新型预制装配式消能减震混凝土框架节点抗震性能试验研究

为了提高预制装配式混凝土框架结构的抗震性能,提出一种由扇形铅黏弹性阻尼器与预制装配式混凝土框架组合而成的新型预制装配式消能减震混凝土框架结构体系。对体系节点进行了设计,并对普通预制装配式梁柱节点试件和新型预制装配式梁柱消能减震节点试件进行了低周反复加载试验,研究了试件的滞回特性、承载能力、位移延性、强度退化和梁端受力筋应变等抗震性能及其破坏特征。结果表明:新型预制装配式梁柱消能减震节点通过扇形铅黏弹性阻尼器的往复剪切变形参与节点的滞回耗能,具有良好的耗能效果,该新型节点滞回曲线饱满,耗能能力强;节点的承载力和位移延性明显提高;扇形铅黏弹性阻尼器增强预制装配式梁柱节点的抗侧力和抗侧刚度,改变节点受力模式,使塑性铰区从梁端后浇区外移至预制梁与阻尼器连接外侧,实现了"强节点弱构件、强剪弱弯"性能要求。     

钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为改进钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,将耳板引入钢框剪与内填墙的连接中。通过2个两层单跨缩尺比为1∶3的钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙模型试件的拟静力试验研究,考察了耳板连接的可靠性和内填墙裂缝的开展与结构变形能力,分析了结构的破坏机理、滞回性能、刚度退化、变形及延性和耗能能力等。试验结果表明：抗剪连接件(U形筋)在梁柱节点上下耳板的连接处未发生破坏,耳板连接具有可靠的工作性能;钢框架带竖缝剪力墙结构具有良好的延性,平均位移延性系数大于3;内填墙的承载力由竖缝根部的剪切破坏控制。     

低周反复荷载下预制装配式竖缝剪力墙抗震性能研究

为研究预制装配式竖缝剪力墙的抗震性能,利用低周反复荷载试验对预制装配式竖缝剪力墙进行了研究,得到试件的滞回曲线。分析了预制装配式竖缝剪力墙的破坏形态、裂缝行为、荷载-位移关系、裂荷载、抗剪承载力以及变形特性的发展规律。综合考察该装配式剪力墙结构的破坏模式和变形能力。试验结果表明:预制装配式竖缝剪力墙在水平地震作用下的破坏模式属于延性破坏,耗能性能较好;竖缝墙由缝间墙受弯破坏终发展成贯通各墙肢竖缝根部的剪切破坏;剪力墙与基础梁间的钢板连接件未发生破坏,能提供有效连接。     

CFRP加固前后L形竖缝装配式耗能剪力墙抗震性能研究

设计2个L形竖缝装配式耗能剪力墙,对其进行低周往复加载试验,并对2个破坏后的试件使用CFRP加固后再进行同样的加载试验,研究加固前后试件的承载力、剐度退化、耗能能力以及延性等性能.结果 表明,L形竖缝装配式耗能剪力墙整体工作性能良好,随轴压比的增加试件的承载力增加,延性有所降低,但位移延性系数均大于或接近3,有较好的变形能力;腹板墙和L形翼墙均表现为弯剪破坏;在使用CFRP加固后,试件的延性、刚度及承载力有所下降,但部分墙肢能满足使用要求.加固前后试件均表现出了良好的耗能能力.     

不等肢耗能竖缝装配式剪力墙试验研究

对三个不等肢耗能竖缝装配式剪力墙进行低周反复荷载试验,并与现浇剪力墙试件进行对比.结果表明,不等肢耗能竖缝装配式剪力墙整体工作性能良好,和现浇试件相比,其延性性能较高.竖缝中设置的阻尼器能够实现屈服耗能,提高结构的抗震性能,实现墙肢之间的连接;墙肢的不同会造成装配式剪力墙试件在两个加载方向承载力的差异,对结构的延性也有一定的影响,应尽量使竖缝两侧的墙肢较为接近,以获得较好的工作性能.     

