隔震支座下支墩转动对隔震结构的影响分析

隔震分析中,通常假定隔震支座下支墩刚度足够大且与大地刚接,而实际下支墩因自身变形及地基基础的变形会发生转动。当二者变形引起的转动过大时,对隔震结构的影响不容忽视。分析了隔震支座下支墩转动对隔震结构的影响,并提出了通过折减系数对隔震支座水平等效刚度进行计算。结果表明:隔震支座下支墩转动会减小隔震支座水平等效刚度,其折减系数随着隔震支座水平等效刚度及下支墩高度的增大而减小。     

云南隔震下支墩施工方法及问题探讨

云南省在隔震工程施工工艺方面进行了大量探索与实践,总结出了成熟的施工方法。针对隔震工程下支墩采用一次浇筑法施工存在的不足提出了改进的一次浇筑法,并在改进的基础上相继提出抹浆处理法和二次灌浆法,并对改进的一次浇筑法、抹浆处理法和二次灌浆法在下支墩施工中的表现进行了对比分析。分析表明：小尺度橡胶支座（≤900 mm）下支墩采用改进的一次浇筑法进行施工通常可以获得较好的工程质量且施工效率也高;而对于大尺度橡胶隔震支座（≥1 000 mm）,为取得较好的工程质量,其下支墩宜采用抹浆处理法和二次灌浆法进行施工。     

基于STP的柱下新型隔震装置隔震特性研究

为解决废旧叠层轮胎垫(STP)隔震体系在村镇建筑使用中,缺少柱下STP隔震装置,限制其在村镇建筑中推广应用这一问题,设计一种基于STP的柱下新型隔震装置。对截面尺寸为100mm×100mm、140mm×140mm、180mm×180mm,高度72mm的STP在压应力4MPa、5MPa、6MPa下进行低周往复试验,结合隔震机理、破坏特征、承载力衰减、刚度退化、等效阻尼比等变化特性,研究此柱下新型隔震装置的隔震失效机理、滞回耗能特性。结果表明：此新型隔震装置中STP在不同设计压应力、截面尺寸下均有稳定的耗能能力;在水平位移±20mm下,挤压测STP内部钢丝网与橡胶脱离分开,其承载力在不同参数设计下衰减较为明显;在截面尺寸140mm×140mm、压应力5MPa作用下,新型隔震装置各项滞回耗能特性均无显著变化,建议将此参数设计作为在村镇隔震结构设计时柱下新型隔震装置中的基本参数。该研究成果为STP隔震体系在村镇建筑中的应用提供理论参考。     

碟簧-单摩擦摆三维隔震(振)装置力学性能及隔震(振)效果研究

碟簧-单摩擦摆三维隔震(振)装置(3DFPS)由碟簧竖向隔振单元和单摩擦摆水平隔震单元组成,可以实现环境激励工况下建筑结构的竖向隔振与地震工况下的水平隔震。为了研究3DFPS的力学性能及隔震(振)效果,制作了足尺的3DFPS试件,并对其进行压剪试验。结果表明：3DFPS的竖向性能与水平向性能相互独立,竖向隔振单元与水平隔震单元可独立设计;通过在叠合碟簧间加入0.03mm聚四氟乙烯(PTFE)薄膜可以减小碟簧间摩擦,使小位移下的循环加载刚度更接近大位移下的单调加载刚度。对采用3DFPS和固接到地面的平面框架结构进行有限元弹性时程分析,研究此装置在水平地震与竖向地铁振动激励下的隔震(振)效果。结果表明：三维隔震(振)装置可使水平地震下结构响应减少80%以上,使地铁振动激励下楼面竖向加速度响应减小61%;碟簧竖向压缩变形对结构在水平地震下的响应没有明显的影响。     

冻融条件下GFRP隔震支座力学性能试验研究

冻融循环是影响寒冷地区玻璃纤维增强复合材料(GFRP)隔震支座性能变化的主要因素.为了研究其影响,对12个GFRP隔震支座分别开展水冻水融试验,采用标准冻融试验箱模拟低温气候变化,对GFRP橡胶支座进行冻融循环处理25、50、75次,并对其进行刚度性能试验,采用与标准试件进行对比分析的方法,研究试验前后支座性能的变化规律.结果 表明:冻融后GFRP隔震支座的水平刚度比常温下的要高;经历过冻融试验的GFRP隔震支座,其水平刚度随着测试时间的增长而减小.同时,当压应力不变时,水平刚度随着剪应变增加而下降;当剪应变不变时,水平刚度随着压应力增大而下降,且能够承受极限水平刚度的压应力和剪应变越来越小.无橡胶层保护的GFRP隔震支座的水平刚度变化幅度小于有橡胶层保护的GFRP隔震支座的水平刚度变化幅度,极限水平刚度的压应力和剪应变更小.采用最小二乘法对其水平刚度变化进行分析并给出衰减曲线和衰减函数,水平刚度的变化趋势基本符合二次多项式规律.     

