钢筋混凝土框架短柱恢复力特性的研究

本文通过十八根钢筋混凝土框架短柱的周期反复荷载作用下的试验，研究了轴压比，配箍型式和配箍率对其滞回性能的影响。根据试验结果，文中提出了钢筋混凝土框架短柱的恢复力模型，并对构件的荷载～位移滞回曲线进行了理论计算。理论计算与试验结果吻合较好，可供结构非弹性地震反应分析采用。     

反复荷载作用下的异形柱框架滞回性能

基于一榀三层两跨的异形柱钢筋混凝土框架结构拟静力试验,研究了异形柱框架的抗震性能,分析了反复荷载作用下异形柱框架的滞回曲线,并根据顶层滞回曲线得到骨架曲线及相应的恢复力模型和异形柱框架结构的强度、刚度退化等性能。试验结果表明:异形柱框架结构刚度退化不明显,抗震性能良好;由试验计算得到的框架恢复力模型可为工程设计和非线性有限元分析提供参考。     

压弯剪作用下钢筋混凝土剪切破坏柱恢复力特性研究

在以往70个钢筋混凝土短柱的试验基础上,对比了钢筋混凝土柱剪切破坏与弯曲破坏滞回曲线特点,建立了反映剪切破坏特点的考虑刚度退化的三线型恢复力特性模型,并给出了加荷及卸荷各阶段的刚度计算公式,计算与试验结果吻合较好,为分析钢筋混凝土结构抗震性能和动力反应分析提供了基础资料。     

纤维塑料加固与修复RC短柱抗震性能试验

目的对纤维塑料加固与修复钢筋混凝土桥梁短柱在反复荷载作用下的滞回性能进行试验研究．方法试验制作了4根大比例的钢筋混凝土桥柱模型，采用GFRP和CFRP两种材料对试验柱进行加固，在恒定的轴压力下进行拟静力试验，其中1根试件在加固前经历一定程度的破损．结果分析结果表明纤维塑料加固与修复钢筋混凝土剪切短柱的不仅阻止了柱子的脆性剪切配合，而且使柱端峰值位移率达到了8％。结论纤维塑料加固与修复钢筋混凝土剪切短柱具有稳定的滞回性能、良好的延性及能量耗散能力，能有效的改善钢筋混凝土剪切短柱的抗震性能．     

核心高强混凝土柱荷载-位移恢复力模型

为建立核心高强混凝土柱的恢复力模型,在核心高强混凝土柱水平低周反复荷载试验研究的基础上,对112种工况下的核心高强混凝土柱进行计算分析和数值回归.提出以轴压比、核心高强混凝土面积比、剪跨比为参数的恢复力模型骨架曲线特征点计算公式,恢复力模型的滞回规则及卸载刚度的计算公式.按所提出的恢复力模型对试验柱进行计算,所得计算曲线与实测的滞回曲线吻合良好,说明所提出的恢复力模型具有较好的精确性,能够较好地模拟和反映构件的实际抗震性能.     

非线性滑移滞回模型建模

目的为了对结构进行弹塑性动力分析以及评估其未来的性能，对结构的滞回特性需要建立合理的数学模型．方法利用三折线形式的函数关系来模拟试验滞回曲线的斜率与恢复力关系，并结合Duhem微分算子，建立描述滑移捏拢效应和刚度、强度退化的微分滞回模型．然后使用粒子群优化方法，基于最小二乘法准则识别出模型中的待定参数．结果用参数辨识结果得到的仿真滞回曲线与试验滞回曲线的对比表明，笔者建立的非线性滑移滞回模型与试验结果吻合较好，包括了强度退化、刚度退化以及捏拢效应．结论根据滞回曲线斜率与恢复力的关系并结合Duhem微分算子来构造滞回模型，比扩展Bouc—Wen模型具有更广泛的建模适应能力．对于试验滞回曲线的建模问题，当模型结构可辨识时，粒子群算法能够稳健地识别出模型中的参数．     

