外包钢套加固震损框架节点试验研究

针对震损框架节点加固后的抗震性能,进行了5个空间框架节点加固试验.试验研究了灌缝、预损程度等因素对外包钢套法加固效果的影响.试验结果表明,外包钢套法在提高节点承载力、刚度及抗震性能等方面效果明显,节点破坏形式由加固前的“弱柱强梁”转变成加固后的“强柱弱梁”.试验表明加固后节点恢复并超过受损前的抗震性能,说明外包钢套法是合理而有效的.     

碳纤维布加固震损方钢管混凝土框架边节点抗震性能试验研究

为了研究碳纤维布加固震损钢管混凝土柱-钢梁框架节点的抗震性能,按1:2的缩尺比例设计并制作4个方钢管混凝土柱-钢梁框架边节点试件,进行了预损加载、碳纤维布加固和节点加固后的低周往复荷载破坏试验。研究了碳纤维布加固震损节点的有效性,探讨了不同震损程度对加固效果的影响。通过对节点试件的滞回曲线、骨架曲线、碳纤维布应变、延性、耗能能力、刚度退化及承载力退化等参数分析可知:碳纤维布加固方钢管混凝土柱-钢梁框架边节点,保证了"强柱弱梁"的抗震延性设计目标的实现,破坏形态均为钢梁弯曲破坏;碳纤维布加固提高了节点试件承载力,抗震性能得到明显改善;在一定损伤程度情况下,加固节点恢复并超过受损前的抗震性能。     

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。     

碳纤维布加固震损装配整体式混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过拟静力试验,研究碳纤维布加固震损装配整体式框架节点的抗震性能,分析了节点破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移、延性、刚度和承载力退化等抗震性能指标,比较节点损伤程度对碳纤维布加固效果的影响,然后通过数值模拟对加固的影响因素进行分析,在此基础上建立了加固节点核心区抗剪承载力计算式。研究表明:碳纤维布加固节点试件极限承载力最大提高27.1%;极限位移最大提高23.8%;节点试件的耗能、延性增强,刚度退化、承载力退化减慢;轻度损伤节点加固后抗震性能得到有效提高;中度损伤节点加固后抗震性能可完全恢复;理论式计算结果与试验和模拟中的核心区抗剪承载力进行对比分析,误差在10%以内。     

喷射混杂玄武岩-碳纤维复合材料加固震损混凝土框架柱试验研究

通过对3根模型比为1/2的钢筋混凝土框架柱试件在低周水平往复荷载作用下的抗震试验,研究喷射混杂玄武岩-碳纤维增强复合材料加固震损钢筋混凝土框架柱的抗震性能及加固效果。试验结果表明:震损至纵筋屈服的框架柱经喷射加固后,其极限承载力基本可恢复到震损前框架柱的极限承载力,位移延性系数和循环累积耗能则分别提高了7.43%和22%,且软化阶段刚度退化速度明显慢于未加固框架柱。震损至极限破坏的框架柱经喷射加固后,其峰值荷载和循环累积耗能分别降低了11.9%和39%,而位移延性系数略有提高;虽然因预损程度严重,其初始刚度明显低于未加固框架柱和震损屈服后加固框架柱,但因喷射纤维增强材料FRP加固层的拉结约束作用,其刚度退化速度仍能与未加固框架柱和震损屈服后加固框架柱基本持平。喷射混杂纤维复合材料可以有效恢复甚至改善震损框架柱的抗震性能,抗震加固效果良好。喷射加固方法可以对地震区已震损框架柱进行快速加固,有效防止框架结构在地震余震中发生倒塌等严重破坏。     

摩擦耗能支撑加固震损框架抗震性能试验研究

进行3榀采用摩擦耗能支撑修复震损框架试件和2榀对比框架试件在水平往复荷载作用下的抗震性能试验,重点研究采用一种新型摩擦耗能支撑修复震损框架的效果和摩擦耗能器预紧力对加固试件抗震性能的影响。根据试验结果对试件的破坏特征、强度、刚度和耗能性能等抗震性能指标进行分析。试验结果表明,新型摩擦耗能器在往复荷载作用下滞回曲线接近理想矩形,摩擦耗能支撑工作性能稳定;耗能支撑加固后的震损框架水平承载力和抗侧刚度显著提高;随着摩擦耗能器预紧力增大,加固效果明显提升;耗能支撑加固震损框架的耗能能力可以恢复甚至大幅度提高,且耗能支撑是加固框架的主体耗能部位。研究成果可为震损框架的加固改造提供参考。     

