应变率对钢筋混凝土梁柱中节点动态性能影响的试验研究_范国玺
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应变速率对C20混凝土的影响邢峻伟,张玉敏,宋珂,郝泽静【摘要】摘要:简要介绍了应变速率与C20混凝土关系研究。
主要是考虑应变速率下单轴抗压的本构关系实验研究,探索分析其中应变速率对混凝土内部结构相关机理参数影响及应变速率对C20混凝土的影响,为今后建筑工程领域作出贡献。
【期刊名称】河北联合大学学报(自然科学版)【年(卷),期】2012(034)001【总页数】4【关键词】关键词:C20;混凝土;应变速率;单轴抗压混凝土是一种胶凝的物质材料,可以依据不同的要求和性能进行配合,最终成为稳定固结状态且内部复杂的材料,可以表现出良好的材料性能。
在现代的建筑物和构筑物中,时刻都离不开混凝土的浇注,作为它们结构当中的一部分,并且不容小觑,它在结构稳定性及其它方面起着很重要的作用。
建筑物和构筑物不是始终处于静态,时常会由于地震、冲击、爆炸等特殊原因产生动态影响,这就要求我们熟悉混凝土动态的特性。
动态作用下,混凝土特性主要通过应变速率对混凝土内部机构机理参数影响进行研究[1]。
1 简介在以往的单轴抗压试验中,对已采集的实验数据进行整理和分析,探讨混凝土在考虑应变速率下单轴的抗压试验中内部结构及机理参数的变化规律,从混凝土的本构关系中作出相应的论证[2]。
单轴实验主要从抗压强度、峰值应变、弹性模量及应力应变的变化趋势进行分析[2,3]。
试验采用电液伺服试验系统,对尺寸为70mm×70mm×210mm棱柱体预设计强度C20混凝土进行加载试验,采用四种加载速率为10-2/s、10-3/s、10-4/s 和10-5/s,实验强度分别为15.8MPa、15.2MPa、14.2MPa 和15.6MPa。
通过采集设备保存的数据,进行数据的整理与分析,研究混凝土的本构关系及内部结构机理[4,5]。
2 数据分析从采集的数据中取加载速率为10-2/s时应变片的变化规律,通过对应变片与(包含应变片的粘贴位置)轴力采集的数据可以统计应变片-轴力的关系曲线,如图1所示。
钢筋混凝土梁柱节点抗震性能试验研究钢筋混凝土是一种常用的建筑结构材料,它的优点包括强度高、耐久性好、施工方便等。
在地震发生时,建筑物的节点处往往是易受损坏的部位。
因此,对于钢筋混凝土梁柱节点的抗震性能进行研究是十分重要的。
近年来,国内外许多学者对于钢筋混凝土梁柱节点的抗震性能进行了试验研究。
这些试验大多采用了类似于地震作用的水平荷载,通过测量节点的变形、裂缝形态和荷载变化等来评估节点的抗震性能。
钢筋混凝土梁柱节点的抗震性能主要由两个方面决定:一是节点的承载力,即节点在地震作用下所能承受的荷载大小;二是节点的变形能力,即节点在地震作用下所能承受的变形大小。
因此,试验研究通常会对这两个方面进行评估。
节点的承载力主要受到节点纵向钢筋的约束作用和节点混凝土的贡献。
一些试验研究表明,增加节点纵向钢筋的数量和直径可以提高节点的承载力;而增加节点混凝土的强度也会对承载力产生正面影响。
此外,节点的承载力也会受到节点受力面积和构造细节的影响。
节点的变形能力主要受到节点混凝土的性质、纵向钢筋的延性和节点的构造细节等因素的影响。
一些试验研究表明,使用高强度混凝土或者添加纤维等增强混凝土的韧性可以提高节点的变形能力;而采用较大直径、较为密集的纵向钢筋可以增强节点的延性。
另外,适当地设计节点构造细节可以减小节点内应力的集中程度,也能提高节点的变形能力。
总体来说,钢筋混凝土梁柱节点的抗震性能是一个复杂的问题,它受到许多不同因素的影响。
通过试验研究,我们可以更好地理解这些因素对节点性能的影响,并针对不同的建筑用途和地震烈度等因素进行有针对性的节点设计。
这有助于提高建筑物的抗震能力,保障人民的安全。
应变率对混凝土动态力学特性的影响研究混凝土现在是制造建筑和工程结构的常用材料,多种力学特性决定了它的机械性能。
应变率是一个重要的参数,它反映了材料的力学性能,因此它对混凝土的动态力学特性产生了很大的影响。
本文以《应变率对混凝土动态力学特性的影响研究》为题,研究了应变率对混凝土动态力学特性的影响。
1、应变率与动态力学特性的关系应变率是描述材料弹性稳定性的一种量化指标,应变率在具有弹性和塑性特性的材料中被广泛使用。
应变率是力学模量(如弹性模量和泊松比)等固有力学性能的重要指标。
动态力学特性是水泥土的一种重要特性,其动态力学特性取决于水泥土的强度、粘聚力和对拉压的刚度等参数。
应变率的变化会直接影响混凝土的动态力学特性,因此了解应变率对混凝土的动态力学特性的影响是研究混凝土动态力学特性的必要条件。
