王雪芳[1]2002年在《自密实高强混凝土及其框架结构抗震性能研究》文中研究表明在已研制出自密实高强混凝土配合比（利用福建省地方材料）的基础上，为适应工程建设需要，本文进行以下几方面研究：1．自密实高强混凝土细观结构研究。通过四组强度等级相当，分别为普通混凝土、两组不掺膨胀剂的自密实混凝土（其粉煤灰的掺量不同）和掺有膨胀剂的自密实混凝土，在同一养护龄期的条件下（1天、3天、7天、28天和60天），分别选择粗骨料过渡区、细骨料过渡区、水泥石和砂坑作为观测点，采用SEM进行细观扫描对比实验，以研究自密实混凝土因免振捣的特性及掺合料对其骨料界面和水泥石结构的影响。通过对自密实混凝土细观结构的研究为其力学性能和耐久性的研究提供实验依据。实验研究表明:自密实混凝土由于粉煤灰的掺量较高，其早期的水化程度较低，但后期其细观结构较普通混凝土好；自密实混凝土的骨料界面过渡区与水泥石的差别始终较普通混凝土小，其孔隙较普通混凝土小而均匀；膨胀剂对自密实混凝土早期的细观结构影响不大，但对后期的细观结构有一定影响；粉煤灰掺量对自密实混凝土的早期水化程度有一定影响，且其对自密实混凝土水化物的形态影响较大。2．自密实高强混凝土框架结构抗震性能研究。按1：2的比例设计并制作两榀尺寸、配筋相同的框架（分别为强度相当的自密实高强混凝土和普通高强混凝土），采用美国MTS电液伺服加载系统进行框架结构的拟静力试验，分析比较两者的抗震性能，研究自密实混凝土因免振捣的施工特点及其材料特性对结构抗震性能的影响，从而为其在现代结构中的应用提供科学依据和方法，确保工程安全。实验结果表明：自密实混凝土框架正向屈服荷载、极限荷载和破坏荷载均较普通混凝土的大而其相应的位移却相当；两榀框架的破坏形式都是弯曲破坏，且两者荷载-位移的滞回曲线与骨架曲线非常相似；自密实混凝土框架的延性系数略高于普通混凝土框架，两者的耗能能力基本相当。3.自密实高强混凝土在工程中的应用。通过强度等级为C55的自密实混凝土在厦门南湖明珠加固工程中的成功应用，为自密实混凝土的推广应用提供实践经验。
罗素蓉, 王雪芳, 郑建岚[2]2004年在《自密实高强混凝土框架结构的抗震性能试验研究》文中研究表明为了保证自密实高强混凝土框架结构在抗震地区应用的安全性,采用 MTS 伺服加载系统进行了二榀单层单跨框架在拟静力荷载作用下的抗震性能试验研究。在混凝土强度相近、配筋与构件尺寸一样的情况下,对比分析自密实高强混凝土框架与普通高强混凝土框架的抗震性能。在试验中观测了自密实混凝土和普通混凝土框架的裂缝开展情况、破坏过程、结构的荷载—位移滞回曲线、钢筋与混凝土应变等,对自密实混凝土框架结构抗震性能的分析研究可为自密实混凝土框架结构的工程应用提供设计参考。
柯晓军[3]2014年在《新型高强混凝土组合柱抗震性能及设计方法研究》文中研究指明内配管材约束高强混凝土柱、配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱（以下统称为“新型高强混凝土组合柱”）是指在高强混凝土柱中采用普通箍筋与PVC管（钢管）组合、矩形螺旋箍筋与型钢组合得到的新型组合构件。该构件能增强核心混凝土的约束作用，改善高强混凝土脆性，提高变形能力以满足延性需求，具有良好的发展前景。本文通过试验研究、理论分析和数值模拟的方法对新型高强混凝土组合柱抗震性能及设计方法进行系统研究。依托地方材料，采用合理水胶比、掺加矿物外加剂及高效减水剂等工艺，研制出具有良好工作性能的高强混凝土。根据现行混凝土试验方法标准，对高强混凝土基本力学性能及本构关系模型进行系统的试验及理论研究。设计了12根配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱、3根内配PVC管约束高强混凝土短柱、1根内配钢管约束高强混凝土短柱和1根普通箍筋约束高强混凝土短柱进行低周反复荷载试验，研究了新型高强混凝土组合柱的破坏过程、破坏形态、变形能力、耗能能力和滞回性能，分析了剪跨比、轴压比、混凝土强度、体积配箍率、配箍形式、PVC管径高比等参数对柱承载力、刚度、延性、耗能能力等性能的影响。研究表明，与普通箍筋约束高强混凝土柱相比，采用内置PVC管、钢管和型钢得到的新型高强混凝土组合柱具有更优越的抗震性能。