钢板-纤维增强混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为改善小跨高比钢筋混凝土连梁的抗震性能,考虑基体材料与钢板的影响。本文提出新型钢板-纤维增强混凝土组合双连梁,并对普通混凝土双连梁、内置钢板-混凝土组合双连梁和钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件进行了低周反复加载试验,对双连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等进行研究。结果表明：除了普通混凝土双连梁试件发生剪切破坏之外,内置钢板-混凝土组合双连梁试件发生弯剪破坏,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件发生延性较好的弯曲破坏;加入钢板后的钢板-组合双连梁试件在峰值点处的承载力相对普通混凝土双连梁提高将近1.56倍,与钢板-纤维增强混凝土试件峰值点处承载力相差不大,表明钢板的内置可以改善双连梁开缝引起的内力损伤,纤维的加入对组合双连梁承载力提高影响不大。在破坏点处,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件的累积耗能分别是普通混凝土双连梁、内置钢板-混凝土组合双连梁试件的5.26和2.2倍,表现出较好的承载能力、变形能力和耗能能力。直到试件到达最终破坏时,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁表面混凝土仍然保持完整,从而可以达到减小甚至避免了混凝土开裂破坏,减少震后修复费用,为组合双连梁的实际应用提供一定的理论基础。     

钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙抗震研究

提出了钢管混凝士边框内藏钢板组合剪力墙.完成了 12个不同构造的钢板组合剪力墙模型的低周反复荷载试验,其中包括5个钢管混凝土边框纯钢板剪力墙、7个钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙.分析了各试件的承载力、耗能、延性、滞回特征等.给出了部分组合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与试验结果符合较好.研究表明,钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙具有承载力高、延性好、耗能能力强、滞回性能稳定等特点.这种新型组合剪力墙已用于工程,效果良好.     

火灾后双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析

为探究火灾后双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能，建立并验证了温度场模型与力学模型。基于相同建模方法，对剪力墙建立了足尺的火灾前后模型，分析不同参数对剪力墙抗震性能影响。结果表明：（1）对于未受火墙体，增大轴压比和剪跨比能够提高墙体的抗弯承载力和变形能力。增大墙体配筋率可以提高抗弯承载力，但对变形能力影响不大。（2）随着火灾时间的加长，墙体在火灾后的初始刚度和抗剪承载力越低。当轴压比越大时，火灾时间的影响越显著。（3）高厚比和轴压比较大的墙体在长时间火灾后，其破坏模式将转变为墙体整体迅速朝着受火侧失稳，抗震性能急剧退化。（4）对于弯曲破坏的墙体，火灾增大了墙体的变形能力，对于压弯破坏的墙体，火灾引起的墙体整体失稳将削弱墙体的变形能力。     

核岛结构双钢板混凝土组合剪力墙低周往复试验研究

为了解决核岛结构中屏蔽厂房的剪力墙在地震作用下的安全性能问题,对9个1颐5缩尺试件进行了低周往复拟静力试验。通过试验研究了双钢板混凝土组合剪力墙试件的刚度变化、破坏模式和耗能能力等特性,分析了钢板厚度、栓钉间距、竖向荷载以及加劲肋设置等因素对组合剪力墙抗震性能的影响。结果表明：双钢板混凝土组合剪力墙有很好的延性和耗能能力;钢板厚度、竖向荷载和加劲肋的设置都对剪力墙的抗震性能有很大的影响,而栓钉间距对其影响不大。在试验的基础上对部分试件进行了有限元数值分析,通过与试验结果的比较发现两者的结果能够较好吻合。最后,对本试验研究成果和核岛结构双钢板混凝土剪力墙已有研究成果进行了对比分析,并对以后的试验设计提出了改进的方向。     

钢-PVA纤维混凝土预制连梁抗震性能试验研究

为研究钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土(Steel-PolyvinylAlcohol Hybird Fiber Concrete,简称SPHFC)预制连梁的抗震性能,对1个普通混凝土(RC)预制连梁试件和3个SPHFC预制连梁试件进行低周往复加载试验,分析预制连梁的破坏过程、破坏形态、滞回性能、刚度及耗能能力等抗震指标,研究连梁基体材料和截面宽度对其抗震性能的影响,阐明了SPHFC预制连梁的破坏机理.结果表明：RC预制连梁破坏时混凝土剥落现象严重,最终表现为剪切型破坏;SPHFC预制连梁破坏时几乎无混凝土剥落现象,充分发挥了纤维混凝土多裂缝开展的特点,最终发生弯剪型破坏;SPHFC预制连梁的承载力、延性、刚度和耗能能力均远高于RC预制连梁;分别增大SPHFC预制连梁基体强度或截面宽度,连梁承载力提高,延性和耗能能力略有降低.本文提出的新型SPHFC预制连梁各项抗震指标均显著优于普通RC预制连梁,且制作简便,轻质高强,便于预制吊装,可在装配式结构中推广应用.     