2、应变率对混凝土动态力学特性的影响应变率对混凝土动态力学特性的影响可以分为两个方面,一是应变率影响混凝土的湿度传输,二是应变率影响混凝土的可塑性。
首先,应变率影响混凝土的湿度传输。
应变率的变化会导致水空隙的变化,这种变化会影响水的渗透能力,从而影响混凝土的湿度传输。
其次,应变率影响混凝土的可塑性。
应变率越高,混凝土的塑性性能就越高,这样混凝土在外力作用下就越不容易破坏,特别是在恶劣的环境条件下,应变率越高,混凝土的可塑性就越高,这样混凝土就更不容易受到环境影响。
3、应变率对混凝土动态力学性能的优化应变率对混凝土的动态力学性能有重要的影响,可以通过优化应变率来改善混凝土的动态力学性能。
首先,要选择适当的混凝土配合比,确定合适的混凝土比例,以满足工程的力学性能要求。
其次,应尽量降低混凝土的强度,以提高混凝土的可塑性,使混凝土在外力作用下更不容易破坏。
此外,应注意混凝土的施工技术,在施工中要尽量减少混凝土的收缩和空鼓,减少混凝土的抗拉强度减少。
结论应变率是影响混凝土动态力学特性的重要参数,应变率变化会影响混凝土的湿度传输和可塑性,从而影响混凝土的动态力学性能。
《保温承重混凝土梁、柱和节点的力学性能研究》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断进步,保温承重混凝土(Insulating Load-bearing Concrete,简称ILC)在建筑领域的应用日益广泛。
这种材料因其独特的保温和承重双重特性,在大型建筑和高层建筑中扮演着至关重要的角色。
本文主要探讨了ILC中的梁、柱及节点部位的力学性能研究。
通过对这些部位的分析和研究,以期提高其设计施工的科学性和合理性,保证工程结构的安全性、可靠性和经济性。
二、ILC梁的力学性能研究ILC梁作为建筑结构中的主要承重构件,其力学性能的优劣直接关系到整个建筑的安全性和稳定性。
因此,对ILC梁的力学性能进行深入研究显得尤为重要。
首先,对ILC梁的承载能力进行了分析。
通过实验和理论计算,发现ILC梁具有较高的抗弯、抗剪和抗压强度。
同时,其良好的延性使得梁在受力过程中能够有效地吸收和分散能量,提高结构的抗震性能。
其次,对ILC梁的变形性能进行了研究。
由于ILC材料具有良好的塑性和韧性,使得梁在受到外力作用时能够产生较大的变形而不易断裂。
这有利于提高结构的变形协调能力,保证结构的整体稳定性。
三、ILC柱的力学性能研究ILC柱作为建筑结构中的支撑构件,承担着将荷载传递至基础的重要任务。
因此,对其力学性能的研究同样至关重要。
ILC柱具有较高的抗压强度和较好的延性。
在受到外力作用时,柱能够有效地抵抗压弯、剪切等作用力,保证结构的稳定性和安全性。
同时,ILC柱的施工工艺相对简单,能够有效地提高施工效率,降低工程成本。
四、ILC节点的力学性能研究在建筑结构中,梁与柱之间的连接节点是传递荷载的关键部位。
因此,对ILC节点的力学性能进行研究具有重要意义。
ILC节点具有较好的承载能力和变形协调能力。
通过合理的节点设计和施工工艺,能够保证节点在受到外力作用时能够有效地传递荷载,避免应力集中和破坏。
同时,节点的塑性变形能力也能够吸收和分散能量,提高结构的抗震性能。
新型装配式砼框架中柱节点抗震性能试验与模拟常中权 1 张延年 2 谷伟 1(1.嘉兴职业技术学院 浙江嘉兴 314030; 2.沈阳建筑大学辽宁沈阳 110168)摘要: 基于课题组前期的试验研究,对新型装配式砼框架中柱节点的5种型号做有限元模拟,并将效果最佳的模拟参数用于变尺寸模型中,试图得出抗震性能最好的节点类型。
研究表明,在往复加载下,NFC-3与NFC-4的模拟与试验的滞回曲线较完美贴合,其余型号仅在负向极限荷载上有所差距;施工缝变尺寸模型在总耗能方面,中柱边梁与后浇区在纵向的接触面积越大,总耗能越强;而后浇区与边梁的横向接触面积过大或过小,均不利于纵向接触耗能的发挥;边梁下部或上部纵向长度越长,刚度退化影响越小。
模型S123的耗能能力与刚度退化表现突出,即边梁阶梯高度为梁高的一半,阶梯延出长度为0.3 m 的新型节点抗震性能最佳。
