ISSN 1000-6869 CN 11-1931/TU
通过对7个钢管高强混凝土剪力墙的受拉性能试验和有限元分析，研究了墙中钢管的直径和数量、竖向分布筋配筋率、墙身混凝土强度等参数对其受拉承载力和刚度的影响。试验结果表明：墙体混凝土强度对受拉刚度影响较大，对受拉承载力影响甚微；受拉承载力主要由钢管混凝土和竖向分布钢筋承担，剪力墙受拉屈服后具有很长的强化阶段，变形和耗能能力强。基于试验结果，提出钢管高强混凝土剪力墙轴心受拉承载力的计算公式，其计算结果与试验结果吻合良好。
将冷弯薄壁型钢桁架配置在普通钢筋混凝土剪力墙中代替钢筋而形成轻钢桁架混凝土组合剪力墙。为研究该类墙体的抗震性能，对两组共6个内置轻钢桁架混凝土组合剪力墙进行拟静力试验，研究轴压比和斜撑体积配钢率对其滞回性能、变形性能、刚度退化以及耗能能力的影响。对比了低矮剪力墙和中高剪力墙的位移延性和耗能能力。结果表明：轴压比对该类剪力墙的变形能力和耗能能力均不利，应予以控制；斜撑体积配钢率对提高低矮墙的延性、耗能能力效果明显，但对承载力的提高作用较小；对中高剪力墙，斜撑体积配钢率的增加，对其耗能能力不利。
为研究在高轴压比下内置钢板混凝土组合剪力墙中钢板与混凝土墙体的协同工作性能，以北京中国尊大厦核心筒剪-力墙为原型，进行了4个1/4缩尺的内置钢板混凝土组合剪力墙轴压性能试验。4个试件的几何尺寸相同，区别在于钢板与混凝土连接构造不同。采用单向重复加载方法，分析了各试件的承载力、刚度退化、应力分布、变形能力等，进行了轴压承载力计算。结果表明：各试件达到极限承载能力时，钢板轴力分担比率在25%~32%之间，内置钢板的抗压能力得到发挥；与无拉结钢筋、无栓钉的试件相比，钢板中部设置长栓钉的试件承载力提高23.6%，轴向变形提高22.6%，刚度退化减缓17.42%，钢板与混凝土协同工作性能好；采用强度叠加理论进行内置钢板-混凝土组合剪力墙轴压承载力计算，试验结果与计算值吻合良好。
通过对15个压型钢板再生混合混凝土组合楼板试件（9个无栓钉试件，6个有栓钉试件）的受力性能试验，研究废旧混凝土块体取代率、剪跨、板厚、栓钉布置方式等参数对试件纵向受剪性能和受弯性能的影响；基于新、旧混凝土的组合强度，确定了试件纵向受剪承载力的计算系数，考察了相关公式预测试件受弯承载力的有效性。研究表明：废旧混凝土块体取代率为21%~36%时，无栓钉压型钢板再生混合混凝土组合楼板的纵向受剪承载力相比全现浇组合楼板偏差-13.1%~11.7%，但未呈现出随取代率的单调变化规律；废旧混凝土块体取代率为11%~31%时，有栓钉压型钢板再生混合混凝土组合楼板的初始刚度与全现浇组合楼板基本相同，同时前者具有不低于后者的受弯承载能力；参照CECS 273—2010《组合楼板设计与施工规范》中相关公式，预测了压型钢板再生混合混凝土组合楼板的受弯承载力，其结果具有不低于全现浇组合楼板的设计安全性。
为研究开孔薄壁钢梁轻骨料混凝土组合楼板的受力性能，设计并制作了5块具有不同构造（不同预制板型、抗剪方式及腹板开孔率）的组合楼板试件，进行了简支条件下均布加载受力性能试验研究。结果表明：该组合楼板具有较高的整体刚度和承载能力，当等效均布荷载达到6 kN/m2时，跨中挠度远小于L/500（L为试件跨度）；对于相同的开孔率，薄壁钢梁腹板的开孔应优选孔径小、数量多的开孔形式；采用文中所构造的抗剪键及其布置形式的组合楼板，其抗剪效果明显优于采用结构胶黏结混凝土板和钢梁的；组合效应系数可以较好地反映组合楼板的整体特性及内部损伤。