冻融条件下GFRP隔震支座力学性能试验研究

冻融循环是影响寒冷地区玻璃纤维增强复合材料(GFRP)隔震支座性能变化的主要因素.为了研究其影响,对12个GFRP隔震支座分别开展水冻水融试验,采用标准冻融试验箱模拟低温气候变化,对GFRP橡胶支座进行冻融循环处理25、50、75次,并对其进行刚度性能试验,采用与标准试件进行对比分析的方法,研究试验前后支座性能的变化规律.结果 表明:冻融后GFRP隔震支座的水平刚度比常温下的要高;经历过冻融试验的GFRP隔震支座,其水平刚度随着测试时间的增长而减小.同时,当压应力不变时,水平刚度随着剪应变增加而下降;当剪应变不变时,水平刚度随着压应力增大而下降,且能够承受极限水平刚度的压应力和剪应变越来越小.无橡胶层保护的GFRP隔震支座的水平刚度变化幅度小于有橡胶层保护的GFRP隔震支座的水平刚度变化幅度,极限水平刚度的压应力和剪应变更小.采用最小二乘法对其水平刚度变化进行分析并给出衰减曲线和衰减函数,水平刚度的变化趋势基本符合二次多项式规律.     

新型纤维增强工程塑料板夹层橡胶隔震支座力学性能试验研究

本文研究开发了一种适用于经济欠发达地区的低造价新型隔震装置———纤维增强工程塑料板夹层橡胶隔震支座(SFRPB)。这种新型隔震支座选用不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料板代替普通叠层橡胶隔震支座中的钢板,使之具有重量轻,造价低,性能好,隔震效果明显,运输和施工安装方便的优点。本文对SFRPB支座进行了压缩特性、极限压缩性能、剪切特性、剪切应变相关性及轴向面压相关性等力学性能试验。研究表明:不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料板满足隔震支座对加劲材料力学性能的要求,可作为加劲板替代普通叠层橡胶隔震支座中的钢板。SFRPB支座性能稳定,竖向刚度远大于水平向刚度,是一种理想的隔震装置。     

实时往复大变形下铅芯橡胶隔震支座力学性能试验研究

针对铅芯橡胶隔震支座在大变形多次实时往复荷载下力学性能退化问题,采用足尺铅芯橡胶隔震支座,通过高速压剪试验设备,对铅芯橡胶隔震支座进行了基本竖向力学性能试验、基本水平力学性能试验、多次不同大变形下实时加载水平力学性能试验,试验结果显示：铅芯橡胶隔震支座在实时往复多次大变形下,随着加载圈数的增加,隔震支座屈服力急剧下降,支座耗能能力降低,到试验结束时屈服力平均下降46.1%,加载圈数对屈服后刚度影响相对较小;实时往复大变形下测得的铅芯橡胶隔震支座屈服力在第2圈以后均小于采用国家标准试验方法得到的屈服力,试验结束时屈服力小于国家标准测到屈服力的43.8%,国家标准试验方法测得的屈服力与实际地震下铅芯橡胶隔震支座的屈服力相比偏小;铅芯橡胶隔震支座实时多次往复变形对其竖向刚度基本没有影响;铅芯橡胶隔震支座在实时往复大变形试验时其力学性能退化,静置一段时间后,其性能基本又恢复到实时往复大变形试验前的状态。     

粘贴碳纤维布(CFRP)钢筋混凝土偏压柱试验研究

通过 2 3根粘贴碳纤维布 (CFRP)钢筋混凝土偏压柱及其对比柱在单调荷载作用下的试验研究 ,比较分析了CFRP加固前后偏压柱的承载力、延性及破坏形态。试验结果表明 ,在偏压柱的受拉面纵向粘贴CFRP可以较大地提高偏压柱的承载力 ,但不能改善柱子的延性 ;横向粘贴CFRP能显著地改善偏压柱的延性 ,柱的承载力也有所提高 ;纵、横向混合粘贴CFRP的加固效果最好 ,柱的承载力和延性均有较大提高。此外 ,根据试验结果的分析 ,提出了纵向粘贴CFRP的偏压柱的正截面承载力计算方法 ,计算结果与试验结果吻合良好。     

