HRBF500級(jí)鋼筋混凝土柱恢復(fù)力模型

基于hrb400級(jí)鋼筋混凝土柱的試驗(yàn),對(duì)其滯回性能進(jìn)行分析與研究,并對(duì)其損傷程度進(jìn)行評(píng)價(jià).通過比較兩種不同的損傷模型,建議采用一個(gè)基于延性系數(shù)的損傷模型.為了找出結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的延性系數(shù),根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果建立了其與累積滯回耗能的關(guān)系圖.針對(duì)4個(gè)hrb400級(jí)鋼筋混凝土柱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果,提出計(jì)算累積滯回耗能的方法.

以hrbf500級(jí)鋼筋混凝土梁為研究對(duì)象進(jìn)行了常溫下和受火后細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁的力學(xué)性能試驗(yàn)。在不同的受火時(shí)間作用下進(jìn)行了5根細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁的明火試驗(yàn),自然冷卻至室溫,然后進(jìn)行靜載試驗(yàn)。通過試驗(yàn),觀察其受火破壞現(xiàn)象、靜載破壞形態(tài)和在不同工況下混凝土梁受火后剩余承載力的變化;進(jìn)行了2根細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁常溫下的靜載試驗(yàn),得到荷載-撓度曲線關(guān)系,并與受火后的細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁剩余承載力進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果表明:高溫對(duì)細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁的損傷很大,受火時(shí)間、配筋率、預(yù)加荷載對(duì)混凝土梁耐火性能有影響;受火時(shí)間越長(zhǎng),其剩余承載力越小;配筋率越小,其火災(zāi)后的剩余承載力越小;預(yù)加荷載降低梁的剩余承載力。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)制作了7根配有500mpa細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋的鋼筋混凝土梁,通過變化保護(hù)層厚度、縱筋配筋率、混凝土強(qiáng)度等因素,分析研究高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的承載力.試驗(yàn)結(jié)果表明,應(yīng)用了500mpa細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋的混凝土梁承載力的實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算值比較接近,可以繼續(xù)沿用現(xiàn)有的規(guī)范計(jì)算模式.

利用有限元軟件ansys,對(duì)500mpa細(xì)晶粒鋼筋(hrbf500)混凝土簡(jiǎn)支梁的溫度場(chǎng)及耐火極限進(jìn)行分析.計(jì)算結(jié)果表明:ansys對(duì)溫度場(chǎng)和耐火極限的模擬結(jié)果基本與試驗(yàn)結(jié)果吻合,初步驗(yàn)證程序的有效性.在此基礎(chǔ)上,就不同荷載比、混凝土保護(hù)層厚度、配筋率共計(jì)36種工況組合進(jìn)行有限元分析,考察各參數(shù)對(duì)hrbf500混凝土梁耐火極限的影響,并據(jù)此建立耐火極限簡(jiǎn)化計(jì)算公式.

針對(duì)當(dāng)前典型的損傷模型存在一定程度上的缺陷,提出一個(gè)基于彈性變形能形式的損傷評(píng)價(jià)模型。該模型將過程量轉(zhuǎn)化為狀態(tài)量,考慮了滯回過程中構(gòu)件位移與剛度退化的影響。通過對(duì)滯回過程進(jìn)行簡(jiǎn)化與等效,使得地震作用計(jì)算變得貼近實(shí)際情況。通過四個(gè)hrb400級(jí)鋼筋混凝土柱破壞性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,驗(yàn)證了本文提出的模型的正確性與合理性。

對(duì)3根hrbf500級(jí)鋼筋混凝土梁進(jìn)行受彎性能試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn),其變形特點(diǎn)和破壞形態(tài)與普通鋼筋混凝土梁基本一致?；谝延?00mpa鋼筋數(shù)據(jù)分析可知,hrbf500級(jí)鋼筋混凝土梁撓度變化規(guī)律與hrb500級(jí)一致,正常使用下梁的撓度實(shí)測(cè)值均與規(guī)范值吻合較好,但實(shí)測(cè)值普遍偏大。建議將500mpa級(jí)鋼筋混凝土梁的短期剛度乘以系數(shù)0.95后計(jì)算撓度。

通過對(duì)6組hrb500鋼筋混凝土偏心受壓柱的試驗(yàn)研究,探討hrb500級(jí)鋼筋在混凝土偏壓柱中強(qiáng)度發(fā)揮的程度,并利用規(guī)范對(duì)hrb500鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行承載力的計(jì)算,將試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果相比較,符合性較好。

HRB500級(jí)鋼筋混凝土偏壓柱的受力性能研究

通過對(duì)已完成的配置hrb500級(jí)鋼筋混凝柱在低周反復(fù)水平荷載作用下的受力性能模擬分析,驗(yàn)證了經(jīng)過二次開發(fā)的feap非線性有限元軟件能夠?qū)Υ祟愔目拐鹦阅苡绊懸蛩剡M(jìn)行系統(tǒng)分析。利用feap程序完成了不同軸壓比和不同配箍特征值的162根配置hrb500級(jí)鋼筋混凝土柱的抗震性能模擬分析。分析結(jié)果表明:柱的位移延性系數(shù)隨軸壓比的增大呈指數(shù)減小,隨配箍特征值的增大近似呈線性增加;在配箍特征值一定的情況下,軸壓比較小時(shí),柱位移延性系數(shù)隨縱筋配筋率的增大而減小,軸壓比較大時(shí),位移延性系數(shù)隨縱筋配筋率的增大略有增大。通過對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)的回歸分析,得出受軸壓比、配箍特征值、縱筋配筋率和縱筋強(qiáng)度影響的配置hrb500級(jí)鋼筋混凝柱的位移延性系數(shù)計(jì)算式,模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

