2020年, 第41卷, 第07期 刊出日期:2020-07-05
  

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    结构抗震专题
  • 陈才华, 王翠坤, 张宏, 陈灏恺, 王洋
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 1-14. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0663
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    2010年以后,我国高层、超高层建筑进入快速发展阶段,目前仍处于蓬勃上升期,我国已成为世界高层建筑发展的中心。抗震设计是我国高层建筑结构设计中的关键问题,而振动台模型试验是研究高层、超高层结构抗震性能的重要手段。通过科学、合理设计和精细模型加工,采用振动台试验可较准确测定结构的动力特性、动力响应和破坏形态,反映结构不规则性对抗震性能的影响,揭示薄弱部位。为此,以中国建筑科学研究院完成的28个实际工程模型振动台试验为基础,对试验结果和试验数据进行分类对比分析,研究阻尼比、整体刚度退化、连梁刚度折减系数、外框剪力比、加速度放大系数等影响高层建筑结构设计的参数和指标,并对有代表性和共性的结构薄弱部位及加强措施进行汇总,提出高层建筑结构设计相关的一些启示和设计建议。    
  • 叶良浩, 曲哲, 孙海林, 宫婷
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 15-26. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0393
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    建筑物在地震作用下的直接经济损失不仅来自于结构构件,而且来自于非结构构件和建筑内部物品的破坏。对于满足现行抗震设计规范要求的建筑物,非结构构件和建筑内部物品的破坏经常成为建筑物地震经济损失的主要来源。为此,以某医疗建筑为研究对象,采用底部隔震、增设屈曲约束支撑和增设摇摆墙等三种减震方案对其进行加固,通过对比原建筑和采用不同方案加固后的建筑在不同强度地震作用下的经济损失,研究不同减震结构体系对减轻建筑物地震经济损失的作用。分析结果表明,各减震方案均能有效减小结构的位移反应,隔震方案能同时有效地减小结构的加速度反应。由于所研究的医疗建筑在地震作用下的经济损失主要来自于医疗设备等加速度敏感型非结构构件,因此采用隔震方案在减小地震经济损失方面具有明显的优势。
  • 鲁亮, 赵菲, 徐颖超
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 27-35. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0460
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    体外预应力自复位框架(EPSCF)是一种采用结构控制技术的抗震结构体系。结构抗侧刚度对EPSCF结构地震响应具有重要作用。首先,采用ABAQUS软件建立EPSCF结构的有限元数值模型,并采用地震振动台试验验证了模型的正确性;其次,通过改变预应力筋参数以改变结构抗侧刚度,得到结构自振特性随相对刚度比变化的规律。同时,选取合适的地震波进行弹塑性时程分析,模拟不同相对刚度比下EPSCF结构的地震响应规律,计算结果总体呈现为随相对刚度比的增大,结构位移响应减小、结构加速度和基底剪力增大;最后,求得结构层间位移放大系数及基底减震系数随相对刚度比变化的曲线,并选择基底减震系数为EPSCF结构侧向刚度的取值依据,得出相对刚度比的参考取值范围为0.02~0.10。
  • 刘文光, 余欣欣, 许浩, 朱宏平
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 36-44. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0171
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    基于预压弹簧的变形受力特点设计了一种附带阻尼的负刚度系统,该系统通过预压弹簧的斜向变形出力可实现负刚度性能,并采用黏滞阻尼器提供阻尼性能。根据上述思想设计组装了负刚度模型装置并进行静力试验研究,基于试验结果提出了考虑弹簧刚度、弹簧长度、弹簧预压缩量的负刚度系统的力学模型,并进一步建立了负刚度隔震系统的动力分析模型,提出了负刚度装置的最优参数选取方法,指出了最优负刚度配比的选取由隔震支座的阻尼比决定。将所提出的负刚度系统应用于某高层隔震结构中并进行了动力分析,结果表明,附加负刚度系统不仅能够减小高层建筑在地震作用下上部结构的加速度响应、层间变形,而且可有效控制隔震层的位移响应,实现了在罕遇地震作用下同时降低上部结构的加速度响应和隔震层位移响应的目标。