关键词: 装配式框架 新型节点 拟静力试验 有限元模拟中图分类号: TU398.9文献标识码: A文章编号: 1672-3791(2023)09-0085-04Test and Simulation of the Seismic Performance of Mid-columnJoints in the New Prefabricated Concrete FrameCHANG Zhongquan 1 ZHANG Yannian 2 GU Wei 1(1.Jiaxing Vocational Technical College, Jiaxing, Zhejiang Province, 314030 China; 2.Shenyang Jianzhu University,Shenyang, Liaoning Province, 110168 China)Abstract: Based on the experimental research in the early state of the research group, five types of mid-column joints in the new prefabricated concrete frame are carried out the finite element modelling, and the best modelling parameter is used in the variable-size model to try to obtain the type of joints with the best seismic performance. Research results shows that, under the reciprocating load, the hysteresis curves of the simulation and test of NFC-3 and NFC-4 fit perfectly, while the other types only differ in the negative ultimate load, that in the terms of total energy consumption of the variable-size model of construction joints, the larger the longitudinal contact area be‐tween the mid-column side beam and the post-cast area is, the stronger the total energy consumption is, while the too large or too small transverse contact area between the post-cast area and the side beam is not conducive to the exertion of energy consumption of the longitudinal contact, and that the longer the longitudinal length of the lower or upper part of the boundary beam is, the smaller the influence of stiffness degradation is, and model S123 has prominent performance in the energy dissipation capacity and stiffness degradation,that is, the height of the side beam step is half of beam height, and the new type of joints with a 0.3m extension length of the step has the best seismic performance.Key Words: Prefabricated frame; New joint; Quasi-static test; Finite element modellingDOI: 10.16661/ki.1672-3791.2212-5042-6864基金项目: 浙江省教育厅一般科研项目“新型装配式混凝土框架中柱节点抗震性能试验与数值模拟”(项目编号:Y202248677)。
第45卷第11期2017年11月硅酸盐学报Vol. 45,No. 11November,2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI:10.14062/j.issn.0454-5648.2017.11.06 应变率对硬化水泥净浆微观力学性能及徐变行为的影响魏亚,梁思明,高翔(清华大学土木工程系,土木工程安全与耐久教育部重点实验室,北京 100084)摘要:采用连续刚度测试研究应变率对硬化水泥净浆微观力学性能及徐变行为的影响,结合扫描电镜技术分析水泥净浆的微观结构对连续刚度测试结果的影响。