采用matlab編寫的程序?qū)rb500級(jí)鋼筋混凝土偏壓柱進(jìn)行非線性分析。根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果,探討其受力機(jī)理,揭示hrb500級(jí)鋼筋與混凝土在偏壓下的相互作用,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,符合性較好。

500mpa級(jí)鋼筋是我國(guó)冶金行業(yè)研究開發(fā)的新型高強(qiáng)熱軋帶肋鋼筋,本文通過12根采用500mpa級(jí)鋼筋作為受力鋼筋的混凝土軸心和偏心受壓柱的受力性能試驗(yàn),分析了這種新型鋼筋混凝土柱的受力特點(diǎn),提出了受壓承載力的計(jì)算方法和500mpa級(jí)鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的建議,為將500mpa級(jí)鋼筋列入我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50010-2010)提供了依據(jù)。

hrbf500鋼筋混凝土大偏心受壓柱承載力的試驗(yàn)研究——通過對(duì)7根hrbf500鋼筋混凝土偏心受壓柱和1根hrb400鋼筋混凝土偏心受壓柱的試驗(yàn)，對(duì)500mva細(xì)晶粒鋼筋混凝土偏壓柱性能有了初步了解．分析了荷載一鋼筋應(yīng)變、混凝土應(yīng)變曲線以及破壞形態(tài)的特點(diǎn)．試驗(yàn)研究表明：...

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hrbf500鋼筋混凝土偏壓柱裂縫寬度試驗(yàn)* 張偉 1 耿樹江 1 朱建國(guó) 1 江濤 1 王命平 2 (11中冶建筑研究總院有限公司,北京100088;21青島理工大學(xué),山東青島266033) 摘要:對(duì)9根500mpa級(jí)細(xì)晶粒鋼筋混凝土偏壓柱及1根hrb400鋼筋混凝土偏壓柱進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),觀 察試件的裂縫發(fā)展過程和破壞形態(tài)。對(duì)500mpa級(jí)細(xì)晶粒鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件裂縫寬度間距的實(shí)測(cè)值及現(xiàn) 行規(guī)范公式計(jì)算值的比較表明,實(shí)測(cè)值小于按規(guī)范公式計(jì)算值,滿足規(guī)范要求,但規(guī)范公式計(jì)算結(jié)果偏大;偏 壓構(gòu)件裂縫寬度小于受彎構(gòu)件,構(gòu)件受力狀態(tài)對(duì)裂縫寬度產(chǎn)生影響;由建議公式計(jì)算結(jié)果表明,偏壓構(gòu)件與 受彎構(gòu)件裂縫寬度計(jì)算具有相同的可靠度。 關(guān)鍵詞:500mpa級(jí)細(xì)晶粒鋼筋;偏壓柱;裂縫寬度;裂縫間

為建立空腹式勁性鋼筋混凝土(lsrc)柱的恢復(fù)力模型,本文通過五個(gè)lsrc柱的低周反復(fù)荷載試驗(yàn).分析了試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)機(jī)理;以統(tǒng)計(jì)同類試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ),建立了lsrc柱的斜截面抗剪極限點(diǎn)、屈服點(diǎn)等關(guān)鍵點(diǎn)以及延性系數(shù)的計(jì)算公式;形成了考慮試件軸壓比等影響因素的骨架曲線,統(tǒng)計(jì)了lsrc柱在低周反復(fù)荷載作用下的強(qiáng)度退化、剛度退化、以及滑移等滯回特征,從而構(gòu)造了lsrc柱的恢復(fù)力模型,此模型可用于對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行pushover分析和彈塑性時(shí)程反應(yīng)分析。

gfrp(glassfiberreinforcedpolymer)套管鋼筋混凝土柱是一種新型的組合結(jié)構(gòu)形式,為研究其抗震性能,對(duì)8根gfrp套管鋼筋混凝土柱進(jìn)行低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究。主要研究了軸壓力大小、混凝土強(qiáng)度及frp管與基礎(chǔ)的連接方式對(duì)gfrp套管鋼筋混凝土組合柱的變形能力和滯回特征的影響,根據(jù)gfrp套管鋼筋混凝土組合柱在低周反復(fù)荷載作用下滯回曲線的特點(diǎn),采用截面層纖維模型法對(duì)試件截面進(jìn)行全過程分析獲得骨架曲線。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析確定加卸載規(guī)則,提出了適合于gfrp套管鋼筋混凝土組合柱的恢復(fù)力模型,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,計(jì)算模型與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。