  • 刘阳, 郭子雄, 贾磊鹏, 黄群贤, 黄泽伟
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 45-54. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0150
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    为适应现代建筑工业化和震后结构性能快速恢复的需要,提出了一种适用于钢筋混凝土(RC)装配结构的震损可更换组合柱。进行了8个足尺可更换组合柱试件的低周往复荷载试验,研究了可替换构造和轴压比等因素对试件抗震性能的影响。研究表明:按照“强柱弱消能件”原则设计的所有试件,塑性变形均集中于可更换消能部件上,在经历了3次1/50位移角幅值作用后,仍可实现试件的损伤部件原位替换;最大位移角不超过1/50时,替换前后试件的抗震性能无明显差异,说明两种可替换构造均可实现试件的震损后性能恢复;所有试件均具有良好的延性和滞回耗能性能。采用加强型消能件构造的试件耗能性能最好;试件设计轴压比从0.3提高到0.5,其承载力和耗能能力均有显著提高,同时延性没有明显降低;核心方钢管锚固于地梁的可替换构造B与核心方钢管未锚固于地梁的构造A相比具有更高的承载能力,同时损伤部件的替换也更容易实现,但对连接螺栓的强度要求也更高。
  • 蔡景明, 潘金龙, 苏浩
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 55-62. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0516
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    为研究钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的抗震性能,完成了7根钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱和4根钢管混凝土叠合柱的低周往复加载试验。试验结果表明:钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱在低周往复荷载下均具有较好的延性,滞回曲线饱满,未出现明显的“捏缩”效应,表明ECC材料与核心钢管混凝土具有较好的协同变形能力和组合作用。相比之下,钢管混凝土叠合柱试件在低周往复荷载下出现明显的外层混凝土剥离现象,滞回曲线捏拢现象较为明显。通过累积耗能对比分析可知,钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的累积耗能约为钢管混凝土叠合柱的2倍,表明钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱具有更好的抗震性能,适用于抗震设防烈度较高地区。此外,基于有限元软件ABAQUS对钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的滞回性能进行了模拟,将有限元分析结果与试验结果对比发现,二者吻合较好,表明采用该有限元模型可以较为准确地研究该类组合柱的抗震性能。最后,基于有限元模型探讨了不同参数对组合柱受力性能的影响。
  • 装配式结构
  • 叶继红, 江力强
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 63-73. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0705
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    为促进多层冷成型钢结构的建筑工业化发展,提出了一种可模块化建造的装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构体系(PM-CFS-CSWS),该体系将结构划分成柱模块(包括中柱模块、边柱模块和角柱模块)、墙体模块、组合楼板和连接件等部分,所有模块均可在工厂模数化生产,运输到现场后仅通过自攻螺钉装配连接成整体结构。以一栋振动台试验模型为实例说明PM-CFS-CSWS体系的构造方案、各模块间的连接技术和整个建造过程。试验中设计了4栋5层1∶2缩尺PM-CFS-CSWS振动台试验模型,并对模型结构开展了分层次振动台试验,分析试验现象以及结构在地震作用下的动力响应。结果表明,加强块节点、加强型和普通墙体可明显提高多层冷成型钢结构的抗震性能,所提出的多层体系基本满足我国抗震规范9度设防的要求,建议多层冷成型钢结构的弹塑性层间位移角限值可取为1/30~1/25。
  • 胡书领, 王伟
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 74-80. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0499