薄壁钢板组合PEC柱(强轴)滞回性能试验研究

目前我国规范关于PEC组合柱构件及由此组成的结构体系方面的有关内容还基本空白,通过了解国际上在PEC组合柱研究领域的现状,对3个变化混凝土强度等级和拉结筋间距的薄壁钢板组合截面PEC柱足尺试件在恒定轴压下进行水平循环荷载的滞回性能试验。观测记录各个试件加载阶段的薄壁钢板组合截面翼缘的局部屈曲和混凝土裂缝开裂与压溃现象,得到构件的荷载-位移滞回曲线。根据试验结果分析构件的承载力、抗侧刚度、构件的抗震延性和破坏模式等力学性能。结果表明:试验试件具有较好的变形能力和耗散地震能的双重功效;构件的破坏模式为薄壁钢板组合截面翼缘发生局部屈曲,随之柱脚部位混凝土压溃和拉结筋屈服甚至拉断。研究进一步丰富了PEC柱研究成果,为PEC组合柱组成的结构体系规范制订和工程应用提供了合理的理论依据。     

长周期地震动下软土地基的偏心基础隔震结构振动台试验研究

远场长周期地震动使基础隔震结构地震响应强烈,且软土地基-结构相互作用（SSI效应）使隔震结构地震响应更大,而偏心基础隔震结构在双向水平地震作用下将发生扭转效应,极易导致隔震层位移增加。为研究远场长周期地震动下软土地基SSI效应对偏心基础隔震结构地震响应规律及减震效果的影响,对高宽比为3的4层荷载偏心钢结构缩尺模型进行刚性、软土地基上的双向振动台试验。结果表明:软土地基上结构采用隔震技术后,周期延长比低于刚性地基结构体系,使减震效果下降;SSI效应在一定程度上会降低结构层间扭转响应,但在隔震层会出现较大扭转角;与普通地震动相比,远场长周期地震动下SSI效应对隔震结构响应影响程度更大,隔震层位移可能超限,总体减震效果较差。建议为保证软土地基上基础隔震结构的安全,应考虑SSI效应后进行结构设计,且远场长周期地震动的不利影响不可忽视。     

矩形钢管混凝土斜(扭)柱施工阶段钢管侧壁压力试验研究

介绍矩形钢管永久模板混凝土斜(扭)柱混凝土泵送顶升施工过程中对钢管侧压力的测试情况,并对测试结果做了分析,总结了在泵送顶升施工过程中对钢管侧壁的最大动态侧压力公式,并用于指导现场施工。     

单向荷载下带PEC柱的钢板剪力墙结构试验研究

为了改进传统薄钢板剪力墙边缘柱受附加弯矩易失效的不足,将部分外包混凝土(PEC)组合柱引入传统钢板剪力墙结构中,形成带PEC柱的钢板剪力墙体系,以充分发挥结构的抗震性能。本文进行了带PEC柱的钢板剪力墙的单向加载试验研究,讨论了带PEC柱的钢板剪力墙和带H型钢柱的钢板剪力墙的承载能力、延性、应力分布和变形发展情况。研究表明,带PEC柱的钢板剪力墙能够保证薄钢板塑性的充分发展,具有较大的初始刚度和承载力,拥有良好的延性和抗侧刚度,PEC柱有效地锚固了内嵌薄钢板并使结构产生拉力带,充分发挥了钢板剪力墙的耗能作用,对提升钢板剪力墙的抗震性能有重要作用。     

FRP-圆钢管混凝土柱受剪性能试验研究

通过12根FRP-圆钢管混凝土试件和1根圆钢管混凝土对比试件的抗剪试验,研究环向包裹FRP布时圆钢管混凝土柱的受剪性能,分析了剪跨比、轴压比、含钢率、混凝土强度、FRP布层数等对FRP-圆钢管混凝土柱受剪性能的影响。研究结果表明,从开始加载至FRP布断裂,FRP布和钢管保持协同工作,FRP-圆钢管混凝土柱具有良好的变形能力。剪跨比和含钢率显著影响FRP-圆钢管混凝土柱的受剪承载力,FRP-圆钢管混凝土柱受剪承载力随剪跨比的增大而减小,随含钢率的增大而增大。增加FRP布层数、提高混凝土强度和增大轴压比均可小幅度提高FRP-圆钢管混凝土柱的受剪承载力。在试验研究的基础上,提出了FRP-圆钢管混凝土柱受剪承载力计算式,得出的计算结果与试验结果吻合较好。     