型钢混凝土边框内藏开洞钢板组合剪力墙抗震性能

为研究型钢混凝土边框-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,进行了5个不同设计参数、不同构造措施剪力墙试件抗震性能比较试验研究.各试件的剪跨比均为1.5,采用低周反复荷载加载.基于试验,对比分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回耗能和破坏特征等.研究表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙承载力高、延性好、刚度退化慢、耗能能力强;适当的内藏钢板厚度可改善型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的抗震性能;内藏钢板厚度相同时,设拉结钢筋试件的抗震性能优于焊接栓钉的试件.基于试验提出了型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测值接近.     

双钢板混凝土墙体构件抗震性能试验研究

为了研究双钢板混凝土墙体构件的抗震性能,基于2组6个双钢板混凝土墙体构件的拟静力试验,开展了墙体构件在低周往复荷载作用下的破坏模式和破坏特征分析,得到了试件滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数和耗能能力.第1组试验结果表明:栓钉间距是影响钢板和混凝土整体受力、防止钢板局部屈曲的关键因素;设置加劲肋,可以提高墙体整体刚度、承载能力和延性,但对延缓墙体裂缝出现影响不大.第2组试验结果表明:试件弹性阶段,3个试件的刚度变化基本一致,而且刚度较大,弹塑性阶段时,基础梁出现了裂缝,提前破坏,说明钢板混凝土结构与钢筋混凝土结构的交接处容易出现破坏.     

开洞双钢板组合剪力墙抗震性能试验

为满足双钢板组合剪力墙在实际工程中的应用需求,完成了2片双钢板组合剪力墙的拟静力试验,研究了不开洞和带开洞的双钢板组合剪力墙在特定轴压比和往复水平荷载作用下的受力特征和抗震性能.研究结果表明:双钢板组合剪力墙能够充分发挥钢板与混凝土材料各自的优点,是一种性能优越的抗侧力构件;开洞虽降低了初始刚度和极限承载力,但提高了变形能力和耗能能力.通过大量数值分析,研究了洞口位置、洞口形状、洞口面积等参数对剪力墙抗震性能的影响,提出开洞组合剪力墙抗剪承载力折减率的简化公式,并对洞口构造要求提出建议.     

双钢板-再生混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析

为研究双钢板-再生混凝土组合剪力墙的抗震性能,在已有试验的基础上,使用有限元软件ABAQUS进行模型验证和分析,研究内容包括再生粗骨料取代率、距厚比、轴压比以及连接件形式.结果表明:(1)随再生粗骨料取代率的增加,试件抗弯承载力、抗剪承载力、初始抗侧刚度均出现不同程度的劣化;(2)当轴压比为0～0.5时,试件承载力随轴...     

局部采用纤维增强混凝土梁柱节点抗震性能的数值分析1

运用有限元软件OpenSees建立了框架结构梁柱节点数值分析模型,对2个梁柱节点试件在低周反复荷载作用下的抗震性能进行了数值模拟,模拟结果与试验结果比较吻合,表明所选择的材料本构关系及相关材料参数取值,对于模拟钢筋混凝土框架结构的抗震性能具有较好的适用性和合理性.利用所建立的模型,分析了在框架结构梁柱节点一定尺寸范围内使用纤维增强混凝土(FRC)的新型框架结构梁柱节点的抗震性能.结果表明,使用FRC的新型框架结构梁柱节点具有较高的承载能力和耗能能力;随着FRC使用范围的增大,相应梁柱节点的承载能力和耗能能力提高不大.     

端部加强钢管-双钢板剪力墙抗震性能研究

为增强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能,在双钢板混凝土组合剪力墙端部钢管引入工字型钢,有效抑制构件端部屈曲。以钢管的截面形式、工字型钢尺寸、剪跨比为主要参数,利用ABAQUS有限元软件设计了18片双钢板混凝土组合剪力墙有限元模型,对其滞回性能、承载能力、耗能能力、变形及延性和刚度退化等抗震性能进行对比研究。研究结果表明：端部加强钢管-双钢板混凝土组合剪力墙的承载能力、延性、刚度退化、耗能能力相比普通钢管-双钢板混凝土组合剪力墙构件均有较大提升。随着剪跨比增大,端部加强构件的峰值荷载、屈服荷载、延性、初始刚度、等效粘滞系数的峰值均有较大提升,钢管暗柱的截面形式和工字型钢的尺寸对构件抗震性能影响不显著,构件AZ22-2.0的抗震性能较为优越。     

底部加强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究

为研究底部加强双钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能，以型钢数量（m=2、4、6）、型钢尺寸（I）、型钢强度（Q235、Q345）（f_p）、钢板强度（Q235、Q345）（f_s）、轴压比（n=0.4、0.5、0.7）为主要参数。设计了9片双钢板混凝土组合剪力墙，利用ABAQUS软件建立其有限元模型，并对类似双钢板混凝土组合剪力墙开展验证分析，将仿真结果与试验结果进行对比分析，验证结果的合理性。基于验证结果，开展了9片双钢板混凝土组合剪力墙的参数分析，研究不同参数对底部加强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能影响规律。研究结果表明，底部加强试件在承载能力、延性、塑性变性能力、刚度退化和耗能能力方面均有所提升。轴压比为0.4和0.5时，延性接近；轴压比为0.7时，延性下降；轴压比为0.5时，随着型钢数量的增加，承载能力逐渐提高；提高钢板和型钢强度，延性、初始刚度和耗能能力均有较大提升，抗震性能较优。     

