浅谈剪跨比对框架柱抗震性能的影响

根据大型火电厂框架柱的特点,针对GB50010-2002《混凝土结构设计规范》所推广的HRB400级高强钢筋,对配置高强钢筋的混凝土框架柱进行试验研究,为高强钢筋在火电厂的建设中的应用提供试验依据。以剪跨比作为实验参数,设计3根剪跨比分别我1.5、2.9、5的配置高强钢筋的混凝土柱,进行低周反复荷载试验,绘制了滞回曲线、骨架线、钢筋应变曲线等图形。计算了延性系数、等效粘滞阻尼系数等指标,分析研究剪跨比对混凝土柱抗震性能的影响。     

型钢超高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究型钢超高强混凝土柱的抗震性能,开展了27根型钢超高强混凝土柱试件的低周反复加载试验。试件设计参数为剪跨比、轴压力水平、配箍、型钢和栓钉配置情况。针对不同设计参数的试件的破坏特征、滞回曲线、水平承载力、耗能能力及变形能力、承载力及刚度退化等进行了分析,得到了各设计参数的影响规律。试验结果表明：型钢超高强混凝土柱的滞回曲线饱满且较稳定;剪跨比较大、轴压比较低、箍筋有效约束指标较大、配置H型或十字型钢的试件具有更好的抗震性能;型钢在箍筋约束效果较好时,能更充分地发挥提高柱抗震性能的作用;通过配置高强度八边形复合箍筋,能有效避免型钢超高强混凝土短柱发生脆性剪切破坏,使得其最终破坏形态为弯曲破坏,从而改善其抗震性能;配置栓钉能提高柱的抗震性能,且当柱的变形能力较强时效果更明显;试验轴压比为0.38或0.45的试件仍具有较强的耗能能力和变形能力,即型钢超高强混凝土柱具有较好的抗震性能。     

型钢超高强混凝土框架柱抗震构造措施研究

为研究型钢超高强混凝土(SRHC)框架柱的抗震性能和抗震构造措施,开展24个SRHC框架柱的低周反复加载试验。首先,根据试验结果分析了不同试验参数(包括剪跨比、轴压力水平以及型钢和箍筋的配置)对SRHC框架柱的破坏形态、滞回性能和变形能力的影响;其次,在此基础上结合试验数据分析提出了SRHC框架柱的抗震构造措施,包括不同抗震等级时的轴压比限值和箍筋加密区的最小配箍要求,箍筋加密区长度及最小含钢率。     

型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架抗震性能试验研究

完成两榀型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架水平低周反复荷载试验,考察这类框架的滞回特性、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、残余变形、破坏形态等抗震性能,并采用OpenSees软件对两榀框架进行滞回模拟分析。考察柱长细比、轴压比、柱含钢率、梁内型钢截面抵抗矩、梁配筋率及预应力度等参数对框架骨架曲线的影响。研究结果表明,此类框架具有优良的抗震性能,为其在抗震区的推广使用提供了参考依据。     

钢骨超高强混凝土框架柱抗震性能的试验研究

通过试验,研究在较高轴压比条件下钢骨超高强混凝土柱的抗震性能。制作了13根剪跨比为2.75的钢骨超高强混凝土柱试件,其强度为94.9～105.4 MPa。设计时主要考虑轴压比、配箍率等因素对试件抗震性能的影响。在低周反复周期荷载作用下,试件的破坏形态是以弯曲破坏为主的弯剪破坏。根据采集的荷载、位移等数据,绘制出试件的滞回曲线和骨架曲线,并据此计算了试件的位移延性系数。试验表明,随着轴压比提高,试件的延性表现得越来越差;而较高配箍率可在一定程度上使延性得到改善。根据试验结果,提出了满足一定抗震位移延性要求的钢骨超高强混凝土柱轴压比限值和柱箍筋加密区最小配箍率的建议值,从而为工程设计提供参考。     

型钢混凝土框架柱受剪性能分析

通过对型钢混凝土柱中型钢和混凝土共同工作情况下柱受剪机理的分析,提出了型钢混凝土柱的受剪计算公式并指出了型钢混凝土柱受剪破坏与混凝土柱受剪破坏的不同之处;分析了对型钢混凝土抗剪性能有所影响的配箍率、剪跨比等因素.     