结果表明:通过30 μm压入深度的连续刚度测试可以得到水泥净浆均匀的力学性能,当压入深度(荷载)大于临界最小深度(荷载)时,测试得到的弹性模量和压痕硬度基本保持不变,反映了水泥净浆均匀的力学性质;在0.01 s–1~0.50 s–1应变率范围内,应变率变化对硬化水泥净浆弹性模量的影响可忽略不计,但压痕硬度随着应变率的增大而增大,且二者具有幂型函数关系;应变率影响持载阶段的接触徐变函数,应变率越大,持载阶段的接触徐变函数越大,这与应变率越大时加载阶段的徐变发展越不充分有关。
为了准确测试水泥净浆的微观徐变,需尽可能减小加载阶段的用时。
关键词:硬化水泥净浆;力学性能;微观徐变;连续刚度测试;应变率中图分类号:TB321 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2017)11–1605–08网络出版时间:2017–10–09 13:56:00 网络出版地址:/kcms/detail/11.2310.TQ.20171009.1356.017.html Strain Rate Effect on Micro-Mechanical Properties and Creep Behavior of Hardened Cement PasteWEI Ya, LIANG Siming, GAO Xiang(Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry; Department of Civil Engineering, TsinghuaUniversity, Beijing 100084, China)Abstract: The strain rate effect on the elastic modulus, indentation hardness, and micro creep of hardened cement paste was investigated via continuous stiffness measurement. The microstructure of the indentation zone was determined by scanning electron microscopy. The effect of microstructure on the mechanical and creep properties was analyzed. The results show that the homogeneous mechanical properties of cement pastes can be measured via continuous stiffness measurement with a maximum depth of 30 μm. When the indentation depth (force) is greater than the critical minimum depth (force), the measured elastic modulus and indentation hardness will remain nearly a constant, reflecting the homogeneous mechanical properties of cement pastes. Within the strain rates ranging from 0.01 s–1 to 0.50 s–1, the strain rate has a negligible effect on the elastic modulus. However, the indentation hardness increases with increasing the strain rate, and their relationship can be well expressed by an empirical power law equation. Strain rate also affects the contact creep function during the holding stage. The greater the strain rate, the greater the contact creep function is, which is due to the fact that the creep will develop less during the loading stage at a greater strain rate. It is thus necessary to minimize the loading time to ensure correct measurement of the creep property.Keywords: hardened cement paste; mechanical properties; micro creep; continuous stiffness measurement; strain rate水泥基材料是土木工程中运用最广泛的建筑材料。