钢管混凝土边框不同高厚比钢板剪力墙抗震性能

为了解钢管混凝土边框不同高厚比钢板剪力墙的抗震性能,进行了3个剪跨比为1.5的1/5缩尺的钢管混凝土边框钢板剪力墙的低周反复荷载试验.试件墙体钢板截面的高厚比分别为230、115、77.在试验基础上,对各试件的承载力、刚度、滞回特性、延性、耗能及破坏特征进行了分析,建立了该新型组合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实验结果符合较好.研究表明:墙体钢板高厚比较大的薄钢板剪力墙承载力较低,刚度较小,延性较好;墙体钢板高厚比较小的厚钢板剪力墙承载力较高,刚度较大,延性较差;墙体钢板高厚比适中的中厚钢板剪力墙承载力和刚度介于薄钢板墙和厚钢板墙之间,但其整体抗震耗能能力好.采用强钢管混凝土边框弱钢板的设计原则,可充分发挥该新型剪力墙2道抗震防线的作用.     

钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒抗震性能试验研究

为了比较带钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒与带钢管混凝土边框组合核心筒的抗震性能,进行了1个钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒模型和1个钢管混凝土柱边框组合核心筒模型的低周反复荷载试验研究,2个模型均按1/6缩尺.在试验基础上,分析比较了2个核心筒的承载力、延性、滞回特性、刚度及其衰减过程、耗能能力和破坏特征.研究表明,钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒比钢管混凝土柱边框组合核心筒的抗震性能显著提高;承载力简化计算模型的计算结果与实测结果符合较好.     

活性粉末混凝土预制管组合柱抗震性能试验研究

活性粉末混凝土预制管组合柱（Concrete-filled RPC tube,简称CFRT）将活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,简称RPC）的力学性能和箍筋的约束效应有效结合了起来,是一种基于超高性能水泥基套管的新型约束组合柱。对4个CFRT柱和1个箍筋约束混凝土柱开展了恒定轴力下的低周反复荷载试验,获取了组合柱的破坏形态、滞回曲线和钢筋的应变等数据,并对相关抗震指标及试验参数进行了分析。结果表明：CFRT柱在低周反复荷载作用下表现出典型的弯曲破坏特征,在RPC管表面出现大量细而密的裂缝,但没有明显的剥落现象;CFRT柱的滞回曲线较饱满,其抗震性能显著优于普通箍筋约束混凝土柱;在试验条件下,CFRT柱的极限侧移率在0.042~0.075之间,高于中国抗震设计规范关于罕遇地震下结构柱极限塑性侧移率不低于0.02的要求;从抗震性能来看,在RPC管内部填充高强混凝土,对于CFRT是可以接受的组合方式。     

钢板带加强型型钢混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为进一步改善一字型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙的抗震性能,设计和完成了2个剪跨比为1.0的钢板带加强型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙低周往复水平加载试验,并与1个未设置钢板带的内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙进行对比分析。试验结果表明：钢板带的设置使剪力墙的水平承载力有显著提升,极限位移角提高20%左右,满足了相关规范极限位移角大于1/100的要求;钢板带的设置使试件破坏模式发生变化,总耗能有大幅度提升;钢板带的设置要适度,不能过强,以免形成新的薄弱区。     

混凝土延性柱耗能器抗震性能试验研究

为考察混凝土延性柱耗能器抗震性能的主要影响因素,通过对多根延性柱耗能器的低周反复荷载试验,得到其破坏形态、滞回特性、延性系数、等效黏滞阻尼系数等参数.分析表明,这些延性柱耗能器具有良好的消耗地震能量的能力.     

粗合成纤维混凝土梁抗震性能试验研究

为了给粗合成纤维在地震区的推广应用提供科学依据,采用试验方法研究了粗合成纤维混凝土梁在低周反复荷载作用下的抗震性能,重点分析了破坏形态、特征荷载及其挠度、延性、刚度退化及耗能能力,探讨了粗合成纤维混凝土梁的延性评价方法.粗合成纤维混凝土梁延性系数比普通钢筋混凝土梁提高约49%,抗震性能优良.     

钢纤陶粒混凝土剪力墙中连梁的抗震性能研究

对两根采用“人工塑性铰”配筋形式的陶粒混凝土连梁在反复荷载作用下的强度、刚度、延性及耗能能力等基本性能进行了试验研究和非线性有限元分析,结果表明：采用“人工塑性铰”配筋形式的钢纤维陶粒混凝土连梁具有优良的抗震性能。