摘要：为给钢筋混凝土结构的抗冲击设计和性能评估提供理论参考,通过建立柔性冲击下钢筋混凝土柱精细化有限元模型,分析钢筋混凝土柱的冲击响应和损伤破坏模式。根据柱的破坏特征,提出一种构件冲击损伤评估方法,并探讨冲击体刚度、冲击质量、冲击速度和轴压比对冲击力、破坏模式和损伤机理的影响规律。结果表明:冲击体刚度会显著影响钢筋混凝土柱的动态响应;柔性冲击体在撞击过程中首先通过自身变形消耗部分初始动能,从而减小钢筋混凝土柱在局部响应阶段发生剪切破坏的概率;当冲击体刚度保持不变时,冲击速度对钢筋混凝土柱动态响应的影响比冲击质量显著;轴压比的增大在一定程度上可提高钢筋混凝土柱的抗冲击能力。

摘要：为了解轴压比和纵向构造钢筋对配置大间距高强纵筋柱的抗震性能的影响，对6个配置亚40大间距高强纵筋和1个普通配筋钢筋混凝土柱进行了低周反复加载试验。试验结果表明：当试验轴压比介于0．13～0．21时，与纵筋沿截面周边均匀配置的普通柱相比，仅在截面4个角部配置亚40受力纵筋的混凝土柱，其水平荷载一位移滞回曲线的饱满度和耗能能力略低，屈服荷载和峰值荷载与普通配筋柱相当；轴压比为0．20～0．21的试件的极限荷载较高，但延性差；由于受力纵筋直径较大，采用亚40纵筋的试件在试验轴压比范围内都会出现沿纵筋开展的黏结滑移裂缝；配置在柱根截面截断的纵向构造钢筋会在柱根形成受力薄弱面，对滞回性能和耗能能力略有影响。研究结果表明配置大间距高强纵筋柱的承载力可采用GB50010--2010《混凝土结构设计规范》中相关公式进行计算。

摘要：为研究裂缝对火灾下钢筋混凝土结构性能的影响,设计4个足尺寸钢筋混凝土偏压柱试件,以裂缝宽度ω作为损伤指标,加载使其产生ω分别为0.05、0.10、0.15、0.20 mm的裂缝,继而对不同使用损伤的柱试件进行四面受火试验。试验研究表明:受火后裂缝宽度发展约为受火前10倍,深度约为受火前3倍;使用损伤愈大,柱极限耐火时间愈短。假定火灾下裂缝宽度、深度开展与受火试验升温时间成正比,采用ANSYS软件对偏压柱截面进行温度场有限元分析。结果表明:有限元分析得出的截面温度与试验实测温度有较好的拟合性;沿柱截面高度方向温度分布存在一个温度畸变平台且使用损伤越大平台越长,导致截面高温下承载力显著退化;沿柱计算长度方向各截面温度分布发生变化,有限元分析中假设沿柱计算长度方向各截面温度分布相同的结论不再适用。提出考虑损伤平台的高温下混凝土柱承载力简化计算模型,显著提高了计算精度,证明了该方法的正确性和可靠性。

摘要：为得到轴向荷载及水平荷载作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形曲线,利用简化的修正压力场理论描述剪切特性以及符合平截面假定的弯曲理论描述弯曲特性,并认为柱端产生的总水平变形主要由弯曲变形、剪切变形和钢筋滑移引起的变形组成,提出了一种分析轴向荷载及水平荷载作用下钢筋混凝土柱荷载-变形的新方法,它可模拟钢筋混凝土柱弯曲破坏、弯剪破坏和剪切破坏的过程;最后将荷载-变形计算结果与15根矩形柱的低周反复荷载试验结果进行了对比分析。研究结果表明:按本文方法计算的荷载-变形计算结果与滞回曲线的外包线基本一致,可用于轴向荷载和水平荷载作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形性能分析。

