预应力装配加固混凝土框架结构抗震性能研究

通过对一榀预应力装配式加固混凝土框架在低周反复荷载作用下的试验,深入研究预应力装配式加固后的钢筋混凝土框架裂缝分布、破坏形态、滞回曲线及位移延性等抗震性能。并利用SAP2000有限元分析软件对试件模型进行推覆分析。结果表明:预应力装配式加固钢筋混凝土框架具有良好的抗震性能,试验极限承载力大小和塑性铰出现位置与推覆分析结果吻合较好。     

自控耗能无黏结预应力框架抗震能力的能力谱法研究

自控耗能无黏结部分预应力混凝土(UPPC)框架指的是在UPPC框架中采用折线型无黏结预应力筋,并在无黏结预应力筋转折处合理设置自控耗能元件来调减罕遇地震作用下无黏结预应力筋的应力,使得在罕遇地震作用时释放梁内部分预应力,形成梁铰耗能机制,从而形成强柱弱梁的延性框架。基于能力谱法,采用ABAQUS有限元软件对已有的两榀试验框架(普通UPPC框架KJ1和自控耗能UPPC框架KJ2)进行了地震烈度7度、8度和9度罕遇地震作用下的有限元分析。分析结果表明：在抗震设防烈度7度和8度罕遇地震下,两榀框架抗震能力基本相同;9度罕遇地震下,KJ1框架不存在性能点,即KJ1框架无法抵抗9度罕遇地震,KJ2框架的顶层位移虽然超过规范规定的钢筋混凝土框架结构弹塑性限值,但KJ2框架抗震能力仍优于KJ1框架。     

无粘结预应力装配式框架中节点抗震性能分析

利用ABAQUS软件对预应力装配式框架中节点开展了低周反复加载下的有限元模拟分析,结合无粘结预应力装配式框架中节点在低周往复荷载下的试验,利用ABAQUS通用有限元计算软件建立对应框架节点的有限元模型,进行了预制装配式框架节点有限元模拟分析,对比分析试验结果和有限元分析结果,表明有限元模拟结果与试验结果能较好的吻合,证明了有限元模拟手段具有较好的可靠性和有效性。     

外设自复位构件加固钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

针对某既有钢筋混凝土框架结构抗震加固改造项目中存在的问题,提出了采用外设装配式自复位构件对钢筋混凝土框架进行抗震加固的方法,即对既有框架梁、柱采用增大截面法加固,沿框架梁并排安装预制梁构件,预制梁内通长设置无黏结预应力筋并锚固于框架柱外侧,预制梁与框架柱之间设置耗能钢筋,使被加固框架在给定的性能设计目标下获得一定的自复位能力。为验证该方法的加固效果,设计并制作了3榀平面框架结构试件,对其进行了拟静力试验研究,其中1榀为未加固的对比试件,2榀为采用外设装配式自复位构件加固的框架试件。试验结果表明：外设装配式自复位构件加固法可以显著提高钢筋混凝土框架结构的抗震承载力和延性,耗能能力显著增强,同时,在一定层间位移角范围内,加固框架的残余变形明显小于未加固框架,震后自主复位能力显著增强。对试验进行了精细化有限元仿真分析,有限元分析结果与试验结果符合较好。该加固方法可与性能化抗震加固设计相结合,以实现基于位移的性能化加固设计需求。     

内嵌钢板钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究内嵌钢板钢筋混凝土框架结构的抗震性能,采用2层单跨1/3缩尺模型,设计1榀内嵌钢板钢筋混凝土框架试件和1榀钢筋混凝土框架对比试件。通过低周反复加载试验,研究内嵌钢板钢筋混凝土框架试件破坏机理、滞回性能、刚度退化规律、延性以及耗能能力,并与钢筋混凝土框架进行对比。试验结果表明:内嵌钢板钢筋混凝土框架的破坏机制更加合理,变形能力、抗侧刚度和承载力明显增高;在结构屈服前,梁柱无明显裂缝,钢板二层较一层变形发展充分,主应力沿对角线方向;ABAQUS有限元分析结果和试验结果吻合较好。     