为研究由冷弯卷边H形开孔薄壁钢梁和预制轻骨料混凝土板形成的装配式组合楼板的受火性能，对6个两端简支组合楼板试件开展了高温下试验研究，得到了试件的温度及位移响应。研究结果表明：在等效均布荷载2.0 kN/m2及最高炉温为600℃的烃类火灾作用下，以轻骨料混凝土及腹板开孔薄壁钢梁形成装配式组合楼板具有良好的抗火性能，组合楼板的跨中挠度最大为L/44（L为组合楼板跨度）时，试件仍保持良好的整体性；主钢梁腹板开孔直径与分布形式对组合楼板的整体抗火性能均有显著影响，为减小组合楼板高温下的位移响应，对主钢梁腹板的开孔宜优选孔径大、数量少的分布形式；抗剪键数量对组合楼板抗火性能的响应影响远大于对预制板类型的影响。
为研究北京“中国尊”多腔钢管混凝土巨型分叉柱不同构造措施对其受压性能的影响，进行了2个1/10缩尺的分叉柱节点区域模型试件轴心受压力学性能试验。设计了原型柱缩尺试件BAC以及在试件BAC基础上未配置纵向加劲肋及构造钢筋的试件WAC。分析了试件破坏特征，承载力、刚度及退化过程、延性、耗能能力等。研究表明：试件BAC满足受力要求，承载力较高、刚度退化速率缓慢、延性较好、耗能能力较强；与试件BAC相比，试件WAC构造措施简化，但其承载力变化不大，刚度退化较快、延性较差、耗能能力较弱；异形截面钢管混凝土柱后期变形发展与构件截面不规则程度有关。在忽略横隔板作用情况下，采用不同承载力计算方法并按是否考虑竖向构造措施的影响进行了承载力计算，结果表明采用不同方法计算承载力时，横隔板对承载力的贡献均较大，且因计算方法不同存在差异。
为研究多腔体钢管混凝土巨型柱腔体构造措施对其轴压性能的影响，以北京中国尊大厦巨型柱截面长轴两端受力较大的矩形截面腔体为原型，进行了6个不同腔体构造措施1/4缩尺的矩形钢管混凝土柱轴压性能试验。采用竖向重复加载，研究了各试件的破坏过程、荷载位移曲线、承载力、耗能、刚度退化和应变，分析了腔体内加设竖向加劲肋、水平拉结筋、栓钉、横隔板、钢筋骨架等构造措施对试件轴压性能的影响。提出了不同腔体构造措施矩形截面钢管混凝土柱的承载力计算方法，其计算结果与试验结果符合较好。对试件轴压性能进行了有限元模拟，有限元模拟损伤形态和分析结果与试验结果符合较好，并分析了不同腔体构造参数对其轴压性能的影响。研究表明：腔体内设置竖向加劲肋，可分担轴力，延缓钢管屈曲，增强对混凝土的约束，提高构件刚度、承载力和延性；竖向加劲肋间设置拉结钢筋，极限荷载后，可增强钢管对混凝土的约束，延缓钢管混凝土柱轴压性能退化；腔体内设置栓钉，极限荷载后，可增强钢管与混凝土共同工作性能，延缓其后期性能退化；腔体内设置横隔板，其与钢管共同工作，可提高对混凝土的空间约束，显著提高柱的承载力，延缓其刚度退化，总耗能能力增强；腔体内设置钢筋骨架，可进一步加强对各钢筋笼内混凝土的约束，延缓柱的极限荷载后的性能退化，提高延性。
钢管混凝土复合柱由钢管混凝土柱肢和钢筋混凝土联接板组成。以柱肢钢管壁厚和联接板厚度为试验参数，对7个复合短柱试件进行轴压性能试验研究,同时进行了与复合柱试件组成相对应的4个钢管混凝土柱构件和3个钢筋混凝土板构件的轴压试验。研究复合短柱在轴压荷载作用下的破坏模式和荷载位移曲线，对比分析试件与对应构件的荷载应变曲线，研究柱肢钢管壁厚和联接板厚度对复合短柱轴压承载力的影响。试验结果表明：轴压复合短柱受力全过程分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性发展阶段；轴压复合短柱的破坏特征为钢筋混凝土联接板混凝土压碎，此时钢管混凝土柱肢的受力状态与对应的钢管混凝土构件的受力状态不同，钢管混凝土柱肢并没有充分发挥其自身的承载能力；在复合短柱的轴压承载力计算中应引入柱肢承载力折减系数，该系数与柱肢套箍系数相关；通过对现有的钢管混凝土轴压短柱的试验数据进行回归分析，拟合得到柱肢承载力折减系数的经验计算公式；按照建议方法计算得到的复合短柱的轴压承载力与试验结果吻合良好。