為了進(jìn)一步研究高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的剛度計(jì)算方法,進(jìn)行了15根hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁及2根hrb335級(jí)鋼筋混凝土對(duì)比梁的試驗(yàn),詳細(xì)分析了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的受彎性能。結(jié)果表明:hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁正截面符合平截面假定,實(shí)測(cè)撓度比現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算值略大,相對(duì)誤差在6%左右,根據(jù)該試驗(yàn)和收集的部分高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,提出了修正后適合hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的剛度公式,且采用該修正后的公式計(jì)算hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的跨中撓度具有更高的精度。

hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁受彎試驗(yàn) 第六圖書館 在3根hrb500級(jí)鋼筋混凝土受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析hrb500級(jí)鋼筋和高強(qiáng)混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點(diǎn)和承 載性能.結(jié)果表明,hrb500級(jí)鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強(qiáng)混凝土梁基本一致.在開裂后 ,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應(yīng)提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗(yàn)值與規(guī)范 的計(jì)算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實(shí)測(cè)值較規(guī)范的計(jì)算結(jié)果小,梁的撓度實(shí)測(cè)值比規(guī)范的計(jì)算值大.在3根hrb500級(jí) 鋼筋混凝土受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析hrb500級(jí)鋼筋和高強(qiáng)混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點(diǎn)和承載性能.結(jié)果表明 ,hrb500級(jí)鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強(qiáng)混凝土梁基本一致.在開裂后,混凝土

對(duì)7根hrb500級(jí)低成本高性能鋼筋混凝土梁進(jìn)行正截面試驗(yàn)研究,分析hrb500級(jí)高性能鋼筋與高強(qiáng)混凝土匹配下梁的破壞形態(tài)、變形和承載力特點(diǎn),研究現(xiàn)行規(guī)范的承載力、裂縫寬度和撓度等計(jì)算公式對(duì)hrb500級(jí)高性能鋼筋混凝土梁的適用性。結(jié)果表明:hrb500級(jí)低成本高性能鋼筋混凝土梁承載力實(shí)測(cè)值略大于計(jì)算值,梁裂縫間距實(shí)測(cè)值小于規(guī)范計(jì)算值;裂縫寬度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值相近但互有大小,其計(jì)算不能直接套用現(xiàn)行規(guī)范公式;而撓度的實(shí)測(cè)值大于規(guī)范計(jì)算值,在規(guī)范公式基礎(chǔ)上給出了梁撓度計(jì)算的修正系數(shù)。

為了研究hrb500鋼筋在混凝土梁中的受力性能,進(jìn)行了7根hrb500鋼筋混凝土梁的受彎性能試驗(yàn),建立了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁受彎的數(shù)值模型.模型以梁截面上的縱向力、截面力矩、鋼筋微元力等平衡方程為基礎(chǔ),通過求解任意彎矩作用下任意截面上的平衡方程,確定整根梁的受力響應(yīng),得到撓度、曲率、應(yīng)變等隨荷載的變化情況,以及混凝土裂縫寬度的發(fā)展情況.模型考慮鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)滑移和裂縫的影響,以及裂縫之間受拉區(qū)混凝土的影響,計(jì)算結(jié)果與7根試驗(yàn)梁結(jié)果相比較,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性.利用建立的數(shù)值模型分析了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋與混凝土的協(xié)同工作,研究了相鄰2條裂縫之間相對(duì)滑移、黏結(jié)力、混凝土和鋼筋應(yīng)變等的變化情況.對(duì)多因素進(jìn)行參數(shù)分析,分析表明:采用高強(qiáng)度的混凝土能夠較好地利用hrb500鋼筋的高強(qiáng)度;隨著梁截面高度的增加,裂縫寬度值成為限制梁承載力發(fā)揮的制約條件;增加保護(hù)層厚度不利于梁承載力的發(fā)揮,但影響很小可忽略.

為研究配置hrbf500級(jí)鋼筋的混凝土柱抗震性能,制作了4根500mpa級(jí)鋼筋混凝土矩形截面柱進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn),考慮了配筋率、軸壓比、配箍率對(duì)構(gòu)件抗震性能的影響。結(jié)果表明,hrbf500級(jí)鋼筋混凝土柱具有良好的抗震性能和耗能性能,隨著配筋率的增加、軸壓比的減小、體積配箍率的增大,試件抗震性能和延性均相應(yīng)提高。給出的恢復(fù)力模型各特征參數(shù)理論計(jì)算值與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值吻合較好,可應(yīng)用于工程實(shí)踐。

進(jìn)行了用hrb400級(jí)鋼筋作箍筋的受剪梁的試驗(yàn),觀測(cè)了試件在剪力作用下的破壞形態(tài)、變形特征、荷載-應(yīng)力曲線、極限承載力等。試驗(yàn)結(jié)果表明,此類構(gòu)件受力性能穩(wěn)定,箍筋可以達(dá)到屈服,破壞形態(tài)與普通箍筋受剪梁類似。按照現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算受剪承載力,實(shí)測(cè)值與計(jì)算值比值的平均值為1.48,余量較大,箍筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度取為360mpa,可以滿足設(shè)計(jì)的要求。