基于循环微孔扩张模型的预应力预制框架节点抗震性能分析

使用ABAQUS有限元软件分析装配式预应力框架梁柱节点抗震承载力，以研究不同影响因素对节点抗弯性能的影响。确定网格与单元划分建立装配式预应力框架梁柱节点有限元模型，运用包含累积损伤作用的循环微孔扩张模型对开裂情况实行模拟，通过用户子程序把循环微孔扩张模型嵌入有限元模型中分析节点承载力；设计实际试件受力试验以验证实际环境中节点抗震承载力情况；分析箍筋与配筋率对节点抗弯性能影响。试验表明：有限元计算结果与实际试验结果接近，有限元计算节点抗震承载力研究具有实用性；在低周反复荷载作用下初始预应力越高承载力越大；在一定范围内，箍筋配筋率越高节点强度越大，装配式预应力框架梁柱的抗弯性能越好。     

超高性能混凝土连接的装配式现浇混凝土框架抗震性能

将超高性能混凝土材料(UHPC)浇筑于预制装配式框架结构的节点核心区,能有效改善预制梁、柱等构件受力钢筋的复杂连接形式,更好地应对节点核心区的复杂应力,以提高其结构的整体性及抗震性能。通过对1榀新型装配式钢筋混凝土框架和1榀整浇对比框架进行拟静力试验,对比分析二者的破坏形态、受力情况等抗震性能。试验结果表明:装配式框架节点受力钢筋连接采用短连接和搭接形式易施工且安全可靠,UHPC材料的使用有效改善了节点的受力性能,提高了框架的承载力和抗侧刚度;两榀框架的滞回曲线形状及饱满程度较为接近,位移延性和耗能能力基本处于同一水平;装配式框架的强度及刚度退化情况与整浇框架基本相似。新型预制装配式框架的抗震性能基本等同现浇水平。     

基于ABAQUS塑性损伤模型损伤因子的仿真分析

依据现行的《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)提供的混凝土单轴应力应变曲线,结合能量等价原理,推导出适用于ABAQUS软件计算中混凝土塑性损伤模型损伤因子的计算公式。通过利用ABAQUS软件对文献中一榀2层双跨钢筋混凝土框架进行非线性分析,将框架破坏时的有限元分析结果与文献试验结果进行对比,框架最后破坏现象一致;并将框架有限元分析层间位移结果和文献试验数据进行对比,吻合度较好,从而验证了文中所述混凝土塑性损伤模型中损伤因子的计算公式的可靠性,可为使用ABAQUS软件模拟钢筋混凝土结构在荷载作用下刚度退化提供参数借鉴意义。     

新型装配式高强钢筋混凝土框架节点受力性能

对2个装配式高强钢筋混凝土框架节点试件与1个现浇高强钢筋混凝土框架节点试件进行低周往复荷载试验.对比分析节点试件的破坏形态、延性及承载力等抗震性能指标和钢筋应变、连接杆应变等受力性能指标.试验结果表明：各试件节点均为核心区剪切破坏,钢纤维的加入可以有效减小核心区裂缝宽度,有效改善节点核心区破坏形态;装配式节点承载力比现浇节点有显著提高,但装配式节点的延性比现浇节点稍差;装配式节点的核心区箍筋达到屈服强度,连接杆能够充分发挥作用,装配式混凝土节点的受力性能优于整体现浇混凝土节点.运用ABAQUS对各节点试件进行有限元模拟,分析轴压比、钢筋钢板强度等级等因素对装配式高强钢筋混凝土节点受力性能的影响.钢板强度等级对节点受力性能影响较大.有限元分析结果与试验结果吻合良好,建立的模型能够用于模拟装配式混凝土节点的抗震性能.     

基于ABAQUS的带施工缝钢筋混凝土框架抗震性能研究

使用ABAQUS对试验2榀框架建立有限元模型,1榀为整浇结构(ZJ),1榀为带施工缝结构(DF)。将数值分析结果与试验结果对比,两者较好吻合可确定数值模型的正确性。对2榀框架模型进行时程分析,将位移时程、底部剪力等结果做对比分析,结果表明:在7度罕遇地震和8度多遇地震下,DF框架顶层和首层的位移峰值均大于ZJ框架;ZJ框架剪力峰值几乎均大于DF框架。由此得出施工缝的存在对框架结构抗震性能确有不利影响,在设计与施工中应加强施工缝的处理,提高其强度以降低对结构抗震性能的不利影响。