以偏心率为参数，对4根钢管混凝土复合柱和4根钢管混凝土格构柱进行了受压试验和有限元分析，对比分析了试件的破坏过程与特征、受压承载力和荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线。试验结果表明：轴压复合短柱的破坏以钢筋混凝土板的压碎和纵筋屈服为特征，此时钢管混凝土柱肢没有充分发挥其自身的轴压承载能力；偏压复合短柱的破坏形态为近载侧钢筋混凝土板压碎同时柱肢钢管出现鼓曲，对应柱肢的受力状态与钢管混凝土格构柱的相似。当偏心率相同时，钢管混凝土复合柱的初始受压刚度和承载力均大于钢管混凝土格构柱，两者的初始抗弯刚度接近，但由于钢筋混凝土板在受力后期仍可有效传递截面剪力，钢管混凝土复合柱的侧向位移明显小于钢管混凝土格构柱。钢管混凝土复合柱的偏心率折减系数随偏心率的变化情况与钢管混凝土格构柱的基本相似。以钢管混凝土格构柱的基本计算式为基础，利用试验和有限元参数分析结果对其进行修正，得到钢管混凝土复合柱的偏心率折减系数计算方法，折减系数的计算结果与试验结果吻合良好。
通过对型钢混凝土(SRC)柱的性能等级划分，明确了各性能等级所对应的物理损伤状态及修复方法，以钢筋、型钢和混凝土的材料应变及构件承载力作为控制条件，综合判断SRC柱的各性能等级的界限状态。采用ABAQUS有限元软件，对按我国现行规范设计的360个弯曲破坏的SRC柱进行有限元分析，得到SRC柱各性能等级的转角限值，并且分析了轴压比、含钢率、体积配箍率、剪跨比和型钢截面形式对各性能等级转角限值的影响。研究结果表明：型钢混凝土柱内置型钢截面型式对各性能界限状态变形指标限值影响不大，轴压比对各性能等级限值影响很大，含钢率、剪跨比和体积配箍率对部分性能等级的限值有明显影响。对数值计算结果进行统计分析，得到了SRC柱各性能等级的位移角限值和塑性转角限值的统计特征值及回归表达式。研究成果可为钢-混凝土混合结构基于性能的抗震设计和抗震性能评估提供参考。
为研究不同加载方式下实腹式型钢混凝土T形截面柱沿腹板方向的损伤演化规律，设计并制作了10根缩尺比为1/2、剪跨比为2.5的型钢混凝土T形截面柱，变化参数为轴压比、配钢率及加载制度。基于试验成果，对单调荷载及低周反复荷载作用下T形截面柱的荷载位移曲线及能量耗散能力进行了分析。结果表明：从初始加载到失效，型钢混凝土T形截面柱的损伤过程可分为5个阶段，分别为无损阶段、轻微损伤阶段、损伤稳步发展阶段、严重损伤阶段和破坏阶段；与单调加载相比，随着位移幅值的增大与荷载循环次数的增加，T形截面柱的承载力、极限变形能力和极限耗能能力均有不同程度的降低。在试验研究的基础上，考虑荷载循环次数、位移幅值与极限承载能力的动态关系以及加载路径对T形截面柱损伤的影响，建立了由最大变形与滞回耗能双参数组合的非线性损伤模型，并验证了该模型的合理性。
为研究开孔钢板（PBL）加劲型方钢管混凝土长柱的受力性能，完成了4个PBL加劲型方钢管混凝土长柱轴压试验。分析PBL加劲肋对不同长细比柱破坏模式、纵向应变、环向应变和承载力等的影响。结果表明：设置PBL，既可以发挥加劲肋的作用，有效防止加劲部位钢管的鼓曲，使横向鼓曲波长变短甚至出现“双波”，套箍作用明显；同时，还具有剪力连接件的作用，PBL与混凝土黏结良好，未出现PBL与混凝土剥离现象；基于CECS 159:2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》，给出PBL加劲型方钢管混凝土长柱承载力计算式，其计算结果与试验结果比较吻合良好。