通过试验结果分析，研究了各设计参数对新型高强混凝土组合柱极限受剪承载力的影响规律。根据试验实测纵筋、箍筋、PVC管、钢管以及型钢的应变情况，分析了新型高强混凝土组合柱发生不同破坏形态时的受力机理，建立受力简化模型，推导出内配PVC管约束高强混凝土短柱、内配钢管约束高强混凝土短柱、配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱的极限受剪承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好，表明提出的受剪承载力计算方法可靠。基于大小偏压界限破坏理论，首先推导出普通配筋的钢筋高强混凝土柱的轴压比限值计算方法，考虑箍筋约束、周边纵筋、密集纵筋芯柱作用的影响，推导出与其相对应的轴压比限值计算公式，这也可适用于其它增强措施的高强混凝土柱设计。然后给出内配钢管约束高强混凝土柱和配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱发生弯曲破坏时的轴压比限值计算方法，并利用试验轴压比进行检验，结果表明计算轴压比限值与实际情况吻合较好。对于剪跨比较小的配矩形螺旋箍筋型钢高强混凝土柱，在考虑含钢率、体积配箍率等因素对构件延性有利影响的基础上，给出发生剪切斜压破坏时的轴压比限值。采用有限元软件ABAQUS对单调水平荷载作用下的新型高强混凝土组合柱受力性能进行模拟，有限元结果与试验结果符合较好。在此基础上，进行剪跨比、轴压比、钢材屈服强度及含钢率、管材径高比、混凝土强度等因素为目标参数的新型高强混凝土组合柱模拟分析，得到了各参数对新型高强混凝土组合柱受力性能的影响规律。参照国内外相关规范，将钢筋高强混凝土框架、内配钢管约束高强混凝土框架和型钢高强混凝土框架的结构性能水平划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和防止倒塌五档。基于国内外试验数据的分析，提出了钢筋高强混凝土柱、内配钢管约束高强混凝土柱、型钢高强混凝土柱及其框架对应五档性能水平的层间位移角限值。
王雪芳, 郑建岚[4]2004年在《自密实高强混凝土框架结构的抗震性能研究》文中提出制作了两榀尺寸与配筋相同、混凝土强度基本相等的钢筋高强混凝土框架,两榀框架分别采用自密实混凝土和普通混凝土浇筑.采用MTS伺服加载系统施加低周反复水平荷载以研究自密实混凝土框架结构的抗震性能.通过试验,对比分析了自密实混凝土框架与普通混凝土框架在破坏过程及开裂、屈服、破坏等特征值上的异同,深入研究了自密实混凝土框架结构的延性、等效粘滞阻尼系数及功比指数等抗震性能.
王先兵[5]2013年在《自密实轻骨料混凝土框架抗震性能研究》文中提出自密实轻骨料混凝土做为一种新型材料，它具有自密实和轻骨料混凝土的共同优点。由于自重轻、弹性模量小，使其具有良好的抗震性能。同时因其浇筑不需震动、组成材料采用了工业废料等优点，体现出了“环保”、“可持续”的发展理念。论文通过试验和数值模拟方法对自密实轻骨料混凝土的性能进行了如下研究：（1）采用固定砂石体积与全计算相结合的方法，固定粉煤灰参入量及减水剂的用量，成功配置出了强度等级为SCLC30的自密实轻骨料混凝土。对该强度等级的混凝土进行了相关力学性能的研究、工作性能的研究,试验结果符合相关规范的要求。采用自行设计的配合比，浇筑了一榀自密实轻骨料混凝土框架，介绍了自密实轻骨料混凝土框架的制作、底梁的固定、试验加载装置的设计、试验加载制度及试验过程当中需要量测的内容及方法等。（2）完成了1榀自密实轻骨料混凝土框架的抗震拟静力试验。对自密实轻骨料混凝土框架在低周往返荷载作用下的裂缝开展情况，框架的破坏形态及钢筋与混凝土的应变片所反映出的荷载—应变曲线进行了研究。（3）通过对自密实轻骨料混凝土框架的试验滞回曲线分析,评价了其耗能能力，绘制出了骨架曲线，得出了框架的特征荷载以及特征位移；分析了自密实轻骨料混凝土框架的延性以及刚度退化规律；与所参考文献[26]中普通混凝土框架的破坏特征、特征荷载及位移、延性、刚度退化等作了比较分析。（4）利用有限元分析软件Marc对自密实轻骨料混凝土框架在循环荷载作用下的滞回特性做了计算分析，并将计算结果与试验结果进行了对比分析。结果表明计算结果与试验结果吻合较好，计算框架的耗能能力和承载能力要略大于实测值。
