损伤后碳纤维约束高强混凝土柱抗震性能的试验研究

国内外学者对碳纤维约束混凝土柱的抗震性能进行了较多研究,但对碳纤维约束高强混凝土圆柱的抗震性能研究相对较少,尤其对损伤后的碳纤维约束高强混凝土圆柱的抗震性能研究更少。对3根碳纤维约束高强混凝土圆柱先进行伪静力试验模拟损伤,加载到纵筋受拉屈服后卸载,再次进行伪静力试验,与3根未损伤碳纤维约束高强混凝土圆柱的抗震性能进行对比,通过对损伤与未损伤模型柱的滞回曲线、骨架曲线、水平承载力、极限位移角等参数的分析比较,考察碳纤维约束高强混凝土柱的剩余抗震性能。     

X形配筋增强高强钢筋异形柱边节点抗震性能试验研究

通过对核心区应用X形配筋增强的高强钢筋异形柱边节点和同等条件下未被增强的高强钢筋异形柱边节点进行拟静力试验研究,对比分析异形柱边节点的破坏特征、滞回曲线、承载能力、位移及延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明,配置HRB500高强钢筋异形柱边节点比配置600MPa级的边节点承载能低,但滞回性能好,变形能力强,刚度退化推迟,耗能能力强;在核心区加入X形配筋,均可以改善高强钢筋异形柱边节点的破坏特征,使边节点抗剪能力、变形能力、耗能能力增强,刚度退化推迟,提高异形柱边节点抗震性能,配置HRB500高强钢筋的试件核心区应用X形配筋加强后抗震性能提高效果更好。     

锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究钢筋锈蚀对钢筋混凝土(RC)柱抗震性能的影响,设计并制作了8根RC柱试件,其中包括1根未锈蚀柱、3根纵筋锈蚀柱和4根箍筋锈蚀柱。采用5%NaCl溶液浸泡试件并通电对钢筋进行锈蚀试验,通电锈蚀完成后,分别对8根试件进行了低周往复循环荷载试验,分析得到了不同锈蚀率下各试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性及耗能能力等结果。结果表明：与未锈蚀柱相比,随着纵筋与箍筋锈蚀率的增加,滞回曲线的饱满程度均逐渐减小,同时试件的耗能能力、刚度及变形也显著降低,且箍筋锈蚀率的影响更显著。当箍筋锈蚀率达到15.19%时,试件的位移延性系数和平均耗能系数分别降低了19.9%和35.6%。同时,在柱的端部塑性铰区形成剪切破坏面,试件发生脆性破坏。箍筋锈蚀率大于15.19%这一不利影响在抗震设防区域应引起重视。     

可恢复功能预制装配式损伤可控钢质节点抗震性能试验研究

提出一种震损后可恢复功能预制装配式损伤可控钢质节点,该节点由带削弱型约束钢板阻尼器的损伤可控钢质铰、钢套筒约束节点核心区、预制混凝土梁柱等构成。进行预制装配式损伤可控钢质节点的低周往复荷载试验,然后在该试验的基础上仅更换钢质铰中破坏的削弱型约束钢板阻尼器,进行第2次试验,最后进行现浇钢筋混凝土节点在低周往复荷载下的对比试验。考察各节点的破坏模态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、强度退化、刚度退化、耗能能力和延性等抗震性能指标,通过预制装配式损伤可控钢质节点的2次试验抗震性能指标,探讨其震损后可恢复功能的工作性能。结果表明：预制装配式损伤可控钢质节点的破坏集中在钢质铰中可更换削弱型约束钢板阻尼器上;装配式节点破坏模态、损伤程度可控,具有良好的承载能力、耗能能力和延性等抗震性能;第2次试验中装配式节点前期刚度有所下降,但后期各项抗震性能与第1次试验基本一致,表明装配式节点在震损后其功能可恢复。     

带端柱高性能混凝土剪力墙的抗震性能

为进一步改善高性能混凝土剪力墙的抗震性能,在6个带端柱高性能混凝土剪力墙试件中采用分段约束、相互嵌套的配箍方案;试件的剪跨比为1.0～2.1,轴压比为0.28～0.40,混凝土立方体抗压强度在89～99 MPa之间,横向约束箍筋采用极限强度为742 MPa的高强钢丝。对这6个试件进行了拟静力试验,观察了各试件的裂缝开展过程和破坏形态,分析了其滞回性能、承载能力、变形能力、刚度衰减和截面应变等。实测位移延性系数在3.75～5.20,耗能系数在0.76～1.13,表明采用横向分段约束嵌套的配箍方案有效地提高了带端柱高性能混凝土剪力墙的延性、变形和耗能能力等。根据试验结果,分别以侧移角和塑性铰转角作为性能指标,并给出了四个性能水平的性能指标限值。     

