Abstract ：

为提高震损钢筋混凝土柱的抗震性能,采用纤维增强混凝土及碳纤维编织网对其进行修复.考虑修复方法和轴压比的影响,设计5根钢筋混凝土柱,并经预损伤加载及修复处理后开展低周往复加载试验.结果表明:采用纤维增强混凝土及碳纤维编织网对震损钢筋混凝土柱进行修复,可以改善柱的破坏模式,显著提高其受力性能、抗裂性能和耗能能力;纤维编织网可以有效分担原本应由纵筋、箍筋承担的应力,采用纤维增强混凝土及碳纤维编织网进行修复有效.在Park-Ang模型、改进Park-Ang模型、Kratzig模型和弹塑性耗能差模型中,采用Kratzig模型或弹塑性耗能差模型开展损伤评估更加合理.通过理论分析建立相关的受弯承载力及受剪承载力计算方法,结合试验数据证明理论计算方法的准确性,其最大相对误差不超过11.9％.

Keyword ：

震损修复 抗震性能 纤维增强混凝土 拟静力试验 震损钢筋混凝土柱 碳纤维编织网

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现有的约束混凝土本构模型并非依据直接测试数据构建，需要验证和修正.为了精准量测约束混凝土内部应力，研发微型大量程土压力盒.利用嵌入在树脂杆内的应变计测量混凝土内部应变.将相关传感器预埋在钢筋混凝土棱柱体试件内部不同位置，最终完成轴压试验，获取约束混凝土真实的应力-应变数据.对约束混凝土中不同位置的应力-应变数据进行综合处理，得到等效应力-应变曲线，并据此对传统约束混凝土本构模型进行修正.通过对试件的有限元模拟分析初步验证修正约束混凝土本构模型的准确性.通过钢筋混凝土柱静力加载破坏试验数据及有限元模拟进一步验证修正本构模型和所采用测试技术的精准性.

Keyword ：

应力测试 本构模型 应力-应变曲线 滞回曲线 轴压试验 约束混凝土

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近年来，钢筋混凝土构件的抗扭设计问题受到了广泛关注，现行的设计规范是基于小尺寸试件的试验数据外推而来，并未考虑尺寸效应的影响，对大尺寸试件承载力预测值的安全度有待商榷。对比分析国内外规范中RC构件纯扭承载力计算方法公式，基于钢筋混凝土柱纯扭加载三维细观数值模拟结果，总结钢筋混凝土柱名义抗扭强度尺寸效应规律，建立可定量反映配箍率影响的名义抗扭强度尺寸效应律公式；通过引入尺寸效应系数αh建立考虑结构尺寸效应影响的钢筋混凝土构件纯扭承载力建议预测公式，并将αh分为3个区域，综合考虑结构设计的安全性和经济性，从而保证大尺寸试件承载力预测值的安全度；通过与90个试验数据的对比，证明修正公式能有效提高大尺寸试件承载力预测值的安全储备。

Keyword ：

钢筋混凝土构件 纯扭承载力 尺寸效应 抗扭设计

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针对目前裂缝宽度在计算和测量中存在的不足,提出基于黏结滑移理论的斜裂缝宽度计算方法.针对实际在役构件所受荷载不能确定和裂缝宽度无法准确计算的局限,提出分别根据弯曲变形量和剪切变形量计算钢筋混凝土柱的横向裂缝和斜裂缝宽度的计算方法和流程.在此基础上,考虑地震下钢筋混凝土柱受压弯剪共同作用的真实状态,建立位移与裂缝宽度的理论关系,提出根据水平总位移计算最大裂缝宽度的方法和流程.试验分析表明,在压弯剪复合受力状态下,根据所提方法计算钢筋混凝土柱的最大裂缝宽度具有较高的准确性,能够反映裂缝宽度随位移增长的动态演变过程,且可根据横向裂缝以及斜裂缝的数值比例判断钢筋混凝土柱的破坏模式.

Keyword ：

震损评估 钢筋混凝土柱 横向裂缝 压弯剪作用 斜裂缝 裂缝宽度

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为研究近爆荷载作用下装配式钢筋混凝土（precast concrete，PC）柱的抗爆性能与受损后的加固修复性能，开展了足尺PC柱化爆试验与受损柱加固修复轴压试验研究。共开展了3次化爆试验，获得了PC柱的动力响应与损伤破坏试验数据，分析了PC柱与现浇钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）柱试验结果的差异。近爆荷载作用下，PC柱呈现出局部损伤破坏模式，爆心附近混凝土剥落，出现斜裂缝，装配位置的交界面出现贯穿裂缝，锚浆搭接PC柱比灌浆套筒PC柱的损伤更加严重。两种装配形式的PC柱整体上具有与RC柱相近的抗爆性能，但装配界面削弱了PC柱的整体性与抗剪切能力，是PC柱典型的薄弱位置。轴压试验结果表明，分别采用置换混凝土和置换后外包碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforcement polymer, CFRP)布的方式加固受损的两根PC柱，其轴向承载力均超过了同规格未受损柱的试验承载力和设计承载力。