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    利用摇摆核心可控制分层装配式钢框架结构在罕遇地震作用下的失效模式。提出了摇摆核心-分层装配式钢框架结构体系的平面布置形式及连接构造。通过参数化非线性时程分析,对摇摆核心刚度对结构最大位移响应及层间位移分布形式的影响进行了分析,结果表明,摇摆核心可以有效控制结构在地震作用下的层间变形模式,且随着摇摆核心刚度的增大,结构的层间变形也越均匀。提出了可以综合考虑结构最大位移响应及结构层间变形模式的结构抗震性能评价参数及摇摆核心需求刚度计算方法。
  • 张望喜, 王雄, 刘精巾, 易伟建
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 81-90. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0031
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    为研究装配整体式混凝土空间框架结构抗连续倒塌性能与现浇结构的异同,设计并制作了3个2/3缩尺、3梁4柱的混凝土空间框架子结构试件,对中柱进行了力-位移控制的静力加载试验。其中一个试件是现浇混凝土(RC)结构,另外2个试件是装配整体式混凝土(PC)结构,梁柱节点构造分别采用90°弯钩连接及锚固板焊接连接两种形式。根据抗力、位移、应变、裂缝发展及破坏形态等试验结果对试件的受力变化及抗力机制进行了分析。结果表明:PC试件梁端的裂缝发展更集中,而RC试件的梁端裂缝分布更均匀,这对结构受力更有利。RC试件的抗连续倒塌能力优于PC试件,在压拱阶段两者差别不大,但在悬链线阶段,RC试件的荷载最大值为167kN,分别为90°弯钩节点构造形式和锚固板焊接节点构造形式的PC试件的1.57倍和1.22倍,并且RC试件钢筋断裂更晚,具有更好的塑性发展空间。
  • 崔涛, 何浩祥, 闫维明, 周大兴
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 91-101. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0677
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    为研究水泥基复合材料(ECC)底板及后浇层的梁构件的受弯性能及损伤演化规律,设计并制作了11根梁试件,研究其在不同配筋率、ECC底板厚度和钢筋连接形式下的受弯性能。采用分形理论研究试件的分形维数与试件跨中位移、延性、一阶频率、静动刚度等参数的关系,提出基于动刚度及静刚度退化的损伤演化规律。结果表明:与传统钢筋混凝土梁相比,底部带有ECC预制底板的梁试件的延性、屈服荷载、屈服位移和破坏时的分形维数均有所提高。试件的延性和破坏时的损伤指数随分形维数提高而提高,而弯曲刚度、一阶频率随分形维数提高而降低。采用分形维数估算试件的损伤可作为损伤评定的一种有效的技术手段。
  • 安毅, 李易, 陆新征, 任沛琪
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 102-109. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0690
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    大变形下梁柱节点的力学行为是影响干式连接装配式混凝土框架结构抗连续倒塌性能的关键因素。对3个梁柱子结构试件进行了静力连续倒塌试验,包括1个螺栓连接试件、1个后张拉无黏结预应力连接试件和1个现浇对比试件。根据试验结果分析了节点和子结构在不同变形下的破坏模式和结构静力倒塌抗力,并采用能量原理分析了子结构的动力倒塌抗力。和现浇试件相比,螺栓连接试件的受拉区端板屈曲,使结构在压拱机制下的静力和动力倒塌抗力分别降低41%和45%,而连接角钢和螺栓的断裂使悬链线机制下的静力和动力倒塌抗力分别降低27%和37%。对于预应力连接试件,由于受压区混凝土提前破坏使得压拱机制下的静力和动力倒塌抗力分别降低39%和45%。虽然悬链线机制下预应力筋使得结构静力倒塌抗力提高了52%,但由于压拱机制下累积耗能较低,动力倒塌抗力反而比现浇结构降低17%。
  • 吴东岳, 梁书亭, 郭正兴, 朱筱俊, 沈梦滢
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 110-116. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0426