为研究高温后型钢再生混凝土柱的损伤劣化机理及刚度退化规律，以经历高温温度、恒温时间、取代率、型钢保护层厚度、配钢率、配箍率和偏心率为变化参数，设计54个型钢再生混凝土柱试件（其中轴压试件48个，偏压试件6个），对其进行高温后静力加载试验，得到其荷载位移曲线。从试件表面劣化程度、损伤场变量、轴压刚度及抗弯刚度等方面分析了其损伤程度及剩余刚度，并研究其抗弯刚度的计算方法。研究结果表明：经历温度越高，试件表面的劣化程度越显著；随着高温温度的升高、恒温时间的增加，高温后试件的损伤程度逐渐提高，轴压刚度和抗弯刚度逐渐降低；保护层厚度越小，高温后轴压试件的轴压刚度越低，偏心率越大、取代率越小，高温后偏压试件的抗弯刚度越低；配钢率和配箍率对其损伤值及剩余刚度的影响不大；抗弯刚度计算值与试验值吻合较好。
采用调整结构自振频率和限制加速度响应相结合的方法，对惠州市大亚湾大跨度钢-混凝土组合人行天桥进行了人行舒适度分析。基于通用有限元程序MSC-MARC二次开发的子程序，建立组合人行天桥的纤维模型。利用FORCDT子程序描述随时间和空间变化荷载的功能，模拟了不同人行激励工况，按照各国规范中验算人致振动响应的方法，对人行天桥舒适度进行综合评估。通过加速度时程计算，对比分析阻尼比、积分步长、结构质量、人行荷载模式以及桥梁支座处弹簧节点构造等因素对结构动力响应的影响。分析结果表明：该钢-混凝土组合大跨人行桥能够满足各规范对人行舒适度的检验要求，同时在桥梁支座处设置弹簧连接，可使结构加速度响应降低14%，支座反力减小54%，可有效控制结构的人致竖向振动响应。
为研究实腹式型钢混凝土十字形截面柱的抗震性能，以1榀3层2跨异形柱中框架为原型，通过拟静力试验预先获得不同轴压比下对比柱的基本受力性能。构建了OpenSees-OpenFresco-MTS抗震混合试验系统，取底层十字形截面中柱作为试验单元，并利用四连杆设备进行加载，其余部分作为计算单元，基于OpenSees软件进行模拟，将模拟结果作为目标位移进行加载，观察各试件的受力过程及破坏特征，获得了试件的滞回曲线和骨架曲线，对比分析了承载力、延性、耗能及刚度退化等。研究结果表明：随着轴压比的增大，各试件的力学特征值均降低，但弹性刚度不变；与拟静力试验中各对比试件相比，地震作用的随机性对混合试验中各构件的抗震性能影响较大，导致其某一方向承载力和刚度大大降低；历经混合试验的震后损伤试件仍然具有对比试件75%的承载能力。
设计并制作了4个足尺圆形截面和4个足尺方形截面钢管混凝土柱，对其进行了爆炸试验。通过对爆炸后挠跨比（爆炸导致的跨中挠度和柱长度之比）小于1/100的4根钢管混凝土柱施加竖向压力，得到了钢管混凝土柱在承受爆炸作用后的残余承载力，并分析了钢管混凝土柱在残余承载力试验中的应变发展情况，其中，圆形截面试件应变曲线有明显屈服平台，表明圆形截面钢管混凝土柱的损伤后变形能力优于方形截面钢管混凝土柱。试验后剖开6根钢管混凝土柱试件外钢管，分析了钢管混凝土柱在残余承载力试验前后的破坏情况，试验前后其破坏模式基本一致。应用钢管混凝土统一理论修正公式，对4根残余承载力试验试件进行了损伤程度评估，其中3根为中度破坏，1根为重度破坏，未出现倒塌现象。
