CFRP筋预应力粗纤维混凝土梁抗震性能的试验研究

基于碳纤维增强塑料筋(Carbon fiber reinforced plastic, CFRP)预应力粗纤维混凝土梁的低周反复加载试验,对其受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行较为深入的研究与分析.研究表明,预应力FRP(fiber reinforced plastic)筋能明显提高试件梁的承载力,中等预应力度的CFRP预应力粗纤维混凝土梁有较好的抗震性能和延性.并用ANSYS软件进行模拟分析,计算值与试验结果吻合良好.     

古建筑榫卯节点抗震性能试验

为保护古建筑,采用低周反复加载试验方法,基于故宫太和殿某开间梁柱尺寸,制作了1∶8的缩尺比例的4梁4柱模型,考虑榫卯节点形式为燕尾榫,进行了低周反复加载试验,研究了古建筑榫卯节点的抗震性能.通过试验,获得了榫卯节点的M-θ滞回曲线,分析了节点的骨架曲线、耗能能力、刚度退化及延性性能,归纳了节点恢复力拟合曲线计算公式.结果表明,古建筑榫卯节点的M-θ滞回曲线以Z形为主,具有明显的捏拢特性;随着节点转角增大,其骨架曲线趋于平缓,体现了良好延性;节点承载力较小,耗能能力及刚度随着转角增大而降低.     

装配式支吊架抗震性能试验研究

装配式门型支吊架在工程中已大量投入使用,却没有相应的抗震性能测试方法。为研究地震作用下门型支吊架的破坏机理和抗震性能,提出一种适合不同类型支吊架的抗震性能测试方法,开展了16套门型支吊架的低周往复荷载试验,分析试件尺寸及抗震斜撑等对其抗震性能的影响。结果表明：该方法能够系统科学地测试评价支吊架的抗震性能;支吊架的连接节点应力较大,滑移较多,容易成为薄弱部位,通常先于主体杆件发生破坏;支吊架尺寸影响其抗震性能,在宽度尺寸相同的情况下,高度越大,其弹性刚度、承载力及延性系数越小,刚度退化系数越大;抗震斜撑能够提高门型支吊架的抗震性能,带斜撑支吊架的弹性刚度、承载力及刚度退化情况均优于无斜撑支吊架,破坏时极限承载力较大,水平位移较小。研究结果可为支吊架产品的工程应用、质量检验和标准制订提供参考依据。     

现浇楼板对混凝土框架结构耗能分布的影响

为了研究现浇楼板对混凝土框架结构各构件滞回耗能分布的影响,基于多弹簧杆单元分别建立了矩形梁、考虑梁刚度、强度增强效应的矩形梁以及考虑楼板翼缘的T形梁共4个多层框架结构计算模型,进行了8度罕遇地震作用下结构滞回耗能分布比较分析。计算结果表明:梁强度增大使结构总滞回耗能增加,而梁耗能占总耗能的比例有所下降;梁刚度增大使得结构总滞回耗能略有增加,梁耗能占总耗能比例也有所上升。考虑楼板翼缘作用的T形梁对结构滞回耗能沿层分布、各层梁柱构件之间分布的影响主要体现在梁强度的增大,梁刚度的增大则会使滞回耗能分布产生突变,框架内梁滞回耗能小于外梁而边柱滞回耗能小于中柱。塑性铰的演化过程体现了结构耗能的转移过程,楼板翼缘作用可使结构由"梁铰机制"转为按"柱铰机制"破坏,这说明了楼板翼缘作用对于结构耗能分布的影响不可忽略。     

梯形钢阻尼器盆式橡胶支座的吸能特性研究

针对在单向力作用下梯形钢阻尼器的变形情况,建立整体结构的水平力-位移表达公式,通过ABAQUS软件进行仿真,得到支座荷载-位移的滞回曲线,分析不同影响因素对支座滞回曲线的影响规律.通过地震荷载响应分析,得到地震荷载下的荷载-位移曲线,同时分析了单向与双向加载下的吸能特性.结果表明:新型支座具有良好耗能特性,可以有效地减...     