王鑫[6]2009年在《异形钢管混凝土组合柱力学性能研究》文中认为异形钢管混凝土组合柱是由异形钢筋混凝土柱和钢管混凝土柱发展而来,它不仅可以满足高层和超高层建筑中对高耸、大跨以及重载的要求,充分弥补了异形钢筋混凝土柱承载力不足的缺陷,而且也满足了人们对建筑室内装修的审美要求,它可以充分避免了传统矩形钢筋混凝土柱在室内出现柱楞的缺点,从而给室内装修与家具布置带来了极大的不便。异形钢管混凝土组合柱最常见的截面形式有叁种,即十字形、T形和L形。叁种截面形式可布置在建筑中的中柱、边柱以及角柱。它们是由异形钢筋混凝土柱和钢管混凝土柱共同组成的,其中钢管混凝土柱位于各截面柱的纵横交叉中心点上,组合后的柱称为异形钢管混凝土组合柱。异形钢管混凝土组合柱与传统的钢筋混凝土异形柱相比,在相同截面的条件下,其因含有钢管混凝土组合柱,可大大提高其承载力和延性,它同时具备钢筋混凝土异形柱和钢管混凝土柱的优点,能有效地扩大异形柱的应用范围,开拓了异形柱住宅体系的新领域。本文设计了叁种异形钢管混凝土组合柱,为深入地研究这种新型构件的力学性能,对十字形、T形和L形截面构件进行有限元模拟分析,研究叁种截面形式构件轴压力学性能,利用ABAQUS有限元模拟软件计算叁种构件的承载力和位移,详细阐述了叁种构件的破坏机理。同时,为了校核模拟计算的准确性,针对十字形截面构件进行了试验分析,文中详细介绍了试件的制作过程、加载设备和加载方法以及位移量测方法,对不同钢管直径情况下的十字形截面构件进行对比分析,试验结果表明,随着钢管直径的增大,构件的承载力及延性也相应的增加,但它们的峰值荷载下对应的位移基本相同,其结果与模拟计算的结果吻合较好。本文又针对十字形钢管混凝土组合柱进行了采用不同长细比和偏心荷载作用以及延性性能分析,分别得到了十字形构件在不同的长细比下的承载力和位移数值,构件在偏心荷载作用下的破坏形态以及极限承载力和位移的变化规律,模拟结果与理论分析结果吻合较好,构件在单向荷载作用下延性性能的分析,计算了构件的延性系数,得出结论,十字形钢管混凝土组合柱的各部分协同工作使构件具有良好的延性,这种新型异形柱构件可以在工程上推广使用。
温宇平[7]2009年在《钢骨—钢管混凝土组合重载柱节点抗震性能研究》文中研究指明随着钢管混凝土理论的日益完善和工程上的广泛应用,钢管混凝土柱与梁的连接节点成为钢管混凝土结构研究和推广的关键技术问题之一。本文研究的新型组合柱,即钢骨—钢管混凝土组合重载柱,不但具有很高的承载力(特别适用于30000kN以上轴力的柱子),而且具有很高的延性。重载柱的节点设计可以有效提高结构整体防倒塌能力,对于城市防震减灾具有重要的意义。本文结合国家自然科学基金项目《钢—混凝土组合重载柱节点设计方法及抗震性能试验研究》(50378010),通过试验研究和理论分析,主要开展了以下几方面的工作：1、对新型重载柱节点设计方法进行了探索。本文在前人研究的基础上,结合新型重载柱的特点,提出了六种钢骨-钢管混凝土组合重载柱的节点形式。2、制作了32个节点试件模型,包括重载柱与钢梁的连接,重载柱与钢筋混凝土梁的连接,并对全部节点试件进行了抗震试验研究。由试验结果得到了节点核心区、钢梁和混凝土梁上纵筋的应力应变发展规律,得到了节点试件在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回曲线和位移延性系数等指标,对节点的抗震性能作了探索。试验结果表明,新型重载柱节点具有较高的抗剪承载力和良好的抗震性能。3、抗剪承载力计算。在理论分析和试验研究基础上,推导了重载柱节点核心区的抗剪承载力计算公式。4、有限元分析。建立了重载柱节点的有限元分析模型,并与试验结果进行比较。有限元分析结果也表明,该种节点具有良好的抗震性能。5、根据试验研究提出了钢-混凝土组合重载柱节点抗震设计要点和合理的设计建议、节点构造建议,以供工程实践参考。
郑建岚, 黄鹏飞, 王国杰[8]2002年在《自密实高性能混凝土及其配筋结构的安全性能研究》文中指出为了保证自密实高性能混凝土配筋结构在工程应用中的安全性,本文从自密实混凝土的材料性能到配筋结构的力学性能等方面进行了综合的较为深入的试验研究。研究包括了自密实混凝土配合比的优化、细观结构、材料力学性能,和自密实混凝土与钢筋的粘结锚固性能、自密实混凝土框架结构抗震性能等。研究结果为自密实混凝土的合理配制、自密实混凝土结构的有关设计提供参考。