钢筋混凝土外挂板摩擦恢复力特性试验及减震效果

本文根据高层建筑钢结构中使用的实体外挂板试验的结果，分析了在反复荷载作用下外挂板与框架钢梁连接摩擦恢复力特性，提出了摩擦恢复力特性滞回曲线模型，同时给出了不同螺栓扭矩时滞回曲线的特性参数。并根据这一结果，结合工程实例对外桂板在高层钢结构中的减震效果进行了初步分析，得出了有意义的结论。     

方形设肋薄壁钢管混凝土柱的恢复力模型

为了研究薄壁钢管混凝土柱的抗震性能,对6根方形设肋薄壁钢管混凝土柱在反复荷载作用下的滞回性能进行了试验研究,试验主要参数为轴压比(n=0.3~0.6).结果表明:当轴压比≯0.5时,滞回曲线较为饱满,延性系数均>3以上.随着轴压比的增大,构件的承载力略有提高,延性明显降低.采用有限元程序ABAQUS6.5计算每个试件的荷载-位移滞回曲线,计算结果与试验结果吻合较好.在此基础上进行参数分析,研究混凝土强度、钢板强度、轴压比、长细比、钢板厚度对构件滞回性能的影响.并通过回归分析建立了薄壁钢管混凝土压弯构件的荷载-位移恢复力模型,模型的计算结果与试验结果吻合较好.     

碟形弹簧竖向隔震装置的恢复力模型及其试验验证

为研究碟形弹簧竖向隔震装置(DSI装置)的恢复力模型,对DSI装置的受力机理及变形特征进行深入分析;在此基础上,建立DSI装置的原点指向恢复力模型(OO恢复力模型).此外,对典型DSI装置进行往复荷载作用下的力学性能试验,分析其荷载-位移滞回曲线特征,并利用试验结果对OO恢复力模型的有效性进行验证.研究表明:OO恢复力模型具有典型的非对称性特征,摩擦力对其恢复力特性影响较大;往复荷载试验工况下,DSI装置的荷载-位移滞回曲线具有典型的非对称性特征,加载频率对其力学特性影响较小,动荷载幅值和加载预压位移的大小对其力学特性影响较大.随着动荷载幅值的增加,DSI装置的荷载-位移滞回曲线饱满度逐渐减小,因加、卸载刚度不同呈明显不对称性形状;随着加载预压位移的增大,DSI装置的荷载-位移滞回曲线趋于饱满,其耗能能力逐渐增强.OO恢复力模型能够有效模拟DSI装置的力学行为,利用OO恢复力模型计算的DSI装置的等效刚度及等效阻尼与试验结果的误差在8%之内.     

碳纤维布加固燕尾榫柱架恢复力特性研究

根据碳纤维布加固燕尾榫柱架低周反复荷载试验结果,提出了往复荷载作用下碳纤维布加固燕尾榫柱架的特征参数计算公式,研究其二阶效应、卸载刚度变化规律及滞回规则,建立并提出了能够反映碳纤维布加固燕尾榫柱架地震作用下真实受力状况的荷载-位移恢复力特征曲线,并与试验结果进行对比,该曲线拟合效果较好,表明本文提出的碳纤维布加固燕尾榫柱架恢复力特征曲线具有一定的适用性.     

设置外包预应力钢板箍RC短柱抗震性能研究

提出一种采用预应力钢板箍对钢筋混凝土矩形截面柱进行抗震加固的方法.通过6个采用预应力钢板箍加固的RC短柱试件的低周反复加载试验,研究采用横向预应力钢板箍加固混凝土矩形截面柱的抗震性能.主要试验参数为横向箍板的预应力水平和试件的轴压比.通过试验检验了加固试件的破坏形态、强度、变形能力、滞回特性和耗能能力等重要抗震性能指标.结果表明,采用预应力钢板箍加固后的短柱的抗震性能得到大幅度提高,横向预应力钢板箍能够有效抑制斜向剪切裂缝的开展,将试件的破坏形态由剪切破坏转变成具有较好延性的弯曲破坏;加固后试件的变形能力得到大幅度提高,且位移延性比随横向预应力水平的提高而有所增大;试件耗能性能随预应力水平的增大而提高.     