交互屈曲下焊接RHS柱的抗压强度预测

对由6.0mm厚、屈服强度为315 MPa的钢板焊接而成的矩形中空截面(RHS)柱进行一系列抗压试验。在局部屈曲与整体屈曲的非线性交互作用下,对焊接RHS抗压构件的极限强度和性能进行了试验研究和理论分析。压缩试验结果表明:局部屈曲与整体屈曲的交互作用对焊接RHS柱的极限强度有着显著的不利影响。基于压缩试验结果,给出用于焊接RHS柱强度设计的直接强度法(DSM)建议公式。研究结果证实,基于美国钢结构协会(AISC)或欧洲规范3(EC3)柱曲线的DSM方法,能够正确预测焊接RHS柱同时或几乎同时出现局部屈曲和整体屈曲时的极限强度。     

长期持续荷载下中空钢管混凝土(CFDST)柱的研究

给出了一组长期持续荷载下中空钢管混凝土(CFDST)柱的试验结果。试验包括两个阶段:长期正常使用阶段的试验和极限强度试验。给出了长期持续荷载下CFDST柱的数值模型。数值结果与试验结果吻合很好。另外,详细分析了CFDST柱的长期性能。最后,给出了计算长期持续荷载下CFDST柱的极限强度的简化方程。     

反复荷载下型钢再生混凝土柱抗震性能试验研究

为研究型钢再生混凝土柱的破坏形态和抗震性能,对10个不同剪跨比、再生粗骨料取代率、轴压比、体积配箍率的型钢再生混凝土柱进行低周反复荷载试验,观察其受力过程及破坏形态,分析不同设计参数对荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性、耗能能力及刚度退化等力学性能的影响。试验研究结果表明:型钢再生混凝土柱的主要破坏形态为剪切斜压破坏、弯剪破坏以及弯曲型破坏,破坏形态与剪跨比有关;滞回曲线大多呈梭形且较为饱满,说明型钢再生混凝土柱具有较好的延性及耗能能力;取代率对试件承载力影响不明显,延性及耗能能力随取代率的增加而有所降低;随着轴压比的增大,试件承载力有一定提高,但其衰减加快,且延性及耗能能力降低;增大体积配箍率时,试件承载力增大不明显,但延性及耗能能力显著提高。总体上看,型钢再生混凝土柱具有较好的抗震性能,可以通过合理的设计将其应用于抗震结构中。     

不同加载方式下的PEC柱(强轴)抗震性能试验研究

基于现阶段关于PEC柱抗震性能方面研究的不足.以轴压比、钢材等级及加载方式为参数,设计制作了 8个PEC柱1:3缩尺模型并完成了低周往复加载试验.分析了试件的破坏形态、滞回耗能、承载能力、延性性能、强度退化、刚度退化等力学性能,研究结果表明:试件破坏形态为压弯破坏,滞回曲线基本呈对称的饱满梭形,具有良好的塑性变形及耗能...     

新型梁柱-板柱组合结构(住宅)体系的试验研究

新型梁柱———板柱组合结构(住宅)体系是指为适应现代住宅的大空间、灵活隔断的要求,住宅部分采用外为梁柱框架内为无柱帽的板柱结构,当有公建部分的多功能要求时,底部可采用梁柱框架结构的体系。对本体系探讨了设计理论和方法,进行了系列试验和工程试点。在此仅对系列试验进行综合分析,包括2个12层及1个9层模型振动台试验、4个有填充墙框架的抗震试验、10个设有抗冲切元件并受不平衡弯矩作用的大型板柱节点试验以及对试点工程的现场实测。试验表明,该体系建筑功能好,实为梁柱-板柱-剪力墙体系,可考虑填充墙的作用,抗震性能优良;板柱节点的设计可采用空间拉杆拱模型;板柱节点设置锚栓抗冲切元件时,锚栓均参与工作,可实现破坏面的外延,使板厚由受弯控制。     

9层(带转换层)钢筋混凝土异形柱框架结构模型振动台试验研究

异形柱框架结构具有室内无突出棱角、增加使用面积等优点,当配合轻质墙体材料使用时,还可节约耕地、减轻建筑物自重。但还存在着对其整体抗震能力的怀疑。为此,结合实际工程进行了9层(带转换层)的钢筋混凝土异形柱框架结构模型的振动台试验。对试验结果进行分析并提出一些设计建议。本文认为:经精心设计的异形柱框架结构能满足7度地震区的抗震设防要求。