张亮[9]2011年在《型钢高强高性能混凝土柱的受力性能及设计计算理论研究》文中认为型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)结构作为高技术混凝土材料和新型组合结构体系的有机结合,具有优良的受力性能以及抗震性能,工程应用日趋广泛。本文采用试验研究、理论分析以及数值模拟的研究手段,对SRHSHPC柱的受力性能以及抗震性能进行了系统研究,以建立其完善的设计计算理论。(1)立足于地方材料和常规生产工艺,选用级配良好优质的原材料,并掺加高效减水剂和矿物掺合料,基于混凝土配合比正交试验进行非线性多目标配合比优化,研制了适用于型钢混凝土(SRC)结构的高强高性能混凝土(HSHPC),并对其力学性能、耐久性以及本构关系模型进行了系统研究。其次,完成了四榀HSHPC与型钢的粘结滑移性能试验研究,得出了加载端SRHSHPC荷载-滑移量关系曲线,给出了粘结应力以及滑移量纵向分布规律,并给出了相关数学表达式,同时,统计回归给出了粘结滑移极限特征值的计算公式,并提出了粘结滑移本构关系模型。再次,总结分析了钢筋与HSHPC之间的粘结滑移性能、破坏机理以及影响因素,给出了钢筋与HSHPC之间粘结滑移本构关系模型。最后,在构件层次对型钢与混凝土之间的粘结滑移进行了系统的分析研究,对SRC柱偏心受压以及低周反复加载下的型钢粘结应力和滑移量特征值以及分布规律进行了分析,最后给出了考虑位置函数变化的SRC构件粘结滑移本构关系模型。(2)进行了4榀SRHSHPC柱偏心受压加载试验,测试得到了试件强度、变形以及型钢、钢筋、混凝土应变发展规律,并对试件破坏形态以及受力机理进行了总结分析。其次,根据试验分析结果,建立了基于修正平截面假定以及等效应力图形的SRHSHPC柱正截面承载力计算理论,同时对计算结果与试验结果进行了对比分析。研究表明,试件具有良好的承载力性能,承载力计算方法可靠实用。(3)进行了16榀SRHSHPC框架柱低周反复加载试验,试验参数主要考虑轴压比、剪跨比、混凝土强度、含钢率以及配箍率。通过试验测试结果对试件破坏特征、受力机理、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、强度衰减以及延性性能进行了研究分析,并定量的评价了SRHSHPC框架柱延性、能量耗散等抗震性能指标。同时,分析了不同试验参数对试件各项性能指标的影响。研究结果表明,试件具有良好的抗震性能,但混凝土强度以及轴压力过大会降低其抗震性能。(4)根据SRHSHPC框架柱承载力试验结果,总结了试件叁种主要破坏形态,测试得出了试件抗剪承载力、混凝土和型钢应变发展及分布规律,分析了试件承载力影响因素。其次,对试件发生弯曲型破坏、剪切粘结破坏以及剪切斜压破坏时的受力机理进行了详细分析。再次,基于修正平截面假定和等效应力图形建立了弯曲型破坏试件的承载力计算方法,以及在计算分析轴压力分配比值的基础上,基于迭加方法建立了剪切粘结破坏和剪切斜压破坏抗剪承载力计算理论。最后,给出了SRHSHPC框架柱抗剪承载力实用计算公式,同时对计算结果与试验结果进行了对比分析。研究结果表明,SRHSHPC框架柱在地震作用下具有优良的承载力性能,本文提出的承载力计算方法可靠且实用。(5)首先结合HSHPC试验研究成果,在合理选取HSHPC本构关系,破坏准则以及裂缝处理模式的基础上,应用有限元分析程序ANSYS分别对SRHSHPC偏心受压试件以及SRHSHPC框架柱单调加载和低周反复加载下的受力变形行为进行了非线性有限元模拟。同时,根据SRHSHPC粘结滑移性能研究成果,在试件叁维实体建模时,型钢与混凝土之间的粘结滑移效应采用多向弹簧单元予以模拟。最后对有限元模拟结果与试验结果进行了对比分析。(6)对结构损伤模型进行了总结分析,同时,应用典型双参数地震损伤模型对SRHSHPC框架柱的损伤演化进行了计算分析,分析了各地震损伤模型对评估SRHSHPC框架柱损伤发展的有效性。其次,根据SRHSHPC框架柱地震损伤试验以及累积滞回耗能试验分析结果,建立了适用于SRHSHPC结构的基于最大变形和累积滞回耗能组合的双参数地震损伤模型,并确定了模型相关参数。结合试验结果应用所建立的地震损伤模型对SRHSHPC框架柱的损伤演化过程进行了评估分析,分析了影响试件损伤发展的主要因素。最后,建立了SRHSHPC结构性能水准划分以及损伤状态划分表,结构损伤性能目标对SRHSHPC结构进行基于性能的抗震设计计算提供了参考。
