榫式节能砌块墙体抗震性能试验研究

对榫式节能砌块墙体试件进行水平低周反复荷载试验,考察榫式节能砌块墙体的裂缝开展过程与破坏形态,分析榫式节能砌块墙体的破坏机理,研究榫式节能砌块墙体水平承载力、滞回特性、骨架曲线、刚度退化、延性等抗震性能。试验结果得出,榫式节能砌块墙体滞回曲线比较饱满,刚度退化呈波浪形式逐渐递减,延性系数较高,等效粘滞阻尼系数较大且呈递增趋势,榫式复合节能砌块墙体表现出良好的抗震性能,试验研究结果可为榫式节能砌块墙体设计提供参考依据。     

再生混凝土空心砌块填充墙-型钢再生混凝土框架结构抗震性能试验研究

通过对4榀1/2.5比例单层单跨再生混凝土空心砌块填充墙-型钢再生混凝土框架结构的抗震性能试验,研究了填充墙砌块强度、轴压比以及墙体拉筋间距等对该结构抗震性能的影响。分析了试件的破坏形态、滞回曲线及骨架曲线、承载力、层间位移角、位移延性、耗能能力以及刚度退化。结果表明：再生混凝土空心砌块填充墙-型钢再生混凝土框架结构中墙体部分先于框架部分破坏,且框架的破坏机制符合“梁铰机制”,滞回曲线较为饱满,耗能能力良好,具有较强的抗倒塌能力;随着填充墙砌块强度的降低,结构承载力下降,位移延性系数增大,初始刚度减小且刚度退化速率降低,结构破坏时层间位移角和等效黏滞阻尼系数增大;增大轴压比使结构承载力提高,位移延性系数下降,初始刚度明显提高且刚度退化速率上升,结构破坏时层间位移角以及等效黏滞阻尼系数均略有降低;减小墙体拉筋间距使结构承载力及位移延性有所提高,初始刚度增加,但刚度退化速率基本不变,结构破坏时层间位移角及等效黏滞阻尼系数均增大。     

带竖向销键夯土墙抗震性能试验

为定量分析带竖向销键夯土墙的抗震性能,开展了6片带竖向销键夯土墙的水平低周反复荷载试验,分析了夯土墙的破坏过程和破坏形态,以植筋率、销键直径等为参数,研究了夯土墙滞回曲线、骨架曲线、承载力及变形性能、刚度退化规律和耗能能力等抗震性能。结果表明:夯筑分层处是夯土墙受力薄弱环节,竖向销键对夯土墙的抗侧承载力影响较小,对延性有比较显著的改善;随着植筋率的增加,延性系数先增大,后减小;随着竖向销键直径的增大,延性系数逐渐减小;竖向销键对夯土墙初始刚度有一定程度的削弱,对刚度退化趋势影响不明显;竖向销键可明显提升夯土墙耗能能力;各试件等效黏滞阻尼系数随加载进程波动较明显;极限位移状态下,各试件的等效黏滞阻尼系数在0.13～0.24范围;所得研究结果可为深入了解带竖向销键夯土墙的抗震性能及其实际应用提供理论依据。     

压-弯-剪-扭复合受力钢筋混凝土L形截面柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合受力下钢筋混凝土L形截面柱的抗震性能，以扭弯比、轴压比为变化参数，设计6个钢筋混凝土柱试件在恒定轴力和反复弯-剪-扭复合作用下的加载试验。观察试件的破坏过程和形态，得到其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线，以及试件的开裂点、峰值荷载点和破坏点等特征参数。基于试验数据，分析扭弯比和轴压比变化对钢筋混凝土L形截面柱的压碎区高度、钢筋应变、承载力、位移延性、层间侧移角、耗能能力、承载力及刚度退化等抗震性能指标的影响。结果表明：低周反复压-弯-剪-扭钢筋混凝土L形截面柱破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭剪破坏，滞回曲线呈捏拢的S形，随着扭弯比的增大，柱根部压碎区高度变小，翼缘裂缝发展更为完善，纵筋应力增大，箍筋应力减少，开裂荷载和受扭承载力均有提高，试件扭转延性提高但位移延性降低，初始刚度较小且退化更为平稳；而轴压比则与受扭承载力和弯曲刚度密切相关，轴压比越大，受扭承载力越大，弯曲刚度提高；试件弯曲耗能的等效黏滞阻尼系数在0.08~0.28之间，扭转耗能的等效黏滞阻尼系数为0.13~0.23，试件耗能占比由初期扭转耗能为主向弯曲耗能转变，L形截面柱性能水平对应的层间位移角均能满足相关规范要求。扭矩的存在对试件抗震性能削弱较大。     