预制RC框架内嵌带竖缝剪力墙结构抗震性能研究

为研究预制钢筋混凝土框架内嵌带竖缝剪力墙(PRCFW)结构的抗震性能,对2个单跨两层、缩尺比为1∶2的PRCFW试件进行了拟静力试验研究。考察了PRCFW结构的变形和延性、滞回耗能能力、承载力及刚度退化等性能,分析了框架与内填墙之间的抗剪连接件对结构整体性能的影响。试验结果表明：在加载过程中,设计的抗剪连接件性能可靠,未发生疲劳剪断或锚固破坏;内填墙设置竖缝对PRCFW结构的初期刚度影响较小;进入屈服段后,预制竖缝阻碍了斜裂缝的发展和贯通,缝间墙段以弯曲变形为主,承载力和刚度退化缓慢,使结构整体具有良好的延性和耗能能力。不同轴压比下的框架柱和现浇节点基本完好,破坏主要发生在内填墙和梁端。结合试验和分析结果,提出了PRCFW结构在工程设计时的若干补充计算及构造措施建议。     

钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙试验研究

为改进钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,将耳板装置引入钢框架与内填墙的连接中.通过2个2层单跨钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙1/3模型试件的循环荷载试验,考察耳板连接装置的可靠性和内填墙裂缝的开展与结构变形能力,分析结构的破坏机理、滞回性能、刚度退化、变形及延性等,并对钢框架内填预制混凝土剪力墙体系与现浇混凝土剪力墙体系和带竖缝混凝土剪力墙体系进行对比.研究结果表明:抗剪连接件(U形筋)在梁柱节点上下耳板的帮助下未发生破坏,耳板连接装置具有可靠的工作性能;合理设计的钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙结构具有良好的延性.     

斜撑对装配式钢框架梁柱拼接节点抗震性能影响研究

针对装配式钢框架带柱座梁柱拼接节点连接受力复杂、强度和刚度影响因素多等问题,应用非线性有限元软件ANSYS对带斜撑和无斜撑的两种节点进行数值模拟,研究斜撑对装配式钢框架梁柱节点的滞回性能、极限承载力、延性系数、破坏模式等抗震性能的影响。结果表明:斜撑的设置,可较大幅度地提高节点的刚度和承载力,对于螺栓型连接的梁柱节点,斜撑的设置使其承载力提高3倍多,焊接节点的承载力提高约50%,延性系数提高约70%;且有效地转移了塑性铰,使节点破坏位置位于斜撑之外的桁架梁上,起到保护节点的作用,符合"强节点,弱构件"的设计要求。同时反复荷载作用下的滞回曲线更加饱满,具有更好的抗震性能。     

斜隅支撑钢框架体系的隅撑位置分析

斜隅支撑框架体系(KBF)是一种新型消能支撑框架钢结构体系,它具有延性好、抗侧移刚度大、震后容易修复的特点。结构主要构件在隅撑的保护下即使受到罕遇地震荷载作用也不易受到损伤。本文针对隅撑的安装位置并且运用有限元方法对其进行弹塑性加载分析,总结出一些结论和设计建议。     

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能试验研究北大核心CSCD

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙的上、下层预制剪力墙通过钢筋浆锚搭接连接,预制剪力墙与叠合连梁通过剪力墙预留凹口现浇混凝土及叠合层混凝土连接成整体。为掌握装配式联肢剪力墙的真实抗震性能,制作了1个装配式试件和1个现浇对比试件,并对其进行了低周反复水平荷载试验。通过对比试件的破坏形态、滞回曲线与骨架曲线、强度与刚度、位移延性及耗能能力等,对装配式试件的抗震性能进行评价。试验及分析结果表明,装配式试件发生与现浇试件相同的墙肢弯剪破坏与连梁剪切破坏,新、老混凝土界面未影响裂缝开展及试件整体性;与现浇试件相比,装配式试件的强度与刚度提高,位移延性有所降低,耗能能力提高;浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能总体上可达到“等同现浇”,可应用于实际工程。     

受拉钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验与数值模拟研究

钢筋混凝土剪力墙因其高效的刚度和抗震性能,被广泛地应用于超高层建筑的竖向传力和抗侧体系中。对于超高层建筑结构,剪力墙在设防地震和罕遇地震作用下,易处于偏心受拉状态。目前,偏心受拉墙肢的抗震性能研究很少,为了保证偏拉墙肢抗震设计安全合理,对处于偏心受拉状态下的5片墙肢的抗侧性能进行试验研究,并采用LS-DYNA通用有限软件进行数值模拟对比分析。试验结果显示,轴拉力影响混凝土剪力墙抗侧破坏过程的裂缝分布和破坏形态,降低混凝土剪力墙的承载力、位移延性、侧向刚度和耗能能力;配置抗滑移钢筋能提高受拉混凝土剪力墙的承载力、位移延性和耗能能力。LS-DYNA的数值模拟研究表明,墙肢在拉弯剪的共同作用下,裂缝的开展形式及最后破坏情况可以通过高级的有限元分析技术进行模拟,从而确保结构设计的安全性。     

