全装配式钢筋混凝土楼盖竖向受力性能试验研究

为研究新型全预制装配式钢筋混凝土楼盖的竖向受力性能,对1∶2缩尺的楼盖模型进行了模拟竖向均布荷载作用的静载试验,对楼盖的竖向承载力、挠曲变形、应变规律和双向受力性能等进行了研究。试验结果表明：楼盖具有较高的承载力,在整个加载过程中楼盖梁-板连接件和板缝连接件都表现出良好的传力性能;在竖向均布荷载作用下楼盖的挠曲变形呈现出与现浇双向楼盖类似的“碟形”,具有双向板的变形特征;楼盖模型在竖向荷载作用下的跨中挠度约为同条件下单向板楼盖挠度的0.445倍,楼盖构造能有效减小变形;楼盖底部垂直板缝方向连接件可传递竖向荷载作用下的弯矩,使其具有双向受力的特点。     

全装配式桁架梁组合楼盖平面内刚性性能试验研究

为研究密柱框筒结构中全装配式桁架梁组合楼盖的平面内刚性性能,设计并制作了4个单筒结构的1/3缩尺结构模型（单层、两层框筒模型各两个）,通过楼盖平面内单向加载试验,研究了该类装配式楼盖在平行于及垂直于拼装板缝方向受力时楼盖平面内受力变形性能、裂缝开展形态、水平荷载的分配与传递性能、楼盖的平面内刚度及整体变形性能。研究结果表明：在相应于7度罕遇地震的楼层水平力作用下,该组合楼盖在平行于及垂直于拼装板缝方向受力时均处于弹性工作状态;楼盖在平行于拼装板缝方向受力时,受力变形性能与深梁类似,而在垂直于拼装板缝方向受力时,楼盖平面内呈各装配板单元的各自受弯状态,楼盖体系在平行于拼装板缝方向受力时整体性较好,而在垂直于拼装板缝方向受力时整体性一般。     

分布式连接全装配钢筋混凝土楼盖板缝节点平面内受力性能试验研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖板缝节点平面内受力性能,进行了5种共18个板缝节点在平面内水平单调荷载、低周反复荷载和拉剪复合作用下的足尺模型试验,对板缝节点的受剪承载能力、破坏形态、滞回曲线、位移延性、耗能能力和拉剪复合受力性能进行了较为系统的研究。研究表明：除SPC和SP-CPC节点外其他3种板缝节点均具有较好的受剪承载力和刚度,且节点承载力可由叠加法简化计算;HPC节点、CPC节点和HP-CPC混合式节点具有较好的滞回性能、耗能能力和位移延性,是较为合理的板缝连接节点形式;拉力的存在削弱了板缝节点受剪承载力,且拉剪比越大削弱程度越高;高拉剪比下节点的延性较差,在极限荷载下易发生类似螺栓群连接中的“连锁破坏反应”,设计时需对高拉剪比区的连接件进行改进和加强,以满足楼盖对板缝节点延性的要求。     

四边简支条件下全装配式RC楼盖竖向承载性能分析北大核心CSCD

在分布式连接全装配式RC楼盖体系(DCPCD)中,板与板之间通过连接件连接以提高楼盖的竖向承载力和平面内刚度。为研究DCPCD的竖向承载力和变形特性,在试验的基础上基于正交各向异性弹性薄板小挠度理论,分析了四边简支条件下DCPCD的竖向承载性能和挠曲变形规律;并以板缝数量、连接件数量和楼盖跨度等为主要影响因素进行了参数分析。分析结果表明:DCPCD具有较大的竖向承载力和刚度,楼盖挠曲变形在顺板向、横板向基本一致,分布均匀且基本对称,变形规律与双向板楼盖类似,说明DCPCD具有双向板楼盖的受力和变形特征; DCPCD挠度的计算值与试验值吻合较好,验证了理论计算方法的可行性。增加连接件、减少预制板数量可有效提高楼盖竖向承载力和刚度,奇数预制板方案较偶数预制板方案有更大的竖向承载力和刚度,因此,在运输和安装等条件允许的情况下,建议采用宽板预制方案和奇数预制板结构布置方案。     