型钢混凝土十字形柱复合受扭滞回性能试验研究

为研究型钢混凝土十字形柱在压弯剪扭反复荷载作用下的的滞回性能，以扭弯比和配钢形式为变化参数，对9根柱试件进行了拟静力试验，对比分析各柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性等。研究表明：恒定轴力反复弯剪扭作用下，型钢混凝土十字形柱表现为弯扭破坏和扭剪破坏两种破坏模式；荷载-位移滞回曲线与扭矩 扭转角滞回曲线均呈捏拢的S形；位移延性系数、开裂位移角及破坏位移角均能满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》要求；弯剪黏滞阻尼系数随位移的增加呈上升趋势，而扭转黏滞阻尼系数则相反；当扭弯比小于0.21时，扭矩的存在并未降低试件受弯承载力，但是对弯曲位移、延性及耗能能力均会有不利影响。     

部分包裹混凝土柱-型钢梁顶底角钢连接框架抗震性能研究

为研究部分包裹混凝土柱-型钢梁顶底角钢连接三维框架的抗震性能,对框架试件进行低周反复水平荷载试验,研究此类框架的破坏模式和承载力、滞回性能、延性等一系列抗震性能指标。研究结果表明:框架梁端屈曲明显,靠近角钢肢处出现塑性铰,顶底角钢变形严重;滞回曲线比较饱满,在各级循环荷载作用下承载力降低系数在0.95~0.99之间,框架强度退化稳定。节点位移延性系数在2.01~2.85之间,等效黏滞阻尼系数在0.35~0.46之间,满足抗震设计要求,框架具有良好的延性和耗能能力。顶底角钢连接节点的初始转动刚度在半刚性节点范围内,是延性较好的节点。     

快速往复荷载下装配式钢管混凝土边框剪力墙抗震性能试验研究

为研究快速往复荷载下装配式钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能,设计制作了3片足尺单层单跨装配式钢管混凝土边框剪力墙试件,分别进行0.1,5,20 mm/s加载速率下的往复荷载试验,对其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性系数、耗能能力及刚度退化等方面进行对比分析。试验结果表明:试件破坏均为墙体边框钢管屈服后底角混凝土压溃,而钢筋及钢管连接节点处未发生明显变化,说明套筒灌浆连接技术满足装配式结构受力要求。加载速率对装配式钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能影响有限,加载速率较静态加载提高200倍时,剪力墙承载力提高6%,延性系数降低20%,等效黏滞阻尼比降低13.1%。     

低周反复荷载下预应力砌块墙体的试验研究

通过2片施加了竖向荷载预应力的混凝土小型空心砌块墙体及1片普通对比砌体的水平低周反复荷载试验,分析了预应力砌体的抗裂性能、裂缝开展及破坏形态以及滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化等抗震性能.研究结果表明,预应力延缓了混凝土小型空心砌块墙体的开裂,提高了墙体的开裂荷载和极限承载力,预压应力改变了墙体破坏时的裂缝分布形状,裂缝密而细,布满全部墙灰缝,没有明显的主裂缝,墙体施加预压应力后,刚度、变形能力、延性、耗能能力等抗震性能得到了有效改善.     