赵鹏展[10]2010年在《GFRP管混凝土柱—钢筋混凝土梁节点抗震性能研究》文中进行了进一步梳理FRP管混凝土组合结构能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展,能够非常有效的抵御恶劣环境对混凝土侵蚀,符合现代施工技术的工业化要求,因而自问世以来就受到了国内外学者的的广泛关注,现已成为新型组合结构研究的热点,取得了较多的科研成果,也有一些成功的应用范例。而针对内置钢筋的FRP套管(套管指FRP管不直接承受轴压力,仅起约束作用)混凝土结构的研究较少。为了将这种结构应用到有抗震要求的桥梁和建筑中,FRP管混凝土柱节点的抗震性能还亟待研究。本文将GFRP管混凝土柱用作桥梁的桥墩,模拟桥梁结构中的桥墩-盖梁节点设计了GFRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁T型节点,研究了其在低周反复荷载作用下的抗震性能,完成了以下几个方面的研究工作：1、通过GFRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁T型节点低周反复试验,研究其在横向和纵向两个方向低周反复荷载作用下的工作机理、破坏形态、GFRP管对混凝土的约束效果,以及节点滞回曲线、耗能能力、延性特征和水平极限承载力等。2、通过与无套管混凝土柱与梁节点的对比可见,横向和纵向两种加载方式下GFRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点延性均较好,GFRP管约束作用明显,对结构抗震性能提高较大。3、通过改变试件参数,如混凝土强度及柱的轴压比,分析各因素对节点破坏机理、延性水平、水平极限承载力等方面的影响。普通混凝土试件的延性好于高强混凝土试件,但水平荷载承载力却相对低于高强混凝土试件。在一定的轴压比范围内,随着轴压比的提高试件延性有所降低,但降低程度小于无套管约束试件。4、分别研究了横向和纵向两种加载方式下试件的GFRP套管柱节点区GFRP的环向应变和轴向应变以及纵筋应变,对节点核心区的受力性能、破坏机理进行了分析。5、比较了横向和纵向两种加载方式下试件的延性性能、变形性能及水平承载力。相同轴压比试件的横向抗震性能好于纵向抗震性能。随着轴压比的增加试件延性有小幅降低,横向加载试件延性的降低程度小于纵向加载试件。
参考文献：
[1]. 自密实高强混凝土及其框架结构抗震性能研究[D]. 王雪芳. 福州大学. 2002
[2]. 自密实高强混凝土框架结构的抗震性能试验研究[J]. 罗素蓉, 王雪芳, 郑建岚. 工程力学. 2004
[3]. 新型高强混凝土组合柱抗震性能及设计方法研究[D]. 柯晓军. 西安建筑科技大学. 2014
[4]. 自密实高强混凝土框架结构的抗震性能研究[J]. 王雪芳, 郑建岚. 福州大学学报(自然科学版). 2004
[5]. 自密实轻骨料混凝土框架抗震性能研究[D]. 王先兵. 湖南科技大学. 2013
[6]. 异形钢管混凝土组合柱力学性能研究[D]. 王鑫. 沈阳建筑大学. 2009
[7]. 钢骨—钢管混凝土组合重载柱节点抗震性能研究[D]. 温宇平. 大连理工大学. 2009
[8]. 自密实高性能混凝土及其配筋结构的安全性能研究[C]. 郑建岚, 黄鹏飞, 王国杰. 第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷. 2002
[9]. 型钢高强高性能混凝土柱的受力性能及设计计算理论研究[D]. 张亮. 西安建筑科技大学. 2011
[10]. GFRP管混凝土柱—钢筋混凝土梁节点抗震性能研究[D]. 赵鹏展. 大连理工大学. 2010
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