新型装配式混凝土楼盖发卡式板缝连接节点抗剪性能试验研究

为研究新型全装配RC楼盖发卡式板缝节点的抗剪性能,进行了发卡式板缝节点平面内单调和低周反复荷载下的足尺模型试验,对发卡式板缝节点的裂缝模式、破坏过程及形态、荷载-位移关系曲线和耗能能力等进行了较为系统的研究。结果表明:发卡式板缝连接节点滞回曲线饱满、耗能性能好,具有较好的抗震性能;可采用拉压杆模型理论将企口板两侧连接件抗力叠加来计算节点抗剪承载力。     

新型装配式混凝土楼盖发卡式板缝连接节点抗剪性能试验研究

为研究新型全装配RC楼盖发卡式板缝节点的抗剪性能,进行了发卡式板缝节点平面内单调和低周反复荷载下的足尺模型试验,对发卡式板缝节点的裂缝模式、破坏过程及形态、荷载-位移关系曲线和耗能能力等进行了较为系统的研究。结果表明:发卡式板缝连接节点滞回曲线饱满、耗能性能好,具有较好的抗震性能;可采用拉压杆模型理论将企口板两侧连接件抗力叠加来计算节点抗剪承载力。     

全装配式RC楼盖横板向传力性能试验研究及理论分析

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)横板向传力性能，完成了8个对边简支试件的竖向静载试验。基于共轭法提出了DCPCD横板向刚度的计算方法，并研究了板缝数量、板缝连接件数量、楼盖跨度和横板向与顺板向刚度比等参数对DCPCD横板向传力性能的影响。结果表明：DCPCD试件的板缝连接件受力性能良好，可有效地传递横板向弯矩和剪力，并能较好地协调相邻预制板的变形；基于共轭法的DCPCD横板向刚度计算方法的精度比最小截面刚度法和折线变形法高；减少板缝数量、增加板缝连接件数量均可有效改善楼盖横板向的传力性能，提高楼盖的竖向承载力和刚度；基于楼盖承载力与振动舒适度的要求，建议四边简支楼盖横纵向刚度比的取值范围为0.3～0.75。     

全装配式RC楼盖板缝节点抗震性能试验研究

为研究新型全预制装配式混凝土楼盖板缝连接节点的抗震性能，设计了5种形式的板缝节点，进行了平面内低周反复荷载下的足尺模型试验，对板缝节点的开裂模式、破坏形态、滞回曲线、位移延性、刚度退化和耗能能力进行了较为系统的研究。结果表明：在5种板缝节点中，发卡式节点、盖板式节点和发卡-盖板混合式节点滞回曲线饱满、延性好，具有较好的抗震性能，是理想的板缝连接节点；上下匹配布置预埋机械连接件的板缝节点平面内受剪承载力可以由叠加法进行简化计算。     

新型装配式楼盖平面内刚度试验研究

提出一种由新型预应力空心板和后浇边缘构件组成的新型装配式楼盖。对试件模型进行单向反复加载试验,分析其平面内受力性能,并计算出楼盖的平面内刚度。由此讨论新型装配式楼盖是否具有替代整体现浇楼盖或带有现浇面层的普通装配式楼盖的可行性。结果表明,新型装配式楼盖的平面内受力性能良好,计算得出的平面内刚度比一般装配式楼盖的平面内刚度大6倍左右,新型装配式楼盖具有更大的平面内刚度和良好的结构整体性,新型装配式楼盖具有替代整体现浇楼盖或带有现浇面层的普通装配式楼盖的可行性。     

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。     

预应力预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过后张拉高强无黏结预应力筋将分段预制墙板拼装成整体预应力预制混凝土剪力墙,剪力墙根部靠近中间位置布置若干普通钢筋以增加墙体耗能性。为比较该类剪力墙与现浇混凝土剪力墙的抗震性能,进行了3片预应力预制混凝土剪力墙和1片现浇混凝土剪力墙的拟静力试验,研究墙体的破坏过程及破坏形态、滞回及骨架曲线、位移延性、耗能能力、刚度退化、残余位移等。结果表明：预应力预制混凝土剪力墙的非线性变形集中在墙根部接缝处,导致墙体本身的损伤较小;预应力筋可提供恢复力,能有效减小残余变形;由于耗能钢筋的锚固失效,预制混凝土剪力墙的滞回曲线不如现浇混凝土剪力墙试件饱满;刚度退化早于现浇墙体,但下降段曲线较现浇墙体平缓,其刚度退化较现浇墙体缓慢;锚固失效是由耗能钢筋过密布置导致。     