针对端部不封口钢管混凝土的局部受压性能进行单调轴压试验研究及有限元分析。试件参数设置包括钢管的规格、支承体的混凝土尺寸、垫块的设置和配筋率等。试验及有限元分析表明：端部不封口钢管混凝土支承体顶面有压陷现象，其压陷现象与支承体的配筋率大小、不同局部受压面积比、垫块设置与否有关；对素混凝土支承体，其顶面压陷现象明显，并严重降低素混凝土的局部受压承载力；对配有间接钢筋的混凝土支承体，其顶面压陷现象不明显，对局部受压承载力影响不大，仍可按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》局部受压公式进行验算；当局部受压荷载满足GB 50010—2010中的要求时，不封口钢管混凝土支承体的压陷现象可以得到有效控制；局部受压截面通过局部承载力实测值与GB 50936—2014《钢管混凝土结构设计规范》公式对比可知，GB 50936—2014中建议的局部受压公式结果偏保守，柱脚环板下混凝土承载力也偏于保守。
通过对4榀两层两跨的装配式减震墙板框架、空框架和普通墙板框架的低周反复加载试验，对比研究了装配式减震墙板RC框架结构的破坏特征、滞回性能、承载能力、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明：装配式减震墙板框架结构的滞回曲线饱满，耗能能力强，其等效黏滞阻尼系数在0.13以上，较装配式空框架和普通墙板框架有明显提高；横条型和竖条型墙板对装配式减震墙板框架结构的抗震性能影响不大，二者对框架结构水平承载力和抗侧刚度的附加效应均远小于普通墙板，可减少对装配式框架造成过强约束；装配式减震墙板框架结构的承载力衰减速率和刚度退化速率都较普通墙板框架结构缓慢，增强了结构强震作用下的承载能力；当结构层间位移角达到1/50时，装配式框架中普通墙板端部开裂并被压碎，而减震墙板并未出现破坏。
以再生骨料混凝土在框架结构中的应用为工程背景，将分布于框架结构对称位置的再生及普通混凝土构件进行长期监测，分析再生骨料混凝土应用于不同类型构件的可行性。在实验室测试原位浇筑的再生与普通骨料混凝土抗压强度，在现场对再生及普通骨料混凝土梁、板、柱构件进行混凝土应变的长期对比监测。分析结果表明：采用优化配合比设计的再生骨料混凝土，其强度略低于普通骨料混凝土；当再生骨料混凝土应用于各类实体构件时，其早龄期抵抗由于干缩效应引起的拉应变的能力优于普通骨料混凝土，但再生骨料混凝土抵抗由于荷载及温度变化引起变形的能力劣于普通骨料混凝土；再生骨料混凝土各类构件应变发展与普通构件相当，再生骨料混凝土可应用于框架结构的梁、板、柱等构件中。
为研究罕遇地震作用下等效线性化方法在RC框架结构设计中的应用，基于现有的结构非线性响应的等效线性化方法，通过与RC框架结构非线性时程分析结果对比，分析不同的等效线性化方法计算罕遇地震作用下结构地震响应的有效性，并确定等效线性化参数的取值；按基于等效线性化的设计方法及现行规范方法分别设计了分析算例，通过非线性动力时程分析，对比了框架结构实现预期强震破坏模式的效果。结果表明：同时考虑刚度折减和附加阻尼的割线刚度等效线性法可更好模拟结构强震非线性反应；基于等效线性化的设计方法可更好地实现结构在罕遇地震作用下的预期破坏模式。
通过在预制剪力墙底部预留混凝土后浇区，上、下层墙体竖向分布钢筋在此区域内搭接连接，在此区域外支腿范围内的纵向钢筋采用套筒灌浆连接，形成装配整体式剪力墙结构。为研究该类剪力墙的抗震性能，设计了5组共15片装配整体式足尺剪力墙，对其进行拟静力试验。研究表明：装配整体式剪力墙为典型的弯剪破坏模式；底部预留混凝土后浇区上方的水平接缝和墙底水平接缝开裂并贯通，在试验过程中竖向接缝未开裂，当轴压比较大或剪跨比较小时，底部后浇区角部混凝土会产生压溃或剥落现象；装配整体式剪力墙的破坏模式以及滞回特征、承载力、延性、刚度退化情况等指标与对应的现浇试件基本一致，水平承载力相差不超过5.7%，位移延性系数不低于4.1，极限层间位移角均在1/87以上，呈现良好的整体性能和抗震性能。