残损古建筑木结构单向直榫榫卯节点抗震性能试验研究

现存古建筑木结构均有不同程度的残损,而榫卯节点的残损对整体结构的安全性影响最大。为了研究不同残损类型、不同残损程度对单向直榫榫卯节点抗震性能的影响,制作了7个缩尺比例为1∶4.8的单向直榫榫卯节点模型,包括1个完好节点模型、3个人工模拟榫头真菌腐朽的残损节点模型和3个人工模拟榫头虫蛀的残损节点模型。榫头真菌腐朽和榫头虫蛀分别采用在榫头表面钻孔和在榫头钻通孔的方法来模拟。通过低周反复加载试验对单向直榫榫卯节点的破坏特征、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律和耗能性能等进行了研究。试验结果表明：单向直榫榫卯节点的破坏形态主要为榫头部分拔出、榫卯接触处挤压变形,柱和枋基本完好;所有节点的弯矩-转角滞回环形状呈反S形,且残损程度越大,滞回环捏拢效应越明显;残损节点的转动弯矩、刚度和耗能能力明显低于完好节点,且随着残损程度增加逐渐降低;相同残损程度的人工模拟真菌腐朽节点的弯矩和刚度大于人工模拟虫蛀节点,但耗能能力低于人工模拟虫蛀节点。     

一般大气环境锈蚀钢柱抗震性能试验与数值分析

为研究锈蚀对钢柱抗震性能的影响,对20个钢板试件和7个H型钢柱试件进行一般大气环境加速腐蚀试验.通过锈蚀钢板单调拉伸与低周往复加载试验研究锈蚀钢板单调与循环加载性能的差异性,揭示锈蚀钢材强度、延性退化规律,建立锈蚀钢材循环本构模型;通过锈蚀H型钢柱拟静力试验,研究锈蚀钢柱在地震作用下的损伤过程、破坏形态及性能退化规律,...     

钢骨混凝土梁柱框支剪力墙试验与恢复力模型研究

针对工程中经常使用的框支剪力墙结构,提出采用钢骨混凝土转换梁、框支柱对其加强,以改善结构抗震性能。进行了4榀1/4缩尺比例的模型试件拟静力试验,施加竖向荷载和单调及往复水平荷载,其中3榀试件采用钢骨混凝土转换梁和框支柱,1榀试件采用钢筋混凝土转换梁和框支柱。研究了结构承载力、变形、刚度、延性、耗能能力和破坏形态。试验结果表明,结构配置钢骨后各项性能指标均得到改善,延性系数可提高2.29~3.43倍。基于理论公式及试验数据,进一步建立了单调荷载和往复荷载作用下结构三折线型恢复力模型,模型考虑了强度退化和刚度退化,与试验结果较为吻合。     

钢筋混凝土框架夹心节点抗震性能试验研究

钢筋混凝土框架结构中通常柱混凝土强度高于梁的混凝土强度,当节点与梁用较低强度混凝土同时浇筑时,便形成钢筋混凝土框架夹心节点。通过11个钢筋混凝土框架夹心节点（包括平面中节点2个,平面端节点2个,改进型平面节点4个,空间中节点、空间端节点、空间角节点各1个）及3个用于对比分析的传统空间节点（空间中节点、空间端节点、空间角节点各1个）的拟静力试验,结合之前完成的7个平面夹心节点试验及6组平面夹心节点与传统节点的抗震性能对比,对钢筋混凝土框架夹心节点的抗震性能进行研究,包括开裂损伤过程、失效模式、位移延性、变形性能、受压承载力、受剪承载力、滞回耗能、梁筋粘结锚固性能等。研究表明：虽然核心区混凝土强度降低对试件抗震性能有一定不利影响,但通常不会改变框架节点的破坏模式,满足剪压比、轴压比、梁柱混凝土强度比、核心区配筋量条件下的夹心节点,其抗震性能大多可以满足结构设计的需求,或采取加插短筋、增设斜筋等加强措施后可以满足。     