半刚性连接钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

通过对半刚性连接框架-钢板剪力墙结构在水平反复荷载作用下的试验研究,得到了结构的滞回曲线、延性指标、水平刚度、梁柱应变、转角及各关键部位的变形。从耗能能力、刚度退化、承载力、延性等方面分析该种结构的抗震性能和耗能机理;依据应力分布、梁柱转角研究半刚性节点与钢板剪力墙的相互影响效果;分析结构的内力转换和破坏模式。结果表明：该结构具有良好的延性和耗能性能;半刚性节点在反复荷载作用下没有明显变形,节点刚度退化小,框架和钢板剪力墙协同工作良好;梁柱半刚性连接弱化了结构的整体刚度,框架自身承担的水平荷载有限;破坏模式为内填钢板剪力墙局部撕裂,拉力带作用明显,钢框架柱脚及梁柱半刚性连接部位形成塑性铰,框架整体呈弯曲破坏模式。图12表4参10     

全装配式钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震性能试验研究

为研究采用预制剪力墙、预制框架的全装配式RC框架-剪力墙结构的抗震性能,对2榀1/2比例两层两跨RC框架-剪力墙结构子结构模型试件（其中1榀为全装配试件PCFW2,1榀为全现浇对比试件RCFW）进行了低周反复荷载试验,分析了结构的破坏机制、破坏形态、塑性铰开展、滞回性能、位移延性、刚度退化和耗能能力等。结果表明：全装配式试件PCFW2与全现浇对比试件RCFW的开裂荷载相当,破坏过程和最终破坏形态基本相同;灌浆套筒、约束浆锚可有效传递钢筋应力;全装配式试件PCFW2整体性良好,其屈服荷载、峰值荷载、极限荷载均略大于全现浇对比试件RCFW的相应值,但相差不超过13.0%,位移延性系数较全现浇试件RCFW的略低。在大部分受力阶段,试件PCFW2耗能优于试件RCFW。建议全装配式框架-剪力墙结构中剪力墙的边柱（或边缘）纵筋,采用灌浆套筒连接,其余部分采用约束浆锚搭接连接,而框架湿节点处的后浇混凝土采用微膨胀混凝土。     

钢筋混凝土T型叠合梁抗震性能试验研究

研究了由倒T型预制梁、预制板和现浇板组成的钢筋混凝土T型叠合梁。开展了低周反复荷载下叠合梁与现浇对比梁的足尺模型试验,对其破坏形态、滞回曲线、位移延性、刚度退化与耗能等进行了较系统的研究。研究表明:低周反复荷载下叠合梁与现浇梁均发生了受弯破坏;峰值荷载下,叠合梁中实测的预制梁与预制板之间和靠近腹板侧预制板与现浇板之间的滑移分别为0.5mm和0.2mm;叠合梁与现浇梁的滞回曲线前期均较饱满,后期表现出一定的捏拢,但总体耗能均较好;反复荷载下叠合梁的刚度退化主要发生在开裂至屈服阶段,屈服后其刚度退化较缓慢;叠合梁的正、负弯矩截面受弯承载力分别较现浇梁的低9%和3%左右;叠合梁的正、反向位移延性分别比现浇对比梁约低6%和14%,但2个试件的位移延性系数均大于4.8。此外,还对低周反复荷载下与单调荷载下试件的受力性能进行了对比与分析。     

形状记忆合金丝约束RC墩柱抗震性能试验研究

为增强RC墩柱在强震作用下的耗能、变形及自修复能力,实现震后桥梁结构功能的快速恢复,该文采用超弹性形状记忆合金(shape memory alloys, 简称SMA)丝约束RC墩柱,并通过试验研究水平循环荷载作用下SMA丝约束RC墩柱的抗震性能。试验制作6个SMA丝约束RC墩柱试件和1个普通RC墩柱试件,通过低周往复加载,分析SMA丝配置率和预应力水平对RC墩柱抗震性能的影响,包括破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、刚度和耗能。研究结果表明：相比普通RC墩柱的剪切破坏,SMA丝约束RC墩柱的破坏模式转变为具有一定延性的弯剪破坏或剪弯破坏;随着SMA丝配置率的增大,RC墩柱的抗剪承载力、延性和耗能能力均有所提升,抗震性能得到增强;预应力丝材提供更大的约束力,分担更多的剪力,提高核心混凝土的变形能力,增强RC墩柱的抗震性能。研究成果将为RC墩柱的加固和震后快速恢复提供新思路和试验基础。     