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    为验证浆锚连接装配式剪力墙的抗震可靠性并确定其受力性能,对一浆锚连接装配式剪力墙空间结构模型进行了低周反复加载试验。试验过程中观测了浆锚连接装配式剪力墙以及叠合连梁的开裂规律和破坏特点,测得了空间结构模型的荷载、位移数据,并以此为基础,进一步分析了浆锚连接装配式剪力墙空间结构模型的关键抗震性能参数。试验研究发现:浆锚连接装配式剪力墙的首条裂缝出现在浆锚搭接区的端部,并受拼缝界面水平相对滑移的影响;浆锚连接件的连接性能可靠,最终破坏阶段未出现连接件的失效;装配式剪力墙具有较好的抗震性能,但是其连梁的力学性能过于薄弱,在连梁屈服后整体结构的耗能性能并未出现明显的提高。研究表明浆锚连接在搭接区的边缘存在两个新的薄弱面,建议在装配式剪力墙中应重视连梁的合理设计。
  • 毛小勇, 高奕昕
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 117-123. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0826
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    为了研究钢筋约束浆锚搭接连接在高温下的性能,采用恒温加载方式,对36个插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接试件进行了高温下的单向拉伸试验。钢筋直径分别为12mm和14mm,试验温度依次为常温、200、300、400、500、600 ℃等。分析了试件的破坏形态、荷载-位移曲线及荷载随温度的变化规律。结果表明:常温下,搭接长度取为1.0倍基本锚固长度的约束浆锚搭接连接试件,钢筋拉断于连接外部,连接性能可靠;随着温度升高,由于材料性能劣化,连接件的承载力逐渐下降;相同温度下,钢筋直径较大时连接件承载力下降幅度越小;从常温至300 ℃时,钢筋断于试件外部;400~600 ℃时,钢筋断于试件内部;试件破坏形态均为钢筋拉断,属于延性破坏。
  • 地基基础
  • 缪云, 王贵彬, 徐福建, 王发旭
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 124-130. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0424
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    为获得煤系地层的桩基承载特性,利用荷载箱放于桩底的自平衡静载试验,直接测得了大直径人工挖孔桩的桩侧摩阻力和桩端承载力。试验结果表明:侧阻的荷载传递函数为双曲线,位移4~5mm时的侧阻可达极限值的90%;煤层侧阻发挥特性更加接近破碎岩层而非土层;极限侧阻的大小落于JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》中强风化软质岩一档的较低值(干作业钻孔桩)。端阻的荷载传递函数为理想弹塑性双折线,充分发挥端阻所需位移约为桩径的1%;煤层端阻发挥特性既不同于土层,也有别于岩层;极限端阻的大小高于规范强风化软质岩的上限值(干作业钻孔桩),接近中密粗砂的上限值(干作业挖孔桩)。桩位附近靠近孔口高程的煤层岩基载荷试验表明,该法可用于确定短桩的桩端刚度,但用于确定桩端极限承载力则会得到明显偏小的结果。
  • 周德泉, 李健, 刘宏利, 胡伟飘, 罗凯, 张翔恒, 周果子
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 131-139. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0415
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    复合地基广泛应用于处理软土地基,而桩体缺陷难以避免,含缺陷桩复合地基受压工程特性和加固技术受到广泛关注。采用室内模型试验,研究含缺陷桩复合地基工程特性,为含缺陷桩复合地基加固设计提供依据,并提出了加固建议。结果表明:相比正常桩,相同缺陷位置的3种缺陷桩在相同荷载作用下产生的沉降量由小到大顺序为扩径桩、正常桩、缩径桩和断裂桩。桩顶应力和桩土应力比由小到大顺序为断裂桩、缩径桩、正常桩和扩径桩。从工程效果角度,扩径桩较好、缩径桩较差、断裂桩最差。对于扩径桩、缩径桩和断裂桩等3种缺陷桩,缺陷位置越接近桩顶越不利、越接近桩底则不良影响越小。缺陷位置处轴力均出现明显突变,成为中性点。缩径部位的轴力显著降低,呈现谷值,桩身上半段缩径导致下半段轴力峰值和中性点位置下移,桩身下半段缩径导致上半段轴力峰值和中性点位置上移,桩身中段缩径导致桩身上下两段分别出现轴力峰值和中性点。断面下轴力变小,中部断裂桩的轴力峰值位置仍位于中部,上段断裂桩的轴力峰值位置下移。扩径部位轴力呈现峰值。当桩体出现缺陷时,应测试复合地基承载力,验算沉降量和稳定性,必要时按组合桩型复合地基原理增设桩体。
  • 寇海磊, 李旺, 杨丹良, 杨萌, 马纯杰, 刘阿森
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 140-145. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0720