仿古建筑矩形与圆形钢管柱连接抗震性能试验研究

为研究仿古建筑中矩形与圆形截面钢管柱连接的破坏形态和抗震性能,设计制作了4个缩尺比例为1∶1.5的矩形与圆形截面钢管柱连接模型,通过施加一定轴压比的竖向荷载和低周往复水平荷载,对柱连接模型进行加载破坏试验。观察了试件的受力过程及破坏形态,得到了柱端水平荷载-位移滞回曲线和骨架曲线。分析了长细比、轴压比对试件的破坏模式、滞回性能、刚度、承载力、延性和耗能能力的影响。结果表明：矩形与圆形截面钢管柱连接的破坏形态主要是矩形截面钢管柱翼缘根部周围焊缝开裂;滞回曲线饱满,刚度退化慢,承载力高,破坏时试件的位移延性系数介于4.17～4.97之间,等效黏滞阻尼系数介于0.445～0.537之间,具有很好的耗能能力及抗震性能。在试验研究的基础上,利用ABAQUS软件对该类连接构件进行了非线性分析,研究了轴压比、材料屈服强度、矩形钢管板件宽厚比等参数对其力学性能的影响,结果表明：提高轴压比和材料屈服强度,可提高连接构件的水平承载力,但延性降低;随着矩形钢管板件宽厚比的提高,连接构件的延性提高,但承载力有所降低。     

预应力型钢混凝土双坡框架抗震性能试验研究

为研究预应力型钢混凝土双坡框架的抗震性能和破坏机理，基于同等承载能力条件设计缩尺比为1∶4的1榀预应力混凝土双坡框架(PC-F)和1榀预应力型钢混凝土双坡框架(PSC-F),并对其进行竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的加载试验，得到框架的裂缝开展和分布及破坏形态特征、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、等效黏滞系数、总耗能和位移恢复能力等抗震性能指标。试验结果表明：同等承载力条件下，预应力型钢混凝土双坡框架具有更优越的抗剪能力和抗震性能；相较于预应力混凝土双坡框架，预应力型钢混凝土双坡框架的开裂荷载提高了70%;型钢的存在使得预应力混凝土双坡框架的破坏机制由两铰(柱-斜坡梁节点)破坏转变为四铰(柱-斜坡梁节点、斜坡梁-水平梁节点)破坏，每个塑性铰部位呈现典型的弯曲延性破坏特征；相较于预应力混凝土双坡框架，预应力型钢混凝土双坡框架滞回环近似梭形更加饱满，峰值荷载后承载力退化及刚度退化更加缓慢，位移延性系数、等效黏滞阻尼系数、总耗能分别提高了9.27%、30.6%、53.5%,位移恢复能力系数降低27.5%。     

钢管再生混凝土柱-钢筋再生混凝土梁框架抗震性能试验研究

为了研究钢管再生混凝土框架的抗震性能,以100%为再生粗骨料取代率,制作1榀圆钢管再生混凝土柱-钢筋再生混凝土梁框架试件,进行拟静力试验。观察试件受力的全过程和破坏形态,获取滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能性能和刚度退化等各项抗震性能指标。试验结果表明:框架在设计方法上满足了"强柱弱梁、强剪弱弯、强节点,弱构件"等抗震设计要求;框架滞回曲线对称,呈现出比较饱满的梭形;框架位移延性系数均大于3,变形性能良好;破坏位移转角大于1/38,抗倒塌能力强;破坏时等效黏滞阻尼系数为0.243,耗能充分。钢管再生混凝土柱-钢筋再生混凝土梁框架表现出良好的抗震性能,可以应用于高烈度抗震设防区的高层建筑之中。     

钢框架梁端腋板加强节点抗震性能研究

选取钢框架中柱节点,设计并制作了3个十字形非对称腋板加强型节点进行滞回性能试验研究和ANSYS有限元分析。研究结果表明:3个非对称腋板加强节点试验试件均出现明显的塑性铰,滞回曲线饱满,骨架曲线具有明显的弹性、弹塑性、塑性发展过程;有限元结果表明:低周往复荷载作用下节点等效黏滞阻尼系数随腋板高度增大而减小、随腋板长度增加而增大,且随梁水平夹角增大,等效黏滞阻尼系数变化规律为先增加后减小,腋板水平夹角为30°左右时等效黏滞阻尼系数最大,耗能能力最强,有限元计算与试验结果取得了较好一致性;非对称腋板与对称腋板加强型节点相比,两类节点的延性系数、耗能能力等抗震性能相差不大,对称腋板加强型节点塑性铰处的外移机制更有效,塑性变形更为充分。     