钢筋混凝土框架节点震损加固方法的对比研究

近年来,许多研究者进行了地震中受损的混凝土框架梁-柱节点的修复和加固研究,提出了包括碳纤维、外包钢套、玄武岩、钢铰线-聚合物砂浆以及水泥基灌浆料加大截面等多种修复加固方法.本文对以上几种加固方法的特点,试验试件特征和试验步骤,震损程度以及试验结果进行了综述,比较分析了几种不同方法修复后受损节点的承载力和部分抗震性能指标...     

CFRP加固RC梁-板-柱框架中节点抗震性能试验研究

试验中设计了考虑楼板和正交梁的足尺钢筋混凝土框架中节点,对其进行拟静力试验,研究柱端、梁端采用CFRP加固对梁-板-柱中节点抗震性能和破坏模式的影响。分析了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能、位移延性、刚度退化及节点核心区剪切变形等。结果表明：由于楼板和正交梁的影响,未加固节点呈现“强梁弱柱”的柱铰失效模式;采用CFRP仅加固柱端或同时加固柱端及梁端,对节点承载力影响较小,但可有效提高节点的位移延性和耗能能力,使中节点的破坏模式由柱铰机制转为“强柱弱梁”的梁铰机制,仅采用CFRP加固柱端的方法效果更好;由于正交梁的存在,节点核心区在较大位移水平下未出现明显的剪切破坏。     

震损型钢混凝土柱-型钢混凝土梁框架结构外包钢套加固试验研究

为研究震损型钢混凝土柱-型钢混凝土梁框架结构经外包钢套加固后的抗震性能,按1/3缩尺设计并制作了4榀两跨三层框架结构模型,并对其进行了拟静力加载破坏试验。试验结果表明:外包钢套加固震损试件在水平往复荷载作用下均呈现梁铰破坏机制,但其节点混凝土压碎严重,加固设计时应予以加强。与未加固试件相比,受中度损伤试件经加固修复,其极限荷载平均值提高了14.64%,破坏位移平均值提高了19.24%;受重度损伤试件经加固修复,其极限荷载平均值提高了10.19%,破坏位移平均值提高了18.92%。试件在重度损伤范围内,经外包钢套加固修复,震损型钢混凝土柱-型钢混凝土梁框架结构恢复并超过受损前的抗震性能。     

快速可恢复性震损框架结构的抗震性能研究

为研究已震损的钢筋混凝土框架结构的快速可恢复性,对7榀框架进行了预震损及快速加固修复,养护24h后进行低周反复荷载破坏试验,并对比研究了灌浆料种类及钢丝网层数对加固效果的影响.与未损框架结构进行骨架曲线、位移延性系数、刚度退化曲线及等效粘滞阻尼系数等参数的对比分析,计算结果表明,钢丝网复合灌浆料修复对框架的承载力提高作用是有限的,但对抗震性能的提高作用效果明显;两种灌浆料加固均表现出良好的延性.试验结果表明,采用环氧灌浆料不加钢丝网的加固形式即可使加固框架满足抗震需要,为震后建筑的快速修复提供了理论依据.     

玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土矩形柱抗震性能比较研究

通过对连续玄武岩纤维与碳纤维缠绕加固混凝土矩形柱的对比试验,指出玄武岩纤维丝束缠绕加固能够显著提高混凝土柱的抗剪承载力,转变试件的破坏形态,在相近侧向约束刚度下,连续玄武岩纤维加固柱对承载力的提高及延性、耗能等结构性能的改善都能够达到、甚至超过CFRP加固柱,而前者具有更低的价格,值得在实际工程中推广应用.     

