时SRC柱根部的型钢、箍筋和纵筋可以达到屈服,轴压比对试件的破坏形态具有重要的控制作用。根据测试结果及对试件加载过程中荷载-位移关系分析,得到了传统风格建筑SRC方柱-RC圆柱连接弹性侧移刚度的统计回归计算式,计算值与试验值吻合较好。

关键词：传统风格建筑型钢混凝土方柱钢筋混凝土圆柱柱连接侧移刚度应变分析

碳纤维增强复材加固钢筋混凝土轴压圆柱可靠度评估与规范评价

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工业建筑 2021年第6期51卷 206-211,216页

作者：王慧青张大山林旭华孙伟厦门工学院建筑与土木工程学院福建厦门361021 华侨大学土木工程学院福建厦门361021

以碳纤维增强复材(CFRP)包裹钢筋混凝土圆柱为研究对象,利用设计点(JC)法对GB 50608—2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中轴压构件的设计方法进行可靠度评估,并进行了主要参数对可靠度指标的影响分析。研究结果发现:圆柱... 详细信息

以碳纤维增强复材(CFRP)包裹钢筋混凝土圆柱为研究对象,利用设计点(JC)法对GB 50608—2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中轴压构件的设计方法进行可靠度评估,并进行了主要参数对可靠度指标的影响分析。研究结果发现:圆柱直径和混凝土强度对平均可靠度指标几乎没有影响;钢筋强度、钢筋配筋率和FRP强度对平均可靠度指标的影响较小,而FRP用量的影响则相对较为明显,且呈现出随着FRP用量增大而增大的变化趋势;平均可靠度指标随着荷载效应比的增大先逐渐增大,而当荷载效应比大于2.0后则变得平缓;对于住宅和办公楼活荷载,CFRP加固钢筋混凝土圆柱的平均可靠度指标分别为4.40和4.53,均比现行的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中普通钢筋混凝土轴压构件的可靠度指标大约低0.8。为能够获得与GB 50010—2010中轴压构件同等的可靠度水平,对原有的承载力计算式提出了修正建议。

关键词：碳纤维增强复材钢筋混凝土圆柱可靠度评估 JC法