配筋圆钢管自密实混凝土柱抗震性能试验研究

通过7根配筋圆钢管自密实混凝土柱和1根圆钢管自密实混凝土对比柱的低周反复荷载试验,研究了纵筋配筋率、轴压比和钢管壁厚对配筋圆钢管自密实混凝土柱的承载力、延性、耗能能力和性能退化规律的影响。试验结果表明:配筋圆钢管自密实混凝土试件的滞回曲线饱满,表现出良好的抗震性能,在加载中后期,配筋试件的纵筋屈服,强度得到发挥,配筋圆钢管自密实混凝土试件的承载力和延性较普通圆钢管自密实混凝土试件均有不同程度提高,同时,耗能性能提高,且纵筋配筋率越大,配筋圆钢管自密实混凝土试件的承载力和延性也越大。轴压比和钢管壁厚对配筋圆钢管自密实混凝土柱抗震性能的影响规律与普通圆钢管混凝土柱相同。     

高强混凝土多重复合芯柱抗震性能试验研究

以某地铁站房工程为背景,设计并制作了8个高强混凝土多重复合芯柱试件,选取轴压比、箍筋形式、配箍率为变量,进行低周反复荷载试验研究,分析其破坏过程及形态,系统研究该类多重复合芯柱的滞回性能、骨架曲线、变形能力、刚度退化和耗能能力,应用Park-Ang损伤模型对该类新型混凝土柱的损伤演化规律进行分析,基于性能化设计理念给出高强混凝土多重复合芯柱的损伤指数与破坏程度的对应关系。研究结果表明：高强混凝土多重复合芯柱发生弯剪破坏和剪切破坏;随轴压比增大,峰值荷载增大,但变形性能和延性降低,承载力衰减和刚度退化加快,耗能能力明显减弱;随配箍率增大,芯柱试件滞回环面积增大,延性提高,承载力衰减和刚度退化减缓,耗能能力显著增强;配箍形式对芯柱试件耗能能力影响较大,其中试件C-SC-100和C-DC-100的滞回性能、变形性能、耗能能力明显改善,表明外螺旋内圆和内外双圆箍筋的配箍方式增强了核心区混凝土的约束,从而提高该类芯柱的抗震性能;层间位移角1/50时,各试件损伤指数D为0.17～0.35,均未发生严重破坏,表明该类多重复合芯柱抗震性能较好,复合芯柱最终破坏时的层间位移角为1/29～1/21,且损伤指数均大于1。     

Seismic performance of CFST column to steel beam joint with RC slab: Experiments

The objective of this research is to investigate the seismic behaviour of the composite joint consisting of circular concrete filled steel tubular (CFST) column and steel beam with reinforced concrete (RC) slab. Six specimens, including four interior and two exterior joints, were tested under constant axially compressive load on the top of the columns and cyclic loads at the ends of the beams. The main experimental parameters were the type of the joint, the axial load level on the CFST column and the section configuration of the beam. Several indexes that could reflect the seismic behaviour of the composite joint, such as the ductility, the strength degradation, and the energy dissipation capacity were analyzed. It was found that the composite joints exhibited favorable seismic performance.     

基于碳纤维布和角钢复合加固损伤混凝土柱抗震试验设计研究

随着建筑物在使用年限内持续使用,某些混凝土柱由于各种原因已经受到不同形式的破坏而损伤,需要进行加固处理才能继续使用。从混凝土抗震性能的角度去研究碳纤维布和角钢结合的方式加固混凝土柱,在试验过程当中我们采用4个已经损伤的混凝土柱和梁进行模拟试验,利用控制变量的方法对碳纤维的使用量和角钢的使用量进行不同的变量控制,进行多次模拟抗震指标试验,最后绘制构建的荷载-应变图形,通过分析该图形来了解加固材料碳纤维布和角钢之间的关系。     

震损可更换组合柱抗震性能试验研究

为适应现代建筑工业化和震后结构性能快速恢复的需要，提出了一种适用于钢筋混凝土（RC）装配结构的震损可更换组合柱。进行了8个足尺可更换组合柱试件的低周往复荷载试验，研究了可替换构造和轴压比等因素对试件抗震性能的影响。研究表明：按照“强柱弱消能件”原则设计的所有试件，塑性变形均集中于可更换消能部件上，在经历了3次1/50位移角幅值作用后，仍可实现试件的损伤部件原位替换；最大位移角不超过1/50时，替换前后试件的抗震性能无明显差异，说明两种可替换构造均可实现试件的震损后性能恢复；所有试件均具有良好的延性和滞回耗能性能。采用加强型消能件构造的试件耗能性能最好；试件设计轴压比从0.3提高到0.5，其承载力和耗能能力均有显著提高，同时延性没有明显降低；核心方钢管锚固于地梁的可替换构造B与核心方钢管未锚固于地梁的构造A相比具有更高的承载能力，同时损伤部件的替换也更容易实现，但对连接螺栓的强度要求也更高。     

可更换耗能连接件的装配式混凝土框架结构抗震性能试验研究

为评估带有可更换耗能连接件的装配式混凝土框架(REDC-PCF)的抗震性能,设计并制作了1榀60％缩尺的2层2跨REDC-PCF试件,在实验室完成试件的装配,随后对其开展拟静力试验,研究了该框架的损伤分布、滞回特性、延性和耗能能力等抗震性能.试验结果表明:试件的滞回曲线饱满且稳定,呈现出优异的抗震性能;该试件的塑性变形...     