基于模型试验的不同装配式钢筋混凝土剪力墙连接方式抗震性能研究

为解决装配式钢筋混凝土剪力墙在地震作用下的连接性能问题,以福建省福州市某装配式建筑为研究对象,运用室内模拟试验的方法,建立了4种不同的装配式混凝土剪力墙连接模型,并施加地震荷载,研究了模型在地震作用下的荷载-位移变化特征及等效黏滞阻尼系数演化规律。结果表明,试件A～试件D均经历弹性、开裂、屈服和破坏4个阶段;试件A和试件B均具有较好的抗震耗能特性,相对于试件C,试件D具有较好的抗震耗能特性,其抗震承载力、延性和抗倒塌能力均较大;随着水平位移的增加,试件A～试件D的等效黏滞阻尼系数均呈现不断增加的趋势,在相同的水平位移条件下,试件B的等效黏滞阻尼系数比试件A大,试件C的等效黏滞阻尼系数比试件D小。     

预应力砌体抗震性能的试验研究

本文通过8片不同类型的预应力混凝土小型空心砌块砌体的水平低周反复荷载试验以及2片普通混凝土小型空心砌块砌体的对比试验,研究了预应力砌体破坏形态、滞回特性、延性、刚度退化曲线等抗震性能,明确了预应力、窗洞以及构造措施对混凝土小型空心砌块墙体的开裂荷载、极限荷载和变形性能的影响。研究结果表明,预应力延缓了混凝土小型空心砌块墙体的开裂,提高了结构的开裂荷载和极限荷载;预应力改变了墙体破坏时的裂缝分布形状,裂缝密而细,几乎布满墙体全部灰缝,主裂缝不明显;预应力提高了墙体的刚度、延性和耗能能力;在窗洞底部现浇水平配筋混凝土条带能有效地抑制裂缝的产生和发展,并能提高墙体的变形和耗能能力。     

不同轴压比下全灌芯自保温榫式砌块砌体墙抗震性能研究

对全灌芯自保温榫式砌块砌体墙进行抗震性能数值模拟分析,数值模拟计算结果与试验结果吻合较好。通过改变构件轴压比,分别基于模型开裂、破坏状态,滞回、骨架曲线,极限承载力,延性系数研究轴压比对砌体墙抗震性能的影响。研究结果表明,改变轴压比使构件开裂和破坏部位发生变化;轴压比越小,滞回曲线"捏缩"效应越明显,骨架曲线破坏位移越大;轴压比越大,构件极限承载力越大,延性系数越小。     

低周反复荷载下型钢再生混凝土框架中节点抗震性能试验研究

为研究型钢再生混凝土框架中节点的破坏特征和抗震性能,进行4榀粗骨料取代率分别为0%、30%、70%、100%的1∶2.5模型试件的低周反复加载试验,观察其破坏形态和受力特点,对框架中节点的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、强度退化、刚度退化、层间位移角、延性以及耗能能力等力学性能进行分析研究。结果表明:型钢再生混凝土框架中节点的典型破坏形态是节点核心区剪切斜压破坏;荷载-位移滞回曲线饱满,位移延性系数介于3.95~4.88;弹塑性极限位移角约为1/19~1/26;破坏时节点的等效黏滞阻尼系数介于0.322~0.335;随着再生粗骨料取代率的增加,型钢再生混凝土框架中节点的抗剪承载力和耗能能力有所降低,延性减小。但是相对于普通型钢混凝土框架中节点而言抗震性能降低不大。     