装配式钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

针对装配式框架结构抗震性能不足问题,提出采用防屈曲约束支撑和自复位防屈曲约束支撑两种减震装置对结构进行保护。通过室内模型试验,对两种装置的减震效果进行了对比研究,得出自复位防屈曲约束支撑不仅具有良好的减震性能,而且还具有较好的自复位变形性能,可大大降低震后结构的损伤和减震装置的更换频率,可在建筑工程中予以合理应用。     

基于VIC-3D技术的自复位梁柱节点抗震性能试验

为降低强震对传统钢筋混凝土框架结构梁柱节点的破坏水平,提升梁柱节点在震后的可修复性,设计了一种内置超弹性形状记忆合金（shape memory alloy, 简称SMA）筋的新型自复位梁柱节点。基于对不同配筋构造形式和SMA筋不同配筋率等因素的考虑,设计制作了4个1/5缩尺比例梁柱节点并进行了拟静力试验。通过非接触全场应变测量系统（video image correlate-3d, 简称VIC-3D）对低周往复加载作用下各节点塑性铰区的整体位移和应变进行了实时测摄,获得了相应的竖向位移和主应变全过程云图。对起裂阶段、裂缝发展阶段和自复位阶段3个阶段进行研究,对比分析了各节点的破坏过程以及耗能能力、位移延性、刚度退化和自复位等性能。试验结果表明：内置超弹性SMA筋可有效提升节点的滞回耗能和自复位性能,延缓塑性核心区混凝土的开裂,改善开裂后的损坏程度,提升节点的经济可修复性;一定范围内,增大SMA筋配筋率可有效延缓节点的刚度退化速度,但对节点的极限承载力和自复位性能的提升影响不大。     

优化复合型金属阻尼器等效模型及减震性能

基于金属阻尼器屈服强度较高且不能调控的不足,提出由低屈服点钢和普通碳素钢组成的复合型金属阻尼器。首先,将"最大刚度"和"满应力状态"同时作为优化目标对边缘镂空的钢板阻尼器进行拓扑优化,获得最优的阻尼器形状;然后,针对复合型金属阻尼器的受力特点建立偏心交叉支撑等效模型,得到阻尼器屈服强度和屈服位移的近似解析解。数值分析结果表明优化复合型金属阻尼器具有滞回曲线饱满且应力均匀的优点,且可按需求调控阻尼器的屈服强度。对装有复合型金属阻尼器的框架整体抗震减震能力进行弹塑性分析,结果表明复合型金属阻尼器的减震效果明显,而经过优化的金属阻尼器性能更加优越。     

岸桥斜撑的抗震拓扑优化

斜撑的布置方式对岸桥的抗震能力影响很大,为此提出一种基于拓扑优化的岸桥斜撑设计方法。将岸桥的上部门框和下部门框定义为斜撑拓扑优化的设计域。根据岸桥结构的特点定义岸桥的抗震性能要求,以斜撑的塑性变形、主体结构的弹性变形为约束,建立岸桥斜撑抗震拓扑优化的数学模型。为提高斜撑的抗压承载能力和耗能能力,将屈曲约束支撑应用到岸桥斜撑的设计中。采用非线性优化求解器对所提出的数学模型进行求解。将优化后的岸桥结构在OpenSees中建模,分析岸桥在地震作用下的弹塑性变形情况。结果表明:基于屈曲约束支撑的岸桥斜撑拓扑优化方法,可得到符合岸桥抗震性能要求的斜撑布置方案。     

双壁混凝土夹心组合管低周往复作用下的力学性能分析

双壁混凝土夹心组合管具有良好的防腐蚀性能和力学性能,可广泛用于悬浮跨越类管道、寒区冻融循环作用区域埋地管道及地震断裂带管道输运领域。利用分层法对管道试验试件进行截面设计,通过低周往复荷载作用试验及有限元数值模拟进行研究分析,结果表明,往复荷载作用下,双壁混凝土夹心组合管中,内外管及混凝土之间能够共同受力,协同工作。在薄壁外钢管达到疲劳寿命之前,试件工作机理类似于实心钢管混凝土截面构件,当外钢管达到疲劳寿命时,工作机理类似于钢骨混凝土截面构件。双壁空心管在低周往复荷载作用下的破坏准则可定义为0. 8倍的极限荷载值。外钢管的约束作用对试件的滞回性能具有非常重要的意义。分析结果可为新型组合管构件的研究应用提供理论依据。