木框架-夹板剪力墙组合结构抗侧力性能试验研究

为研究木框架-夹板剪力墙组合结构的抗侧力性能,对5榀木框架-夹板剪力墙试件、2榀纯框架试件和2片夹板剪力墙试件开展了低周反复加载试验,对比分析试件在往复荷载作用下的破坏机理、抗侧刚度、极限承载力、延性、刚度退化规律和耗能能力。研究结果表明,木框架-夹板剪力墙组合结构的抗侧力性能主要取决于内填夹板剪力墙的性能,其最终的破坏模式表现为共用墙骨柱因钉连接的失效而脱落。外侧梁柱框架对内填夹板剪力墙的约束作用能显著减小端部墙骨柱的上拔,可取消抗倾覆连接件的设置。木框架-夹板剪力墙组合结构的抗侧刚度和极限承载力约为木框架-常规轻木剪力墙组合结构的两倍,且在大变形情况下仍能持有70%峰值荷载的承载能力,有利于避免罕遇地震下的倾覆倒塌。     

改善高强混凝土剪力墙抗震性能的试验研究

通过四片高强度混凝土剪力墙试件）有整体墙和墙板中开竖缝墙）在低周反复荷载作用下的试验，研究开竖缝数量及长度（即墙板柱的剪跨比）对剪力墙的刚度、载力、延性、能耗、破坏形态等抗震性能的影响，结果表明，在剪力墙板中合理地设置竖缝，可使其弹性刚度、承载力变化不大的情况下，较大幅度地提高它的延性，塑性变形和耗能力。     

装配式斜支撑节点钢框架消能减震设计

新型工业化装配式斜支撑节点钢框架由桁架梁、立柱、斜撑等构件组成,斜撑改变了结构的传力途径,使得结构刚度提高,但延性降低。为提高地震作用下结构延性,采用粘滞阻尼器对结构进行消能减震设计,运用SAP2000软件对非减震结构和减震结构进行罕遇地震下的非线性时程分析,对比分析不同阻尼器布置方案的减震效果,对结构整体抗震性能进行评价。分析结果表明:在罕遇地震作用下,粘滞阻尼器表现出良好的耗能性能,减震结构拥有更大的弹塑性变形和强度储备。在结构中从底层开始连续布置1/2楼层阻尼器即可达到所有楼层均布置阻尼器时的减震效果。     

半刚接钢框架内填不同构造措施钢筋混凝土墙子结构抗震性能试验研究

为研究半刚接钢框架内填RC墙结构的抗震性能,提出了一种考虑内填墙边界条件的子结构模型,进行了3榀1/3缩尺的3层单跨半刚接钢框架内填RC墙子结构的低周往复加载试验,研究了不同构造内填RC墙对结构抗震性能的影响,得到了试件的滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、刚度退化、耗能能力及水平剪力分配。试验结果表明:内填贯通竖缝RC墙及暗竖缝RC墙试件的滞回曲线饱满,耗能能力强,但水平承载力及抗侧刚度略低,破坏模式均为缝间墙的弯曲破坏;内填实体RC墙试件的滞回曲线捏缩明显,耗能能力较弱,但水平承载力及抗侧刚度较高,破坏模式为内填墙的剪切破坏;内填墙降低了地震作用下周边框架节点转动能力,半刚性节点的最终塑性转角不超过0.025 rad,可避免钢框架节点失效导致的脆性破坏。内填墙承担约80%的水平荷载,但随着水平荷载的增大逐渐降低。     