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    贯入速率对静压敞口混凝土管桩沉贯及承载力特性具有重要影响。通过砂土地基中静压敞口混凝土管桩室内模型试验,分别对不同贯入速率下模型桩土塞特性、压桩力及极限承载力变化进行研究。结果表明,模型桩贯入速率由2.0mm/min增大至3.0、4.0mm/min时,土塞高度分别降低了12.8%、27.2%,土塞率降低幅值分别为12.9%、27.2%。不同贯入速率沉桩结束后,模型桩土塞增长率分别为35.4%、23.6%及19.8%;相比于4.0mm/min贯入速率,贯入速率2.0mm/min及3.0mm/min下模型桩最终压桩力增长幅度分别为92.6%及 25.1%,极限承载力增长幅值分别为77.8%及4.5%,这主要是由于贯入过程中土塞特性差异导致的内壁摩阻力不同所引起的。研究成果可为砂土地基中敞口混凝土管桩沉桩性状及极限承载力研究提供理论依据。
  • 地基基础与地下结构
  • 康金鑫, 邹昀, 王城泉, 吴艺超, 陈明
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 146-153. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0613
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    为研究波纹侧板-方钢管混凝土柱轴压性能,进行了1个1/2缩尺试件轴压试验,对其受力机理、破坏模式进行分析,发现该类柱具有较好的延性及较高的承载能力。同时对波纹侧板-方钢管混凝土柱进行了有限元分析,分析结果表明:由于波纹板具有较高的侧向刚度,使核心混凝土能够得到较好的约束,但是波纹板基本不承担轴向荷载;破坏形式为钢管局部屈曲、波纹板向外鼓曲、钢管内混凝土及核心混凝土被压碎;随着波纹板厚度增加,承载力、延性提高;随着波纹板强度提高,延性略有提高,对承载力影响不大;承载力随混凝土强度提高而提高,但是延性变差。提出了波纹侧板-方钢管混凝土柱轴压承载力实用计算式,计算值与有限元分析值、试验值吻合较好。
  • 基础理论与共性技术
  • 梁兴文, 汪萍, 徐明雪, 于婧, 李林
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 154-163. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0204
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    通过4根采用免拆超高性能混凝土(UHPC)模板的钢筋混凝土(RC)梁与2根RC梁的对比试验,研究UHPC模板与后浇混凝土界面的黏结性能、保护层厚度对免拆UHPC模板RC梁的抗弯刚度和承载力的影响,结果表明:达到峰值荷载时,经过拉毛处理的预制UHPC模板与后浇混凝土界面未出现滑移;峰值荷载后至受拉钢筋达到其极限拉应变时,预制UHPC模板与后浇混凝土界面出现轻微剥离;保护层厚度为10mm的免拆UHPC模板RC梁的抗弯刚度和承载力略高于保护层厚度为20mm的梁;但在峰值荷载后,前者较后者的底部模板与后浇混凝土界面处较早地出现沿界面滑移;综合考虑,建议该类梁的保护层厚度取20mm较为合理。采用有效惯性矩法,基于平截面假定,建立了免拆UHPC模板RC梁的截面开裂弯矩和抗弯刚度计算式,计算值与试验值吻合较好。
  • 罗丹, 钟轶峰, 李帛书, 邓兵
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 164-172. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0705
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    波纹钢板是工程中常使用的结构组件,分段直波纹板相较连续波纹板需在不连续点处引入新约束,增加了计算的复杂性。为此,基于变分渐近法推导了分段直波纹板的等效板模型。根据薄壳理论,利用单个波纹周期相对宏观变形特征长度很小的特点对应变能泛函进行渐近分析得到场变量的渐近展开,将其代入壳理论的控制微分方程中,通过求解系列对应于不同阶的微分方程组,得到与波纹结构之间的关系(完整的等效刚度)。通过梯形波纹钢板算例分析表明:构建模型可准确计算完整的等效刚度、不同几何参数下的全局位移和局部应力场;波纹钢板沿波纹方向和垂直波纹方向的拉伸刚度,与垂直波纹方向的弯曲刚度存在很大的差异(后者通常大于前者2~3个数量级),主要原因是垂直波纹方向的弯矩主要由沿板厚度分布的膜应力平衡,而沿波纹方向的拉伸位移主要是由波纹结构的弯曲而不是平面拉伸引起的;构建模型重构的应力分布与三维模型计算结果吻合较好,仅在板中点最大应力处由于等效关系存在一定偏差。
  • 周长东, 梁立灿, 阿斯哈, 张泳, 杨礼赣
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 173-181. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0517