混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究概述:混凝土结构在抗震设计中起着重要的作用。
而混凝土梁柱节点作为结构中的关键连接部位,其抗震性能对整个结构的安全性和稳定性具有重要影响。
为了研究混凝土梁柱节点的抗震性能,进行了一系列的试验研究。
一、试验设计:为了模拟实际工程中的情况,试验选取了常见的混凝土梁柱节点类型,并设置了不同的参数,如梁柱截面尺寸、纵向钢筋配筋率等。
试验采用了静力加载和减震加载两种方式,以模拟地震作用下的实际情况。
二、试验结果:通过试验,我们得到了混凝土梁柱节点在不同加载方式下的受力性能和破坏模式。
在静力加载试验中,节点的破坏主要表现为梁端剪切破坏和柱端剪切破坏。
而在减震加载试验中,节点的破坏主要表现为剪切破坏和弯曲破坏。
三、试验分析:通过对试验结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 混凝土梁柱节点在地震作用下容易发生剪切破坏,因此在节点设计中应注重节点的剪切承载力。
2. 梁柱节点的弯曲性能对结构的抗震性能具有重要影响,应合理设计节点的弯曲承载力。
3. 柱端的加劲筋对节点的抗震性能具有重要影响,应根据实际情况合理设置加劲筋的数量和位置。
4. 混凝土梁柱节点的抗震性能受到纵向钢筋配筋率的影响,过高或过低的配筋率都会导致节点的抗震性能下降。
四、改进措施:根据试验结果和分析,我们可以提出以下改进措施来提高混凝土梁柱节点的抗震性能:1. 合理设计梁柱节点的截面尺寸和纵向钢筋配筋率,以提高节点的承载能力和延性。
2. 增加加劲筋的数量和设置位置,以提高节点的抗剪切能力。
3. 引入新型的抗震设计理念和技术,如减震装置和阻尼器,来提高节点的抗震性能。
五、结论:通过试验研究,我们对混凝土梁柱节点的抗震性能有了更深入的了解。
混凝土梁柱节点在抗震设计中具有重要作用,其合理设计和改进措施可以提高结构的抗震性能,保证结构的安全性和稳定性。
未来的研究可以进一步探索新型的节点设计理念和技术,以提高混凝土结构的抗震性能。
应变率对混凝土动态力学特性的影响研究混凝土作为土木工程中常用的建筑材料,其力学性能和耐久性至关重要。
应变率是衡量混凝土力学特性的重要参数,但它们之间的关系尚需进一步深入研究。
本文的主要目的是研究应变率对混凝土动态力学特性的影响。
为了达到目的,实验模型中将应变率设定为1.5、3.0和5.5,分别进行实验,并通过测量混凝土在各种动态条件下的应力,分析不同应变率下混凝土的动态力学特性。
1.研究背景当前,我国城市化程度不断提高,造成混凝土的消费量一年比一年增多,如何解决混凝土的力学性能和耐久性问题变得越来越重要。
应变率是衡量混凝土力学特性的重要参数,但它们之间的关系尚需进一步深入研究。
文献资料表明,应变率对混凝土动态力学特性有着直接的影响,因此,本文旨在研究应变率对混凝土动态力学特性的影响。
2.实验设计为了研究应变率对混凝土动态力学特性的影响,本实验以普通混凝土为材料,整体实验部分采用柴油机作为驱动源,试验水平为12000r/min,上下两个工作环境的温度和湿度分别为25℃和75%,采用三个不同的应变率,分别为1.5、3.0和5.5进行实验,通过测试混凝土在各种动态条件下的应力,确定不同应变率下混凝土的动态力学特性。
3.实验结果实验结果表明,当应变率增大时,混凝土的应力随着振动次数的增加而减少,其弹性模量也会随应变率的增大而增强;此外,随着应变率的增大,混凝土的振动衰减速率也会变慢,因此应力会稳步降低。
此外,实验结果表明,当应变率为1.5时,混凝土的应力降幅最大,振动衰减速率最快;当应变率为5.5时,混凝土的应力降幅最小,振动衰减速率最慢。
4.结论实验结果表明,应变率对混凝土动态力学特性有着直接的影响,当应变率增大时,混凝土的应力和振动衰减速率都会降低,而其弹性模量也会随应变率的增大而增强。
根据实验结果,为保证混凝土的力学特性,建议应变率尽量保持在3.0以下。
结论本文通过实验研究了应变率对混凝土动态力学特性的影响,实验结果表明,应变率对混凝土动态力学特性有着显著的影响,当应变率增大时,混凝土的应力和振动衰减速率都会降低,而其弹性模量也会随应变率的增大而增强。