Keyword ：

损伤破坏 近爆荷载 PC柱 动力响应 加固修复

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In order to investigate the anti-explosion performance and post-blast performance after reinforcement/repair of precast concrete (PC) columns under close-in explosion, the explosion test of full-scale PC column and axial compression test of repaired blast-induced damage PC column were conducted. The PC columns with the two widely used assembly connections, i.e., half grout sleeve connection and slurry anchor lap connection, were selected to investigate the effect of connection type on blast resistance and to compare the damage and dynamic response with the reinforced concrete (RC) column of the same specification. The explosion test results show that PC columns had a local damage failure mode. The concrete spalling and oblique cracks occurred near the explosion center and penetrating cracks appeared on the interface of the assembly position. The damage of the anchor slurry lapped PC column was more severe than the grouting sleeve PC column. The PC columns of the two assembly forms had comparable dynamic response and damage characteristics as the RC column in general, but the assembly interface weakened the integrity and shear resistance of the PC column because of its discontinuity. It is the typical weak position of the PC column and should be noticed in design and protection. The axial compression test results show that the axial bearing capacity of the PC column repaired by concrete replacement exceeds 20.8% and 30.6% compared to the undamaged column test value and the calculated value of the same specification respectively. The exceeding proportion of the PC column repaired by concrete replacement and wrapping carbon fiber reinforcement polymer (CFRP) sheet is 38.3% and 49.6% respectively. The results show that it is feasible to reinforce and repair the damaged PC column using the concrete replacement or combining concrete replacement with the wrapping CFRP sheet method, which can meet the requirements of axial bearing capacity. © 2023 Explosion and Shock Waves. All rights reserved.

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reinforcement dynamic response damage failure PC column close-in blast load repair

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在地震作用下，钢筋混凝土柱时常会受到扭矩的作用，而扭矩的存在会改变钢筋混凝土柱的破坏模式。为探究钢筋混凝土柱纯扭破坏的尺寸效应行为，采用三维细观数值模拟方法，考虑了混凝土细观组分的非均质性及钢筋与混凝土间的粘结滑移作用，建立了钢筋混凝土柱的纯扭作用数值模型。模拟分析了结构尺寸、纵筋率、配箍率和截面形状对钢筋混凝土柱抗扭破坏的影响。结果表明：钢筋混凝土柱扭转破坏表现为脆性特征，名义抗扭强度表现出明显的尺寸效应；纵向配筋对扭转强度尺寸效应影响不大；方形截面柱比圆形截面柱具有更强的尺寸效应；箍筋可以提高扭转强度，且可以削弱名义抗扭强度的尺寸效应。最后，修正了Ba?ant尺寸效应律，建立了全结构尺寸范...

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纯扭破坏 尺寸效应 配箍率 钢筋混凝土柱 细观模拟

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针对锈蚀钢筋混凝土(RC)柱的偏心受压力学行为,本文从细观角度出发,将混凝土看作是由骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,并且考虑锈蚀导致的钢筋和保护层混凝土的材料性能劣化以及黏结强度退化,建立了其三维细观精细化有限元分析模型.数值计算结果与试验结果的良好吻合,验证了数值分析模型的合理性.在此基础上,主要分析了锈蚀率和偏心率对RC柱偏压力学性能的影响.发现:钢筋锈蚀会引起临界偏心率增大,使构件趋于脆性破坏;锈蚀率增加会明显降低柱的刚度、延性和承载力;偏心率的增加则会导致构件轴向承载力降低,柱的破坏模式变为大偏心受压破坏.最后,基于完好状态RC压弯构件承载力统一公式,考虑钢筋锈蚀的影响,...

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钢筋混凝土柱 偏心受压 承载力 细观分析 锈蚀

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随着混凝土强度的提高，柱受弯极限承载力的尺寸效应更加明显。因此，高强混凝土柱受弯屈服承载力尺寸效应需要进一步的确认。为此，开展了理论剪跨比为4的高强混凝土柱在轴压和单调水平荷载作用下的受弯性能试验。试件的剪跨比、轴压比和配箍率一致，几何尺寸相似比为3∶5∶7。结果表明：柱均为弯曲破坏，并且大尺寸柱保护层混凝土的劈裂效应可能是尺寸效应产生的部分原因；大尺寸柱的相对名义弯曲应力、名义转角、P-Δ效应及受弯屈服承载力的安全储备系数和局部安全储备系数与小尺寸柱相比均有所降低，其存在一定的尺寸效应，并且随着混凝土强度的提高，相对名义弯曲应力和受弯屈服承载力安全储备系数的尺寸效应更加明显；基于试验结果和B...

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尺寸效应 安全储备系数 受弯屈服承载力 局部安全储备系数 高强混凝土柱

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结合理论分析和209组试验数据，分别研究建立了锈蚀钢筋混凝土(RC)柱在大、小偏心受压条件下的概率抗弯承载力模型与概率校准分析方法.根据内力平衡条件，考虑锈蚀因素对钢筋和混凝土的材料性能及其二者粘结性能的影响，通过引入考虑不确定性的概率模型参数和模型误差，分别建立了锈蚀RC柱在大、小偏心受压条件下的概率抗弯承载力计算表达式，并利用Bayesian理论和马尔科夫链蒙特卡罗法确定了概率模型参数的后验信息，进而结合概率密度函数、置信区间和置信水平，校准了传统确定性抗弯承载力模型的计算精度.分析表明，概率抗弯承载力模型的计算精度较高，可以合理描述抗弯承载力所具有的随机性；对于大偏心受压锈蚀RC柱，现有...

Keyword ：

抗弯承载力 概率校准 小偏心受压 锈蚀 大偏心受压 钢筋混凝土柱

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