摘要：钢筋混凝土柱在侧向地震力作用下具有弯曲、剪切和弯剪三种失效模式。不同的失效模式下钢筋混凝土柱具有不同的地震损伤特征。因此,准确地判别钢筋混凝土柱的失效模式对于准确评估钢筋混凝土结构的抗震性能具有重要意义。利用已有的钢筋混凝土柱滞回加载试验数据,采用机器学习方法,提出了一种钢筋混凝土柱失效模式两阶段判别方法。其中,第一阶段以钢筋混凝土柱的基本设计参数为输入变量,采用机器学习中的回归算法,建立钢筋混凝土柱的受弯承载力、受剪承载力、弯曲变形和剪切变形预测模型。第二阶段以钢筋混凝土柱的受弯承载力、受剪承载力、弯曲变形和剪切变形作为输入变量,采用机器学习中的分类算法,对钢筋混凝土柱的失效模式进行自动判别,实现了准确判别钢筋混凝土柱失效模式的目的。研究结果表明:极端随机树、AdaBoost、随机森林和梯度提升算法分别对受弯承载力、受剪承载力、弯曲变形和剪切变形的预测效果最佳;极端随机树、梯度提升算法和最近邻居法分别对弯曲失效、剪切失效和弯剪失效具有最佳的分类效果;相比已有的钢筋混凝土柱失效模式分类方法,提出的两阶段分类方法具有与真实失效模式最为接近的分类结果,分类精度可以达到96%。

摘要：在阅读大量关于钢筋混凝土柱抗火性能试验研究成果文献的基础之上,归纳整理出钢筋混凝土柱抗火性能的一些基本特性,主要包括:高温条件下,柱截面温度场的分布规律、破坏形态、变形规律、影响柱极限承载力下降的主要因素及柱耐火极限下降的主要原因等几个方面的内容。希望其能对钢筋混凝土结构抗火设计提供一定的参考依据。

摘要：迄今为止,国内外有关计算构件耐火极限的方法,是钢筋混凝土构件与防火研究的主要内容。而在结构设计中,由于直接考虑的是荷载作用,为此提出了一个新概念——等效火灾荷载,将火灾对结构的影响直接考虑成荷载作用。在确定了混凝土柱的截面温度场后,利用一种简化计算方法计算出钢筋混凝土柱的等效火灾荷载,进而计算出钢筋混凝土柱的耐火极限。在火灾中,作为结构最基本的构件柱可能受到单面或多面的火作用,这里仅介绍轴心受压钢筋混凝土柱等效火灾荷载的计算。

摘要：基于我国现行建筑抗震设计规范设计了一组钢筋混凝土柱,并对其进行了拟静力试验,获得了试验柱的主要破坏形态、滞回曲线及骨架曲线。试验表明,在单调周期荷载作用下,钢筋混凝土柱产生的破坏形式主要是弯曲破坏,破坏时柱底保护层混凝土部分剥落,部分箍筋和纵筋屈服,箍筋起到了良好的约束作用,柱的滞回曲线呈现弓形,形状饱满,具有良好的耗能能力。在试验的基础上,以ABAQUS为分析平台,对试验柱建立了基于纤维梁柱单元的数值分析模型,通过将数值分析与试验结果的对比分析,验证了所建立的数值模型的合理性与可行性,为深入进行钢筋混凝土柱抗震性能的研究奠定了基础。分析表明,钢筋的本构关系对钢筋混凝土柱的非线性数值模拟结果影响较大,为保证数值分析结果的实用性,有必要对其进行更为深入的研究。

摘要：为研究框架柱的压弯承载力与压弯刚度,通过建立三维实体有限元模型,在与拟静力试验结果验证较好的基础上,进一步建立了162根足尺钢筋混凝土柱有限元模型算例进行参数分析,探讨了各参数对柱的承载力、刚度的影响,提出了参数影响下的柱承载力、刚度实用计算公式。结果表明:当轴压比≤0.4时,随轴压比的增大,柱的压弯峰值承载力增大,当轴压比>0.4时,随轴压比的增大,柱的压弯峰值承载力减小,提高纵筋配筋率与混凝土强度等级均能有效的增大柱的压弯峰值承载力,且提高纵筋配筋率的效果更好;当轴压比≤0.2时,随轴压比的增大,柱的弹性刚度增大,当轴压比>0.2时,随轴压比的增大,柱的弹性刚度减小,提高纵筋配筋率与混凝土强度等级均能增大柱的弹性刚度;提出的实用计算公式可较准确地反映有限元结果,可为实际工程中框架柱的设计作一定的参考。

摘要：改造工程中既有钢筋混凝土框架结构抗震等级提高,常使柱产生弯剪压复合加固的需求.使用双向纤维布约束钢筋混凝土柱,采用FRP锚钉给予布中纵向纤维较好的锚固,使得布中的两向纤维丝可同时受拉.基于已有相关研究,提出了双向纤维布约束加固钢筋混凝土柱底FRP锚钉设计制作方法,并进行了加固柱的拟静力推覆试验验证.结果表明:使用FRP锚钉后有效避免纤维布在端部破坏,提高了纵向纤维应变水平,使得约束加固柱的变形能力、抗弯和抗剪承载力同时提高.