四级抗震等级时钢筋混凝土异形柱轴压比限值的研究

考虑到二、三级抗震等级时异形柱轴压比限值显著低于矩形柱轴压比限值的实际情况,需对四级抗震等级时异形柱轴压比限值问题进行深入研究。本文基于理论分析和非线性全过程分析,取曲率延性比μ_(φc)=6作为四级抗震等级时异形柱应具有的曲率延性水平,不仅可以保证异形柱具有与矩形柱相当的延性性能,而且满足抗震结构位移延性的需求;然后以此为标准,确定了四级抗震等级时异形柱的轴压比限值及相应的构造要求。本文研究成果将为工程设计中四级抗震等级时钢筋混凝土异形柱轴压比限值的确定提供参考,也为完善相关设计规范提供理论依据。     

暗支撑“一”字形短肢剪力墙非线性分析

依托ABAQUS有限元分析软件,以"一"字形短肢剪力墙较薄弱的抗震构件作为研究对象,建立等效模型并模拟分析了该结构在不同轴压比、不同钢筋配筋率情况下的承载、骨架曲线等关键抗震性能指标,并与试验结果进行了对比,得出了轴压比和配筋率对暗支撑"一"字形短肢剪力墙的抗震性能影响敏度较高的结论。     

SRC十字异型节点试验研究

以某一大型火力发电厂主厂房混合结构体系为原型,建立6个型钢-钢筋混凝土组合结构十字异形节点缩尺模型,进行了拟静力抗震性能试验研究,研究了轴压比、错层高度、约束剪力墙及结构组合形式等对节点抗震性能的不同影响。     

GFRP加固高强混凝土方柱抗震性能的试验研究

抗震结构中,延性与其承载力同等重要.采用FRP片材加固混凝土结构是提高其抗震性能的一种有效的方法.本文以GFRP片材加固高强混凝土方柱为主要对象,对7个试件在高轴压比下承载力的延性进行的试验研究,研究参数包括轴压比,加固量,以及混合纤维的加固效果.在试验基础上,提出当量配箍特征值的设计公式,给抗震设计提供了建议.     

CFRP加固高强混凝土圆柱抗震性能的试验研究

抗震结构中,延性与其承载力同等重要.采用FRP片材加固混凝土结构是提高其抗震性能的一种有效的方法.本文以CFRP片材加固高强混凝土圆柱为主要对象,对6个试件在高轴压比下的承载力和延性进行了试验研究,研究参数包括轴压比,加固量,以及混合纤维的加固效果.在试验基础上,提出当量配箍特征值的设计公式,给抗震设计提供了建议.     

柱轴压比对某类型板柱边节点抗震性能影响的试验研究

为了探究不同柱轴压比下新型板柱组合结构边节点的抗震性能,设计3个不同轴压比的边节点足尺模型进行试验。通过滞回性能试验,对该类型新型板柱边节点的承载力、延性、耗能、强度和刚度等抗震性能指标进行了研究。结果表明,该类型边节点具有较好的抗震性能;不同轴压比对该类型节点的抗震性能影响较小,且各轴压比下该类型节点均具有良好的抗震性能。     

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构抗震性能参数分析

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构是新型的转换结构,通过试验研究验证该新型结构与普通型钢混凝土转换结构相比具有良好的耗能能力和抗震性能。采用有限元数值模拟方法,研究框架柱轴压比、转换梁托柱轴压比、腋撑设置位置、腋梁刚度比等设计参数对该新型结构抗震性能的影响。分析结果表明,在框架柱和托柱轴压比较大的结构中设置耗能腋撑,可以更加明显的改善结构的抗震性能。综合结构响应分析和腋撑变形耗能分析的结果,得出腋撑角度θ的最佳取值为30°～45°,腋撑端部距梁端距离a的最佳取值为Lb/6～Lb/5,腋梁刚度比Kh’的最佳取值为0.2～0.3。     