压-弯-剪-扭复合受力钢筋混凝土L形截面柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合受力下钢筋混凝土L形截面柱的抗震性能,以扭弯比、轴压比为变化参数,设计6个钢筋混凝土柱试件在恒定轴力和反复弯-剪-扭复合作用下的加载试验。观察试件的破坏过程和形态,得到其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线,以及试件的开裂点、峰值荷载点和破坏点等特征参数。基于试验数据,分析扭弯比和轴压比变化对钢筋混凝土L形截面柱的压碎区高度、钢筋应变、承载力、位移延性、层间侧移角、耗能能力、承载力及刚度退化等抗震性能指标的影响。结果表明:低周反复压-弯-剪-扭钢筋混凝土L形截面柱破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭剪破坏,滞回曲线呈捏拢的S形,随着扭弯比的增大,柱根部压碎区高度变小,翼缘裂缝发展更为完善,纵筋应力增大,箍筋应力减少,开裂荷载和受扭承载力均有提高,试件扭转延性提高但位移延性降低,初始刚度较小且退化更为平稳;而轴压比则与受扭承载力和弯曲刚度密切相关,轴压比越大,受扭承载力越大,弯曲刚度提高;试件弯曲耗能的等效黏滞阻尼系数在0. 08～0. 28之间,扭转耗能的等效黏滞阻尼系数为0. 13～0. 23,试件耗能占比由初期扭转耗能为主向弯曲耗能转变,L形截面柱性能水平对应的层间位移角均能满足相关规范要求。扭矩的存在对试件抗震性能削弱较大。     

足尺冷弯薄壁管桁架组合墙体抗震性能试验研究

为揭示地震作用下开洞类型和开洞率对冷弯薄壁管桁架组合墙体的抗震性能影响,进行六榀足尺冷弯薄壁管桁架组合墙体的水平低周反复荷载试验,了解其抗震性能和破坏模式,深入研究墙体的水平荷载-水平位移滞回曲线和骨架曲线、强度和刚度退化规律、耗能能力等。结合现有规范,对新型墙体的延性进行评价。试验表明,冷弯薄壁管桁架结构组合墙体具有良好的滞回性能、延性和耗能能力,其中延性系数μ=3.78～6.54,极限状态能量耗散系数E=0.55～0.68;开洞类型、开洞率和蒙皮效应对此类墙体的抗震性能影响较大,在设计中应合理考虑这些因素。双面OSB板对冷弯薄壁骨架结构起到较好的蒙皮效应;墙体开洞会削弱墙体的承载力和刚度,当开洞面积较小时增加四肢柱数量和加强洞口两侧构造可明显提高其受力性能和抗震性能。     

实腹式型钢混凝土异形柱边框架抗震性能试验研究

为研究实腹式型钢混凝土(SRC)异形柱边框架的抗震性能,对1榀两跨三层的框架模型进行低周反复荷加载试验。观察结构的受力过程及破坏形态,并分析结构的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线、承载能力、层间位移角、延性、耗能及刚度退化等力学特性。结果表明:实腹式SRC异形柱边框架破坏时形成梁铰机制,符合"强柱弱梁"的要求;滞回曲线饱满,刚度退化小;破坏时,等效黏滞阻尼系数和位移延性系数分别大于0.24和5.3;弹塑性极限层间位移角大于抗震规范规定的限值,抗倒塌能力强。实腹式SRC异形柱边框架显示出良好的抗震性能,可以应用于高抗震设防烈度区的建筑以及高层建筑中。     

水平钢筋连接对装配式复合剪力墙节点抗震性能的影响

为研究水平钢筋连接方式对复合剪力墙节点抗震性能的影响规律,设计了水平钢筋伸入暗柱或不伸入暗柱两类组合节点。在循环荷载作用下,对两类节点共4个试件分别进行了抗震试验。通过对复合剪力墙节点的受力变形、破坏特征、滞回特性、延性以及耗能能力等方面进行研究,分析了复合剪力墙连接节点的抗震性能。通过对承载及变形、延性及耗能等指标进行对比分析发现:水平钢筋连接节点的开裂、屈服及极限荷载分别提高了2.42%、10.84%和9.25%;延性系数提高了10.26%;耗能系数提高了8.70%。研究结果表明:对剪力墙节点进行合理配筋和连接,可以有效地提高节点试件的整体抗震性能。