在水平地震作用下，低轴压比的单排配筋混凝土剪力墙易在底部施工缝处产生剪切滑移现象，影响其耗能能力，在剪力墙底部配置斜向钢筋可以较好地避免此现象发生。为研究配置斜筋单排配筋混凝土双肢剪力墙的抗震性能，对3个1/2缩尺的单排配筋混凝土双肢剪力墙进行了拟静力试验，研究了在墙肢及连梁中配置斜筋对混凝土双肢剪力墙破坏机制与抗震性能的影响。对比分析了配置斜筋双肢墙与未配置斜筋双肢墙的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、刚度和耗能能力。试验结果表明:在墙肢配筋量相同的条件下，在墙肢底部设置适量的斜筋，可提高双肢墙的延性和耗能能力，并对其破坏机制产生影响；在墙肢分布钢筋量不变条件下，在墙肢底部和连梁中增设斜筋，可明显提高双肢墙的延性和耗能能力。
通过后张拉高强无黏结预应力筋将分段预制墙板拼装成整体预应力预制混凝土剪力墙，剪力墙根部靠近中间位置布置若干普通钢筋以增加墙体耗能性。为比较该类剪力墙与现浇混凝土剪力墙的抗震性能，进行了3片预应力预制混凝土剪力墙和1片现浇混凝土剪力墙的拟静力试验，研究墙体的破坏过程及破坏形态、滞回及骨架曲线、位移延性、耗能能力、刚度退化、残余位移等。结果表明：预应力预制混凝土剪力墙的非线性变形集中在墙根部接缝处，导致墙体本身的损伤较小；预应力筋可提供恢复力，能有效减小残余变形；由于耗能钢筋的锚固失效，预制混凝土剪力墙的滞回曲线不如现浇混凝土剪力墙试件饱满；刚度退化早于现浇墙体，但下降段曲线较现浇墙体平缓，其刚度退化较现浇墙体缓慢；锚固失效是由耗能钢筋过密布置导致。
已有的钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型在墙体单元和连梁单元连接处采用水平变形协调，即连梁单元的梁端转动与墙体单元水平刚性梁的转动变形相协调。然而，水平变形协调并不能反映墙体和连梁的实际变形协调条件。为此，提出了一种钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型，该模型中墙体单元为具有分布式剪切弹簧且考虑平面外自由度的三维宏观墙体单元模型，连梁单元为具有3个子单元串联的一维杆单元模型，墙体单元与连梁单元的连接采用竖向变形协调，即连梁单元的梁端转动与墙体单元边垂直杆元的变形相协调。并通过算例对其模拟的准确性进行校验。结果表明：采用竖向变形协调方式建立的计算模型能更加准确地模拟联肢剪力墙的力学行为，提出的钢筋混凝土联肢剪力墙宏观数值计算模型可用于三维的非线性分析，其中墙体单元能更好地模拟剪切变形和面外变形，连梁单元能够更好地模拟与墙肢的变形协调。
试验中设计了考虑楼板和正交梁的足尺钢筋混凝土框架中节点，对其进行拟静力试验，研究柱端、梁端采用CFRP加固对梁-板-柱中节点抗震性能和破坏模式的影响。分析了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能、位移延性、刚度退化及节点核心区剪切变形等。结果表明：由于楼板和正交梁的影响，未加固节点呈现“强梁弱柱”的柱铰失效模式；采用CFRP仅加固柱端或同时加固柱端及梁端，对节点承载力影响较小，但可有效提高节点的位移延性和耗能能力，使中节点的破坏模式由柱铰机制转为“强柱弱梁”的梁铰机制，仅采用CFRP加固柱端的方法效果更好；由于正交梁的存在，节点核心区在较大位移水平下未出现明显的剪切破坏。