C80高强混凝土柱在反复荷载作用下的抗剪性能

通过1根C40普通混凝土柱与4根C80高强混凝土柱在竖向轴压力和水平反复荷载作用下的抗剪性能试验,深入研究了混凝土强度等级、剪跨比、轴压比和配箍率等因素对柱的破坏形态、滞回性能、位移延性及受剪承载力的影响.分别采用中国规范GB50010—2010、美国规范ACI318—08、加拿大规范CSA—04及桁架-拱模型对钢筋混凝土柱的受剪承载力进行计算,并与试验值进行对比分析.结果表明:对于小剪跨比钢筋混凝土柱,上述规范受剪承载力计算公式均偏于保守;由于考虑了拱效应,桁架-拱模型较其他规范对钢筋混凝土柱受剪承载力的预测更为准确.     

大跨度空间结构箱形钢柱的恢复力模型

基于16根箱形钢柱的拟静力试验及85个箱形构件的数值分析,研究反复水平荷载作用下偏心常轴压箱形钢柱的恢复力特性.通过对试验和有限元结果进行回归分析,得到骨架曲线关键点的求解公式.根据试验结果确定了反复荷载作用下偏心常轴压箱形钢柱的刚度退化和强度退化规则.在此基础上,提出大跨度空间结构箱形钢柱的恢复力模型,并与试验结果进行比较,得出恢复力模型的求解精度较高,尤其能准确反映构件的刚度退化和强度退化特征,可用于大跨度空间结构的弹塑性反应分析.     

玻璃纤维聚合物约束混凝土柱轴压比限值研究

对采用外粘玻璃纤维布加固震损柱进行低周反复荷载试验 ,研究其力学性能。试验结果表明 :无论轴压比的高低 ,加固后柱的承载力和位移延性都有了不同程度的提高和改善 ,高轴压比柱的效果更加明显 ,加固前为小偏压破坏的柱 ,加固后变成了大偏压破坏 ,变形性能和耗能能力显著提高。基于试验结果和约束混凝土的计算分析理论 ,导出了玻璃纤维聚合物加固柱的轴压比限值。计算结果和试验结果均表明 ,加固后柱的轴压比限值可予以适当放宽。     

轴压比对方钢管混凝土框架延性影响的有限元分析

为了研究框架柱的轴压比对方钢管混凝土框架延性的影响,建立了方钢管混凝土框架结构的非线性有限元分析模型。将该模型的计算结果与方钢管混凝土框架结构在低周反复荷载作用下试验所得的滞回曲线进行对比,可见模型的计算结果较为精确,可以应用于框架的结构分析中。利用此模型对在低周反复荷载作用下的、轴压比不同的方钢管混凝土框架结构进行了有限元分析,并对其滞回曲线和位移延性系数进行了对比分析。结果表明:随着边柱和中柱轴压比的增大,框架延性降低。     

轴压比对方钢管混凝土框架延性影响的有限元分析

为了研究框架柱的轴压比对方钢管混凝土框架延性的影响，建立了方钢管混凝土框架结构的非线性有限元分析模型。将该模型的计算结果与方钢管混凝土框架结构在低周反复荷载作用下试验所得的滞回曲线进行对比，可见模型的计算结果较为精确，可以应用于框架的结构分析中。利用此模型对在低周反复荷载作用下的、轴压比不同的方钢管混凝土框架结构进行了有限元分析，并对其滞回曲线和位移延性系数进行了对比分析。结果表明：随着边柱和中柱轴压比的增大，框架延性降低。     

CFRP筋转换梁框支剪力墙抗震性能试验的数值模拟仿真方法

对3榀CFRP筋转换梁框支剪力墙进行了低周往复荷载试验,并与1榀全钢筋转换梁框支剪力墙对比,分析了其破坏模式、受力特征和滞回特征等抗震性能。通过OpenSees分析平台,选取基于刚度法理论的非线性梁柱单元,并结合零长度转动弹簧单元,建立了合理考虑纵筋粘结滑移的CFRP筋转换梁框支剪力墙数值分析模型。结果表明：考虑了纵筋粘结滑移的数值模型能较好地模拟CFRP筋转换梁框支剪力墙在低周往复荷载作用下滞回曲线的捏缩特性,对试件屈服荷载和极限承载力也有较好的模拟精度。