Effect of axial load and transverse reinforcements on the seismic performance of reinforced concrete columns

The aim of this research is to assess the seismic performance of reinforced concrete columns under different axial load and transverse reinforcement ratios. These two parameters are very important as for the ductility, strength, stiffness, and energy dissipation capacity for a given reinforced concrete column. Effects of variable axial load ratio and transverse reinforcement ratio on the seismic performance of reinforced concrete columns are thoroughly analyzed. The finite element computer program Seismo-Structure was used to perform the analysis of series of reinforced concrete columns tested by the second author and other researchers. In order to reflect the reality and grasp the actual behavior of the specimens, special attention was paid to select the models for concrete, confined concrete, and steel components. Good agreements were obtained between the experimental and the analytical results either for the lateral force-drift relationships or for the damage progress prediction at different stages of the loading.     

CFST柱-RC梁钢筋环绕式节点抗震性能试验

通过8个钢管混凝土(CFST)柱-钢筋混凝土(RC)梁钢筋环绕式节点在低周往复荷载作用下的试验,对其在不同轴压比下的开裂破坏模态、滞回特征、剪切变形、钢筋和钢牛腿变形、延性和耗能性能等进行系统研究。试验结果表明,试验节点的破坏模态均为核心区剪切破坏,圆钢管混凝土柱节点较方钢管混凝土柱节点的滞回曲线饱满,但均能满足现行规范的抗震设计要求。     

黏弹性阻尼器增强传统木结构半榫节点试验研究

为研究传统木结构半榫节点在改变木材种类、改变榫头宽度以及是否安装黏弹性阻尼器情况下的耗能能力,用松木和杉木制作了12个不同榫头宽度的半榫节点试件(6个未安装黏弹性阻尼器的节点试件和6个安装黏弹性阻尼器的节点试件),进行低周反复加载试验,并将6个未安装新型阻尼器的节点试件的试验结果与6个安装黏弹性阻尼器的节点试件的试验结果进行对比分析。研究结果表明:各半榫节点滞回曲线均呈反"Z"形,且捏缩效应明显,其中宽松节点滞回曲线产生较大的滑移;榫头宽度对半榫节点的骨架曲线斜率有较大影响,且增强后半榫节点推迟进入屈服阶段;紧密节点初始刚度最大,随加载的继续,各节点刚度下降后趋于平稳,增强后节点负向加载时刚度显著提高;安装黏弹性阻尼器的节点榫头拔榫量减小,同时节点的刚度、承载力和耗能能力得到有效增强。     

底框砌体剪力墙震损房屋损伤评估及抗震加固

在完成3层足尺底框配筋砌块短肢砌体剪力墙房屋系统的拟动力子结构抗震性能试验后,模型的梁、板、柱、墙等结构构件均出现了不同程度的损坏。本文详细介绍拟动力抗震性能试验对结构构件造成的损伤,并根据对损伤程度的评估,分别选用粘钢、粘贴玻璃纤维布和裂缝修补技术3种最常用的加固方法对受损部位进行加固,以期获得上述3种方法在地震区对震后受损建筑进行加固或对建筑进行抗震加固时的适用性特征。文中详细介绍上述3种常用加固方法的施工步骤,并按照要求实施加固施工,为研究震后受损结构构件加固后的抗震性能试验研究做准备。     

宽柱双梁节点抗震性能试验研究

为研究托换后宽柱双梁节点的抗震性能,设计制作了6个1∶2缩尺的宽柱双梁节点,并进行了拟静力循环加载试验,研究了轴压比、纵梁对宽柱双梁节点的承载能力、刚度、耗能及延性等性能的影响。结果表明:混凝土与钢筋之间存在一定的粘结滑移,但节点总体抗震性能良好;轴压比的增大在一定程度上提高了试件的极限承载能力,增大柱顶轴压力提高了节点核心区的抗剪承载力,但节点的延性出现了显著的下降;通过平面宽柱双梁节点与空间宽柱双梁节点对比,平面宽柱双梁节点的极限承载力更优。