为研究T形肋对混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响，进行了预制T形肋底板混凝土叠合板和整浇板的弯曲疲劳性能对比试验。通过对比试验得到了不同疲劳循环加载次数下的跨中挠度、混凝土应变、预应力筋应变、残余变形等，研究了试件在疲劳循环荷载下的刚度退化情况、荷载应变分布、裂缝分布及残余承载力等。结果表明：经历200万次疲劳作用后，预制T形肋底板混凝土叠合板无明显刚度和承载力退化，增设T形肋的叠合板能达到与整浇板相同的疲劳性能。基于试验结果，给出了预制T形肋底板混凝土叠合板正截面弯曲疲劳强度计算假定以及正截面弯曲疲劳应力验算方法。
准确计算节点核心区剪力设计值是节点核心区抗剪设计的关键。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》（简称《混凝土规范》）和GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》（简称《抗震规范》）中给出了不同的节点核心区水平剪力计算公式。基于受力平衡条件，对这两部规范中的节点核心区水平剪力计算公式进行讨论，并给出改进建议。结果表明：《混凝土规范》中对不同位置节点受剪计算应采取不同的计算公式，但顶层节点公式未考虑单侧柱端剪力对节点核心区水平剪力的贡献，而《抗震规范》中的建议公式可考虑这一贡献。《混凝土规范》和《抗震规范》中的公式均采用梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和的假定，主要适用于节点核心区几何尺寸远小于梁跨或柱高的情况。建议公式中考虑了单侧柱端剪力对节点核心区水平剪力的贡献，其适用范围更大。
通过对4个配置大直径大间距HRB500高强钢筋的装配整体式钢筋混凝土框架梁柱节点的低周反复加载试验，研究其开裂过程、破坏形态以及滞回特性、骨架曲线、延性与耗能能力等。结果表明：4个梁柱节点试件均表现为梁端塑性铰区的弯曲破坏，节点区处于弹性状态；节点整体性能良好，具有较好的延性和耗能能力；与普通配筋形式相比，大直径大间距的配筋形式对梁柱节点性能影响不明显；大直径钢筋在节点区采用锚固板机械锚固形式安全可靠。
试验中设计了6个钢筋套筒灌浆连接预制混凝土柱和2个现浇混凝土柱，对其进行低周反复加载试验，其中配置的纵筋和箍筋均为500 MPa钢筋，研究了预制柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力以及承载力，分析了轴压比、配箍形式和灌浆料强度对其抗震性能的影响。研究结果表明：预制柱的位移延性、耗能能力和承载力均与现浇柱相近；预制柱套筒区形成刚域，套筒顶部破坏最为严重；轴压比较小的预制柱，其柱根部灌浆层结合面发生破坏，且滞回曲线会出现捏拢；轴压比较大的预制柱在保护层剥落后，出现核心区混凝土压碎破坏；预制柱的位移延性系数的均值仅为220，但极限位移角的均值可达1/31。
为研究考虑截面应力重分布对轴压柱混凝土徐变的影响，完成了12组24个几何尺寸为100 mm×100 mm×400 mm的素混凝土试件在不同应力水平下的徐变试验。运用MATLAB编写的程序，分析了关键参数对钢筋混凝土柱徐变的影响。结果表明：当初始压应力水平不大于0.35时，徐变过程中卸载回弹应变系数为0.89；当初始压应力水平高于0.35时，随初始压应力水平的增大，卸载回弹应变系数减小。随加载龄期的延长、纵向受压钢筋配筋率的增大、截面尺寸的增大、混凝土强度的降低、初始压应力水平的减小、环境温度的降低、环境相对湿度的增大，轴心受压钢筋混凝土柱徐变值减小。基于模拟分析结果拟合得到了C20~C50轴压钢筋混凝土柱徐变终值与各关键参数的关系式。