钢板带加固砖填充墙RC框架抗震性能试验研究

为研究钢板带加固砖填充墙RC框架的抗震性能,设计了缩尺单层单跨的纯RC框架1个、砖填充墙RC框架1个以及钢板带加固砖填充墙RC框架2个,考虑砂浆强度的影响,并对钢板带施加一定的预应力。基于低周往复荷载试验,对比分析了不同类型框架的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性和耗能能力。结果表明：钢板带加固砖填充墙RC框架可提高其承载力与耗能能力,但位移延性系数略有下降;钢板带加固基本不影响砖镇充墙RC框架的初始抗侧刚度,但是在层间位移角为1/100~1/50时,割线刚度可以提高24.6%~31.9%;螺栓孔对水平灰缝的削弱会影响填充墙的破坏形态;砂浆强度的提高会增加钢板带加固砖填充墙RC框架的初始抗侧刚度、峰值荷载与耗能能力。此外,提出了预应力钢板带加固砖填充墙RC框架的水平承载力计算方法,具有较好的预测精度。     

装配式人工消能塑性铰节点抗震性能试验研究

为提高装配式钢筋混凝土(RC)框架结构的抗震性能,降低梁、柱构件震后损伤程度,提出了人工消能塑性铰(artificial dissipated plastic hinge,ADPH)节点,即在梁端通过预埋机械铰实现梁、柱构件铰接,同时安装附加钢板承载并耗能。试验中设计并制作了2个不同形式的ADPH节点和1个现浇RC节点,对3个节点进行了低周往复荷载试验,分析其破坏特征,并通过滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化及应变等研究其抗震性能。结果表明：ADPH节点的破坏模式为附加耗能钢板中部的屈曲及轻微撕裂;相较现浇RC节点,ADPH节点的承载能力更高、延性更好、耗能能力增强,刚度退化较慢,抗震性能明显提高;而附加钢板过早屈曲易导致出现两侧附加钢板均受弯的状态,导致滑移段出现,降低耗能效率,应对附加钢板平面外变形加以控制;所建立的有限元模型可以较好地模拟ADPH节点的滞回行为。     

Experimental Study of Composite Steel Plate Shear Wall with Flush End-Plate Connection

This paper presents an investigation on the structural performance of steel plate shear wall (SPSW) with flush end-plate beam–column connections and infill precast reinforced concrete (precast RC) panels. Two single-span two-story SPSW specimens, including unstiffened SPSW (NBRP) and precast RC panel restrained SPSW (Con-BRP), are first tested, followed with a parametric study by finite element method. Precast RC cover panels are installed on both sides of the infill steel plate and are disconnected from steel frame. Test results indicate that the use of precast RC cover panels increases the load carrying and energy dissipation capacities of the SPSW structure, but decreases its ductility. It is also effective in reducing the inward flexural deformation of columns. Moreover, the stiffening effect of the infill steel plate on the beam–column connections remains, which is a result of the precast RC cover panel’s resistance to the local buckling and the tears of the infill steel plates. The influence of the gap size between the precast RC cover plate and frame members on the failure mode of the specimen Con-BRP is also investigated, based on which a maximum gap size is recommended. Conclusions are drawn that SPSW structure with flush end-plate beam–column connections and precast RC cover panels fully exploits the strength of infill steel plates and exhibits excellent structural performance.     

整体式与带缝分体式空心RC剪力墙抗震性能试验研究

进行了四个整体式及四个带缝分体式空心钢筋混凝土剪力墙试件在低周反复水平荷载下的试验,研究了试件的承载力、刚度及衰减过程、延性、耗能性能、滞回特性、破坏特征、钢筋的应变情况。结果表明:整体式空心剪力墙的裂缝分布形态主要以剪切斜裂缝为主,呈现出剪切破坏形态;带缝分体式空心钢筋混凝土剪力墙以弯剪裂缝为主,呈现出延性的弯剪破坏形态;改变带缝空心钢筋混凝土剪力墙竖缝两侧暗柱配筋,可使墙体抗剪承载力不降低而其延性与变形能力得到提高。