不同连梁节点构造的联肢钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

为研究不同连梁节点构造时联肢钢板剪力墙结构的抗震性能,制作了3个缩尺比例为1∶3的联肢钢板剪力墙试件。试件中连梁与柱的连接分别采用隔板贯通式焊接节点、穿芯螺栓节点和悬臂梁段-端板节点,竖向边缘构件采用方钢管混凝土柱。对3个试件进行了拟静力试验,得到了联肢钢板剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、特征荷载和位移等指标,分析了结构的延性、耗能能力、承载力及刚度退化等性能。结果表明,各试件位移延性系数均大于5.37,等效黏滞阻尼系数均大于0.211,刚度和承载力退化稳定,承载力退化系数均大于0.91。连梁节点的差异导致各试件的屈服顺序均不相同,采用穿芯螺栓连梁节点的试件,连梁先发生剪切屈服,耗能能力最优;采用悬臂梁段-端板连梁节点的试件,连梁与剪力墙板几乎同时屈服,耗能能力次之;采用焊接连梁节点的试件,连梁因节点焊缝断裂而破坏,试件初始刚度较高,承载力与耗能能力低于其他试件。总体上,各试件的剪力墙板与连梁均发生了较严重的破坏,实现了多道抗震设防的设计目标。     

十字形钢管混凝土柱框架中节点抗震性能试验研究

以十字形截面钢管混凝土异形柱-钢梁框架中柱节点为研究对象,按1∶2比例设计了4个弱节点和强节点模型,通过施加恒定轴压比的竖向荷载和低周反复水平荷载,对节点模型进行了加载破坏试验。试验结果表明:弱节点试件破坏形态为节点核心区剪切破坏,随轴压比增大,试件受剪承载力提高,但其延性性能降低;强节点试件破坏形态为梁端受弯破坏,破坏前经历了较大的塑性变形,延性系数达到了5.65。由此可见,合理地设计钢管混凝土异形柱-钢梁框架中节点,可保证其延性破坏,实现"强柱弱梁,节点更强"的设计原则,满足抗震性能要求。     

Performance of composite members subjected to axial load and bi-axial bending

This study focuses on the experimental evaluation of steel-concrete composite member seismic performance. Relationships between the members’ seismic performance and structural parameters, such as the sectional steel strength ratios and bi-axial bending magnitudes were defined. Test results show that the strength deterioration rates increased when the members’ steel strength ratios in the weak-axis were increased. The test results also suggested that steel strength ratios in the strong and weak sectional directions be adequately adjusted so that high member performance could be achieved. It is proposed in this study that the ratio between the strong and weak-axes steel strength ratios be set to approximately 2.2 to optimize the member’s seismic performance.     

钢骨钢管混凝土柱-钢骨混凝土梁组合节点试验研究

结合钢骨混凝土和钢管混凝土的优点形成钢骨钢管混凝土柱,结合钢梁和混凝土梁的优点形成钢骨混凝土梁,为研究其组合而成的节点的力学性能,进行了两组共4个足尺的钢骨钢管混凝土柱-钢骨混凝土梁组合节点在梁端低周反复荷载作用下的抗震性能试验。以组合柱与组合梁相对强度的变化为参数,设计一组为2个强节点试件,另一组为2个弱节点试件。试验结果表明,该类型的节点整体抗震性能优越,但节点试件的整体受力过程有所不同:强节点在试验初期的强度和刚度比弱节点低,但其滞回曲线呈饱满的纺锤形;节点后期的延性和耗能性能比弱节点优越。相比之下,强节点的设计更符合工程实际。而节点中的内钢骨起到了结构抗震设防的第二道防线的作用。     

L形钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究

为了探讨L形钢管混凝土柱 钢梁框架的抗震性能,进行了4个1/2.5缩尺比例两层单跨L形钢管混凝土柱 钢梁空间框架的拟静力试验研究,主要考察了柱轴压比（n=0.4,0.6）、加载方向（β=0°,45°）对试件抗震性能的影响,对结构的破坏形态、破坏机制、滞回曲线、结构塑性铰出现的位置及次序、位移延性和耗能能力等性能进行了研究。试验结果表明：结构的破坏形态基本相同,梁端先屈曲,形成塑性铰,然后柱脚核心混凝土开裂压碎,钢管屈曲,形成塑性铰,节点核心区没有出现破坏现象,满足“强柱弱梁、强节点”的抗震设计要求;结构的滞回曲线呈饱满的梭形,强度和刚度退化不明显,变形能力和耗能能力较强;结构的延性较好,正向和反向的位移延性系数均大于4.0;轴压比对结构的抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,框架的位移延性和耗能能力降低。     