不等高开缝钢板剪力墙屈曲分析

开缝钢板剪力墙具有延性好、耗能性能稳定以及能削弱拉力带效应等优点。剪力墙中开设的竖缝将整个内嵌钢板分割成若干条竖向墙肢,使开缝钢板剪力墙主要通过墙肢的面内弯曲,在墙肢两端形成塑性铰耗能。针对两种不等高类型开缝钢板剪力墙进行屈曲分析,考察开缝斜率对钢板剪力墙屈曲性能的影响。分析结果表明,相对于缝高斜率为零的等高开缝钢板剪力墙,不等高开缝钢板剪力墙的抗侧刚度和极限承载力得到显著提高。"梭型"开缝试件边缘墙肢应力较为集中。"蝶型"开缝试件应力分布较为均匀,特别是缝高斜率为0.39的试件,墙肢几乎同时屈服,能较好发挥中间墙肢耗能性能。     

现浇柱预制梁混凝土框架结构抗震性能试验研究

为研究装配整体式混凝土框架结构的滞回性能、延性和耗能能力等抗震性能,并考察其在罕遇地震作用下进入弹塑性阶段的受力性能,进行了2个1/2比例的2层2跨现浇柱预制梁框架试件的低周反复荷载试验。2个试件分别为对比装配式框架试件和预制梁端底部钢筋带套管的框架试件,试验中结构的最大层间位移角达到1/25。试验结果表明：现浇柱预制梁框架结构具有稳定的滞回性能及良好的延性;整个试验过程中结构刚度退化明显,且刚度退化主要发生在屈服之前;梁端钢筋的套管很好地发挥了作用,套管将接缝处钢筋变形平均到套管中,增大了梁端塑性铰长度,进而提高了结构的变形能力。研究成果可为装配整体式混凝土框架在抗震设防区的推广和应用提供参考。     

Seismic performance of prefabricated shear wall of variable sections with concrete filled steel tube and vertical patchwork

为了研究带竖向拼缝的装配式钢管混凝土剪力墙结构的抗震性能,设计制作了2个带竖向拼缝的的1/3缩尺的两层装配式钢管混凝土剪力墙试件,试件墙肢截面形式分别为L形和工字形。通过对其进行低周往复加载试验,研究2个试件的墙体裂缝开展过程及破坏形态,并通过与带竖向拼缝的一字形墙体试件进行对比,分析不同截面形式的墙体的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化曲线和竖向拼缝的滑移曲线。结果表明,采用套筒灌浆方式连接的钢管节点能够满足受力需求;竖向拼缝的连接方式是可靠的,能够较好地满足结构的整体传力要求;另外,与一字形墙体试件相比,L形墙体和工字形墙体位移延性系数分别提高24.44%和50.38%,承载力分别提高8.94%和26.81%。     

不同截面形式带竖向拼缝装配式钢管混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了研究带竖向拼缝的装配式钢管混凝土剪力墙结构的抗震性能,设计制作了2个带竖向拼缝的的1/3缩尺的两层装配式钢管混凝土剪力墙试件,试件墙肢截面形式分别为L形和工字形。通过对其进行低周往复加载试验,研究2个试件的墙体裂缝开展过程及破坏形态,并通过与带竖向拼缝的一字形墙体试件进行对比,分析不同截面形式的墙体的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化曲线和竖向拼缝的滑移曲线。结果表明,采用套筒灌浆方式连接的钢管节点能够满足受力需求;竖向拼缝的连接方式是可靠的,能够较好地满足结构的整体传力要求;另外,与一字形墙体试件相比,L形墙体和工字形墙体位移延性系数分别提高24.44%和50.38%,承载力分别提高8.94%和26.81%。     

外包角钢加固震损装配整体式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

为研究外包角钢加固震损装配整体式混凝土梁柱节点的抗震性能,按1:2缩尺比例设计制作了4个装配整体式混凝土梁柱节点试件,其中1个为对比试件,1个为直接外包角钢加固试件,另外2个分别为轻、中度地震损伤后采用外包角钢加固试件。通过进行低周反复荷载试验,分析了试件的极限承载力、位移、刚度、耗能、延性等抗震性能指标,并比较了震损程度对加固效果的影响。试验结果表明:外包角钢加固震损装配式混凝土梁柱节点,可有效提升节点核心区抗剪能力,实现"强节点弱构件"的抗震设计目标;采用外包角钢加固后,试件的极限承载力、极限位移、延性和刚度得到大幅度提高;试件的加固效果与预损程度成反比;在一定损伤程度下,外包角钢加固震损混凝土梁柱节点是可靠及有效的。