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    为研究内嵌钢筋外包碳纤维(CFRP)布复合加固木柱的轴压性能,对27根方形截面木柱和9根矩形截面木柱试件进行了轴心受压试验,主要考虑了不同加固方法、钢筋加固量、CFRP布包裹方式和截面形状等影响因素,观察了试件的破坏全过程及破坏形态,获取了试件的荷载-位移曲线及荷载-应变曲线,进而分析了各影响因素对木柱轴压性能的影响。研究结果表明:复合加固木柱的承载力和延性均高于单独CFRP布加固及嵌筋加固柱,采用内嵌钢筋外包CFRP布复合加固能显著提高原木柱的承载力和延性;随着钢筋加固量的增加,加固木柱试件的承载力和延性都显著提高;当CFRP布由间隔包裹变为全包时,加固木柱试件的延性有所增大,但承载力增长并不显著;在同种加固方法情况下,方形截面试件较矩形截面试件具有更高的承载力,而矩形截面试件较方形截面试件具有更好的延性。
  • 阿斯哈, 周长东, 邱意坤, 梁立灿, 张泳
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 182-190. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0541
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    木材与钢筋之间的可靠黏结与锚固,是保证内嵌钢筋加固木柱协同工作的根本条件。为研究钢筋与木材的黏结滑移性能和锚固特性,对50个木材表面嵌筋试件进行了中心拔出试验,总结了试件的破坏形态,分析了黏结滑移曲线的分布规律。进而分析了锚固长度(80、120、160mm)、钢筋直径(16、20mm)这两个基本参数对极限荷载以及平均黏结强度的影响。试验结果表明:试件出现了4种典型的破坏形态,分别为拔出破坏、劈裂破坏、混合破坏以及剪切破坏,且黏结滑移曲线的分布与试件参数相关;随着锚固长度的增加,试件的极限荷载增加而平均黏结强度减小;随着钢筋直径的增加,试件的极限荷载增加而平均黏结强度基本不变。此外通过钢筋的内贴片方法得到了典型试件钢筋沿锚固长度的应变分布,参考既有计算方法计算并得到了黏结应力以及相对滑移量的分布规律,综合黏结应力以及滑移量的分布获得了各测点处的黏结滑移曲线。
  • 杜浩, 胡夏闽, 王汉成, 张婧, 孙志翔
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 191-200. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0739
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    为研究斜向螺钉连接件在胶合木-混凝土组合梁中的受剪性能,对8组24个采用斜向螺钉连接件的胶合木-混凝土组合试件进行了推出试验,分析了嵌入方式和嵌入角度对螺钉连接件的破坏模式、荷载-滑移特性和受剪性能的影响。研究结果表明:沿剪力方向单向倾斜螺钉连接件的破坏模式主要为螺钉单铰弯曲破坏和螺钉双铰弯曲破坏;斜交螺钉连接件的破坏模式主要为受压剪作用螺钉的周围混凝土锥体破坏和受拉剪作用螺钉拔出破坏;随着斜向螺钉连接件与界面夹角逐渐增大,螺钉连接件的受剪承载力和抗剪刚度逐渐减小;沿剪力方向45°单向倾斜螺钉连接件的受剪承载力和抗剪刚度较垂直嵌入木梁的螺钉连接件的受剪承载力和抗剪刚度分别提高了21.8%和51.6%;±45°斜交螺钉连接件的受剪承载力与垂直嵌入木梁的螺钉连接件的受剪承载力相差不大,但其抗剪刚度较垂直嵌入木梁的螺钉连接件的抗剪刚度提高了76.6%。在试验研究的基础上,提出了胶合木-混凝土组合梁斜向螺钉连接件受剪承载力的计算方法,该公式的计算结果与试验结果吻合较好,并验证了现有抗剪刚度计算公式的适用性。
  • 范向前, 刘决丁, 胡少伟, 陆俊
    建筑结构学报. 2020, 41(07): 201-206. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0614
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    混凝土动态力学行为具有明显的率相关性,为此对CFRP加固混凝土梁试件开展了4种加载速率(0.1、0.01、0.001mm/s和0.0005mm/s)下的力学性能试验,通过位移控制的单调加载方式研究不同加载速率对CFRP加固混凝土梁试件的破坏过程、荷载-裂缝张口位移曲线、断裂能和延性指数的影响。基于实时、动态的声发射无损检测技术,对不同加载速率下CFRP加固混凝土梁断裂过程中的声发射参量进行识别和采集,从声发射角度分析了CFRP加固混凝土梁的受力特性。结果表明:低加载速率下,试件侧面预制缝附近伴有其他裂缝产生,且加载速率越低,其裂缝越明显;CFRP加固混凝土梁的开裂、极限、破坏荷载随加载速率的提高而增大;随着加载速率的提高,CFRP加固混凝土梁的断裂能和延性指数均明显增大;声发射累积振铃计数随加载速率的提高而增大。