T形钢管混凝土柱-工字钢梁框架顶层边节点抗震性能试验研究

选择T形截面钢管混凝土异形柱-工字钢梁框架顶层边节点为研究对象,按1∶2的缩尺比例设计并制作3个“弱节点”模型和1个“强节点”模型,通过施加恒定轴压比的竖向荷载和低周往复水平荷载,对节点模型进行加载破坏试验,观察节点模型的受力过程和破坏形态,得到水平荷载-柱端位移滞回曲线和骨架曲线,分析节点荷载特征值、延性、耗能以及刚度退化等。试验结果和分析表明：弱节点试件破坏形态主要为节点核心区在剪压复合应力作用下的剪切破坏,随轴压比增大,试件受剪承载力提高,但其延性和耗能能力有所下降;强节点试件破坏形态为钢梁的局部屈曲破坏,节点区基本完好,滞回曲线饱满,延性系数为3.89;合理地设计钢管混凝土异形柱-钢梁框架边节点,可满足抗震延性要求,实现“强柱弱梁,节点更强”的抗震设计目标。     

Cyclic loading tests and shear strength of steel reinforced recycled concrete beam–column inner joints

To study the seismic behavior and shear strength of steel reinforced recycled concrete (SRRC) beam–column inner joints, four 1:2.5 scaled specimens with different replacement percentage of recycled coarse aggregates were fabricated and tested under cyclic lateral loadings. The failure modes of SRRC joints were observed, and the various mechanical indexes of SRRC joints, including hysteresis loops, envelope curves, load carrying capacity, ductility, energy dissipation capacity, and stiffness degradation, were analyzed. The results indicate that the main failure mode of the SRRC joints is the shearing diagonal compression in the core zone of joint. The seismic behavior of the SRRC inner joints degrade only slightly compared with the ordinary steel reinforced concrete inner joints. Based on the test and analysis results, a modified design method is proposed to calculate the nominal shear strength of SRRC inner joints.     

LQ550高强冷弯薄壁型钢组合墙体受剪性能试验研究

为研究OSB板和水泥纤维板作为LQ550高强冷弯薄壁型钢组合墙体结构面板时的受力性能,进行7个不同结构面板的LQ550高强冷弯薄壁型钢组合墙体试件的水平单调加载和低周反复加载试验研究,分析了组合墙体的受剪承载力、延性系数、耗能系数等。结果表明：面板拼缝是组合墙体的薄弱部位;在水平接缝处设置宽而完整钢衬板的墙体试件具有较高的受剪承载力和抗侧刚度;单面水泥纤维板单调加载时比低周反复加载时承载力提高约8.79%~12.27%,其受剪承载力较低,但屈服前试件基本完好;对于双面板墙体试件,无论在单调加载还是反复加载时,其承载力、抗侧刚度约为各单面板试件相应指标之和。低周反复加载试件的耗能系数基本接近。     

混凝土楼板对钢框架梁柱节点抗震性能影响的试验研究

为了研究节点区混凝土楼板对钢框架梁柱节点抗震性能的影响,完成了4个不同构造形式的节点试件在低周循环荷载下的破坏试验,分析了节点构造与混凝土楼板配筋率等因素对节点承载力、转动刚度、极限转动能力、耗能能力、延性和极限破坏状态的影响。对节点破坏模式和滞回曲线的分析表明,保证焊接质量是避免节点脆性破坏的重要措施。采用长焊接孔的节点,使钢梁发生了局部屈曲破坏,既可减少局部应力集中,又可提高节点的延性,提高配筋率可以显著增强节点的抗弯承载力。另外,混凝土楼板的存在使节点在构造上存在不对称性,应该在节点设计中给予考虑。