为评估中、美规范计算方法对连续深受弯构件受剪承载力预测的安全性，通过搜集和筛选国内外文献中的试验研究成果，建立了钢筋混凝土连续深受弯构件受剪试验数据库。对美国规范ACI 318-2011采用的拉压杆模型（STM）计算方法以及GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中深受弯构件受剪承载力计算公式进行了分析。在此基础上，利用所建立的数据库对中、美两国规范中的计算方法进行评估。结果表明：两规范的计算结果均高估了连续深受弯构件的受剪承载力；对于中国规范中深受弯构件的受剪承载力计算公式，建议将其剪跨比λ的上限值取3.00，下限值取0.25，可以使其偏安全地用于连续深受弯构件计算；对于美国规范中所采用的STM，则可通过调整压杆混凝土有效系数，提高其安全度。
为解决纤维增强复合材料（FRP）因树脂类胶黏剂受热失效而难以有效提供侧向约束的问题，采用纤维条带无胶黏结螺旋缠绕的加固方法，对碳纤维螺旋缠绕加固混凝土柱（CSSC）进行常温下的单调轴压试验。采用粒子图像测速（PIV）技术测量应变，研究碳纤维层数、纤维条带宽、水泥浆设置及中部搭接等因素对其力学性能的影响。试验结果表明：CSSC试件比无加固混凝土的承载力提高20%以上，变形能力提高1~2倍，且破坏全过程无爆裂。CSSC试件的轴压性能随纤维层数的增加而显著提高；纤维条带宽增加会引起纤维与环向倾斜夹角的增加,不利于提高CSSC试件承载力；水泥浆设置在核心混凝土柱与纤维之间，有利于提高CSSC试件承载力；水泥浆设置在纤维外层，有利于增加试件横向极限应变。
对8个采用大间距、大直径HRB500纵筋的钢筋混凝土叠合梁和2个对比试件进行了静力试验，研究了纵筋间距、箍筋肢距和构造钢筋对叠合梁受弯性能的影响。结果表明：在截面配置大间距
40或32受力纵筋的混凝土叠合梁，其裂缝分布形式和裂缝发展与普通配筋叠合梁相近，但开裂早于普通配筋叠合梁，开裂荷载小于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的计算值；受力性能与普通配筋叠合梁相近；受弯承载力及短期刚度可以按照GB 50010—2010计算。增加纵向构造钢筋对裂缝开展、屈服荷载和受弯承载力的影响较小。试件受弯主裂缝的位置大多位于箍筋处，平均裂缝间距与规范计算值差异较大。按照JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》规定的叠合面要求制作的试件，在峰值荷载前，未出现叠合面破坏。
通过再生混凝土梁式试验，得到了不同钢筋锈蚀率下再生混凝土与钢筋的平均黏结应力滑移曲线，分析了钢筋锈蚀率对不同直径钢筋与再生混凝土之间黏结滑移性能的影响。研究结果表明：钢筋锈蚀率为0%和1%时，试验梁发生劈裂破坏；锈蚀率为9%时，发生钢筋拔出破坏；锈蚀率为3%和6%时，试件钢筋拔出和混凝土劈裂破坏共同发生；锈蚀钢筋与再生混凝土间黏结应力随钢筋锈蚀率的增加而先增大后减小，锈蚀率为1%时黏结应力为最大；锈蚀率为0%和1%时，黏结应力峰值集中在加载端附近，随锈蚀率增大，黏结应力峰值靠近自由端；随锈蚀率的增加，滑移增幅变大；依据试验结果，拟合了黏结应力沿锚固区分布规律的位置函数，结合平均黏结应力滑移本构方程，建立了可反映不同位置锈蚀钢筋再生混凝土黏结滑移的本构方程。
京公网安备 11010802041942号 网络出版服务许可证（署）网出证（京）字第373号 技术支持：