十字形截面钢异形柱的抗震性能和板件宽厚比限值研究

按照强震区多、高层钢框架结构柱的受力工况,以现行国标型钢组合的工程应用为目标,设计不同轴压比下不同翼缘宽厚比与不同腹板高厚比组合的36个十字形截面钢异形柱模型,模型截面应力相似系数为1,缩尺比为1∶2。考虑试件的初始缺陷和材料非线性,对这些模型系统地进行常轴力、低周反复荷载下的有限元计算。模拟模型的受力、变形、破坏全过程,研究变形模式、破坏模态、滞回性能、承载能力、耗能能力等抗震性能,并分析翼缘宽厚比、腹板高厚比和轴压比对抗震性能的影响规律,对模型的整体抗震性能进行综合评价。最后,基于抗震设计承载力取值和整体抗震性能的要求,提出不同轴压比下,能够在强震区使用的十字形截面钢异形柱翼缘宽厚比与腹板高厚比的组合限值,为工程应用和钢异形柱结构技术规程的编制提供理论依据。     

考虑隔震支座竖向变形对基础隔震剪力墙结构的抗侧刚度影响研究

与普通抗震结构不同,由于隔震支座会发生竖向变形,基础隔震结构在地震作用下将会发生一定的刚体转动,进而影响上部结构的侧向刚度,而这种刚体转动在剪力墙结构中表现得尤为明显。采用ABAQUS有限元分析软件对基础隔震双肢剪力墙结构进行了非线性有限元数值模拟计算,建立30个有限元模型,通过改变隔震支座拉压刚度比值、墙体轴压比、高宽比,对比分析了隔震支座竖向变形引起的隔震层转动对双肢剪力墙隔震结构抗震性能的影响。结果表明:增大隔震支座拉压刚度比与轴压比、减小剪力墙高宽比可以减小隔震支座竖向变形引起的上部结构转动;由于上部结构转动的影响,隔震上部结构抗侧刚度明显低于相同条件抗震结构,在工程设计中应引起重视。     

应变率效应对钢筋混凝土剪力墙抗震效应的影响

利用有限元软件ABAQUS分别对不同剪跨比和不同轴压比的钢筋混凝土剪力墙在准静态和高应变率下动力加载进行数值模拟,并与考虑应变率效应后按JGJ 3—2002《高层建筑混凝土结构技术规程》进行的计算结果进行对比,以得到应变率对钢筋混凝土剪力墙抗震承载力的影响。通过比较不同剪跨比、轴压比及应变率下剪力墙的破坏形态和承载力,可以得出结论:在同一剪跨比和轴压比下,随着应变率的增加,剪力墙的抗震承载力有一定程度的提高,故对剪力墙进行地震作用分析时,应适当考虑应变率效应。     

剪跨比为1的内置钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为改善复杂高层建筑中剪力墙的抗震性能,进行剪跨比为1的2个无内置钢板的型钢混凝土剪力墙试件和12个有内置钢板-混凝土组合剪力墙试件的低周反复加载试验,揭示轴压比和内置钢板厚度（即墙身含钢率）对试件抗震性能的影响规律。结果表明,相对于无内置钢板的型钢混凝土剪力墙试件而言,内置钢板-混凝土组合剪力墙试件的承载能力、变形能力和耗能能力均显著提高,但是要使这三者综合最佳,应该将墙身含钢率控制在一定范围内,且设计轴压比应控制在0.50以内。     

钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

采用1∶2缩尺模型,设计了6个T形短肢剪力墙试件和6个L形短肢剪力墙试件,以及2个T形普通剪力墙试件。通过低周反复加载试验,研究钢筋混凝土短肢剪力墙构件的抗震性能,并与普通剪力墙进行对比。观测了短肢剪力墙受力-变形-损伤-裂缝-屈服-破坏的全过程;分析了短肢剪力墙的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、位移延性及截面变形规律等。研究表明：T形和L形短肢剪力墙试件在水平荷载作用下,强度和刚度退化曲线呈明显的非对称特点;在开裂之后刚度退化较快;在退化过程中刚度退化速度减缓不明显,后期的刚度退化也不趋于稳定; 大偏心破坏范围内,增大轴压比可以提高试件的承载力;延性并不随轴压比一致变化,控制轴压比试件延性才能发挥到最好,减小剪跨比可增大试件延性;翼缘侧受压时的顶点位移比腹板侧受压时的要小;剪力滞后现象比较显著;破坏的主要形式为弯剪破坏;截面积相同时,T形截面比L形截面短肢剪力墙试件的承载力大,抗震性能优良;高厚比为6.5的T形短肢剪力墙试件相比其它高厚比的短肢剪力墙试件综合性能更佳。     

钢筋混凝土抗震框架节点受力机理及轴压比影响的试验研究

通过19个剪压比水平和轴压比水平不同的接近足尺的钢筋混凝土框架中间层中间节点梁柱组合体的低周反复加载试验,对节点的传力机理以及轴压比对节点抗震性能的影响规律进行了分析研究,取得了以下结果:(1)随着轴压比的增加,梁筋在节点内的粘结滑移量明显减小。节点的作用剪力较大时,梁筋的粘结退化加剧;(2)通过对节点内不同受力阶段箍筋应变的量测,明确了平行受力方向箍肢除承受桁架机构的拉力外,还与垂直受力方向的箍肢一起对节点核心区双向交替斜向受压混凝土发挥重要约束作用;(3)节点作用剪力在中等以上作用水平时,轴压比的增大对节点抗震抗剪的延性起不利作用。     

足尺HR-EPS模块剪力墙抗震性能试验研究

为评价HR-EPS(Hai Rong-Expanded Polystyrene)模块剪力墙结构的抗震性能,通过试验与数值模拟相结合的方法,对配筋率及轴压比不同的足尺HR-EPS模块剪力墙试件进行抗震性能研究。研究结果表明:墙体配筋率的提高,可以大幅增强足尺HR-EPS模块剪力墙的水平承载力;随着墙体配筋率的增加,墙体的刚度、位移延性系数以及耗能能力均有所增加,刚度退化速率有所降低;模拟结果与试验数据基本吻合,适当地增加轴压比可提高试件的耗能能力及其刚度,使其抗震性能有所提升;并根据试验结果对已有公式进行修正,给出了足尺HR-EPS模块剪力墙抗剪承载力计算公式。     

钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

采用型钢桁架代替钢筋配置在剪力墙中形成钢桁架混凝土组合剪力墙（以下简称“桁架剪力墙”）,该剪力墙兼具钢结构延性好和混凝土结构受剪承载力高的优点,且能够克服钢结构耐腐蚀、耐火性能较差的缺点,其通过钢桁架替代钢筋更有利于装配化施工。对4个剪跨比为1.65的钢桁架剪力墙进行拟静力试验,通过试验得到的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等,研究了不同轴压比（0.21和0.26）和不同抗剪键（短钢筋抗剪、短钢筋和栓钉共同抗剪）对剪力墙抗震性能的影响。采用有限元软件ABAQUS对钢桁架剪力墙进行参数分析,进一步考察了轴压比（0.2、0.3和0.4）、桁架竖杆含钢率（1.43％、2.09％和2.71％）和腹杆含钢率（1.37％、2.02％和2.64％）对其受剪性能的影响,并提出剪力墙受剪承载力计算公式。研究结果表明：当轴压比大于0.3时,随着轴压比的提升,剪力墙的受剪承载力有下降的趋势;钢桁架设置抗剪键对于剪力墙的受剪承载力影响不大,但能提高剪力墙的刚度和耗能能力;钢桁架竖杆含钢率对剪力墙受剪承载力有较大提升作用,而桁架腹杆含钢率对剪力墙受剪承载力的提升作用较小。计算钢桁架-混凝土剪力墙的受剪承载力时,可不考虑腹杆受压时平面外的失稳问题。     

错列开洞钢筋混凝土剪力墙抗震性能数值模拟

为探究错列开洞剪力墙的抗震性能,通过有限元软件ABAQUS对错列开洞剪力墙抗震试验进行数值模拟,通过试验结果验证所建立精细化有限元模型的准确性。基于已验证的有限元模型开展参数分析,研究剪跨比、轴压比、开洞率以及有无附加纵筋等参数对错列开洞剪力墙抗震性能的影响。结果表明:不考虑轴压比时,剪跨比较大的剪力墙主要破坏于底部翼缘及墙体; 随着剪跨比的提高,剪力墙的峰值荷载减小,延性提高; 随着轴压比的提高,剪力墙的延性降低,峰值荷载先增加后减小,且峰值荷载的拐点在轴压比为0.2～0.5之间; 剪力墙的峰值荷载和延性随开洞率的提高而降低; 考虑附加纵筋时,若错列开洞剪力墙的开洞率较小且满足规范基本要求时,可以按照无洞口剪力墙计算其承载力; 考虑了附加纵筋影响的错列开洞剪力墙具有较好的承载力和延性,无附加纵筋的错列开洞剪力墙应力集中现象较严重; 开洞率较小时,剪力墙底部是薄弱区域,以剪切破坏为主; 开洞率较大时,剪力墙受到不协调的变形作用而发生破坏。     

间隔钢管混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

间隔钢管混凝土组合剪力墙是一种新型抗侧力构件,其施工方便、布置灵活,具有良好的经济效益和工程应用价值。为研究轴压比对这种新型抗侧力构件的抗震性能的影响,对3个不同轴压比的足尺四管间隔钢管混凝土组合剪力墙试件进行水平低周反复加载试验,观察组合剪力墙破坏特征和破坏过程,得到组合剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、承载力和刚度退化、延性、耗能能力等抗震性能指标。结果表明：组合剪力墙的破坏形式均为受压区钢管内混凝土压溃和钢管壁凸屈,缀板与钢管连接区域撕裂;随着轴压比增大,组合剪力墙的刚度和承载力增大,延性降低,与轴压比为0的组合剪力墙相比,轴压比为0.4的剪力墙承载力提高25%,延性降低19%;组合剪力墙的位移延性系数在2.401~3.479之间,极限位移角在1/40~1/34之间,等效黏滞阻尼系数达到0.15,整体抗震性能良好。     

冷挤压套筒连接RC装配式剪力墙抗震性能试验研究

为解决RC装配式剪力墙钢筋连接施工和质量检验困难的问题,提出了一种采用冷挤压套筒钢筋连接方式的装配式剪力墙构造形式。为探明此连接方式装配式剪力墙的可行性及其抗震性能,完成7个装配式剪力墙试件和2个现浇剪力墙对比试件的拟静力试验。对试件的水平荷载-侧移曲线及其特征点、钢筋应变进行了分析。结果表明：装配式剪力墙试件和现浇剪力墙试件均为压弯破坏。在简化构造的情况下,冷挤压套筒连接能有效传递钢筋拉压力。采用该连接的装配式剪力墙具有良好的抗震性能,耗能能力、延性均与现浇剪力墙试件接近。在轴压比为0.25~0.6范围内,轴压比增大,承载力增大,极限位移角减小;在剪跨比为0.9~1.35范围内,剪跨比增大,承载力减小,极限位移角增大,刚度退化更为平缓。     

型钢高强混凝土框架柱抗震性能试验研究

基于16个型钢高强混凝土(SRHSC)框架柱试件的低周反复加载试验,对其抗震性能进行了研究。试件设计参数为剪跨比、轴压比、混凝土强度、含钢率和配箍率。对不同设计参数试件的受力特点、破坏形态、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、位移延性等主要抗震性能指标进行了分析,得到了试件耗能指标、位移延性与诸设计参数之间的关系曲线。试验结果表明：试件荷载-位移滞回曲线饱满,下降段较为平缓,其他各项抗震性能指标较为优异,总体上表现出良好的抗震性能;混凝土强度等级超过C100的SRHSC框架柱的承载力优势明显,但由于高强混凝土的脆性导致其耗能能力及延性较普通型钢混凝土框架柱稍差;试件剪跨比、含钢率以及配箍率的提高能够增强其抗震性能,而混凝土强度、轴压比的提高将降低其抗震性能。     

变高宽比高性能混凝土剪力墙抗震性能的试验研究

本文通过3榀高宽比分别为1,0,1．5和2．0的高性能混凝土剪力墙的水平低周反复荷载试验,着重考察了高宽比变化对高性能混凝土剪力墙开裂方式、强度、滞回和耗能特征以及刚度退化等抗震性能的影响。分析表明,即使高宽比为1,0的低剪力墙,同样可具有良好的延性性能。文章最后采用修正压力场理论对其抗剪承载力进行了计算,结果符合很好。