钢骨超高强混凝土柱-钢骨普通混凝土梁组合框架抗震性能试验研究

为研究钢骨超高强混凝土柱-钢骨普通混凝土梁组合框架的抗震性能,按1/4缩尺比例制作了两个两跨三层框架模型试件,其中一个为钢骨普通强度混凝土框架模型对比试件。通过低周反复荷载试验,研究了两个框架模型试件的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、水平承载力、位移延性、耗能能力、承载力退化和刚度退化等抗震性能,并进行了对比分析。试验结果表明:在试验轴压比为0.38时,二者均能实现梁铰破坏机制,荷载-位移滞回曲线均较饱满,两框架的整体及各层间位移延性系数均大于3.0,具有良好的延性;在承载能力、位移延性、耗能能力、承载力退化和刚度退化等方面,组合框架优于钢骨普通强度混凝土框架,表明在超高强混凝土中通过合理地配置钢骨和高强箍筋,既能充分发挥其高强抗压性能,提高承载能力,又能改善其脆性,增强构件延性,从而提高框架结构体系的抗震性能。     

钢骨超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点滞回性能的有限元分析

基于钢骨超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点滞回性能的试验结果,运用大型通用有限元软件ANSYS的二次开发语言APDL建立框架节点有限元分析模型,进行节点试件裂缝分布、滞回曲线、骨架曲线以及承载力的分析,并与试验结果进行了对比。研究结果表明;在加载初期,有限元模型所得滞回曲线以及骨架曲线与试验实测结果吻合较好;由于有限元模型忽略各种初始缺陷,在达到试验所得的屈服位移后,有限元模型所得结果与试验结果存在一定偏差,但是总体上有限元模型较好地反映出钢骨超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点的滞回性能。     

型钢高强混凝土框架柱抗震性能试验研究

基于16个型钢高强混凝土(SRHSC)框架柱试件的低周反复加载试验,对其抗震性能进行了研究。试件设计参数为剪跨比、轴压比、混凝土强度、含钢率和配箍率。对不同设计参数试件的受力特点、破坏形态、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、位移延性等主要抗震性能指标进行了分析,得到了试件耗能指标、位移延性与诸设计参数之间的关系曲线。试验结果表明：试件荷载-位移滞回曲线饱满,下降段较为平缓,其他各项抗震性能指标较为优异,总体上表现出良好的抗震性能;混凝土强度等级超过C100的SRHSC框架柱的承载力优势明显,但由于高强混凝土的脆性导致其耗能能力及延性较普通型钢混凝土框架柱稍差;试件剪跨比、含钢率以及配箍率的提高能够增强其抗震性能,而混凝土强度、轴压比的提高将降低其抗震性能。     

钢筋混凝土框架强柱弱梁抗震措施的试验研究

针对历次震害中钢筋混凝土框架结构的梁柱节点容易破坏的问题,本文进行了4个足尺框架梁柱组合节点试件的低周反复荷载试验。重点研究了不同柱梁强度比值对钢筋混凝土框架抗震性能的影响。结果表明,提高柱梁抗弯强度比值可以更好地保证梁端率先出现塑性铰,有效减小节点核心区和柱端的破坏程度,进而提高水平地震作用中框架节点的延性。     

预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土叠合柱框架节点抗震性能试验研究

为研究预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土叠合柱框架节点的抗震性能和破坏机理,开展了3个施加预应力及1个未施加预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土叠合柱组合框架节点在柱顶水平荷载下的低周往复加载试验,考察了组合框架节点在不同预应力水平和轴压比下的破坏过程及破坏形态,研究了节点的承载力、刚度、延性、耗能能力及变形性能,分析了节点核心区箍筋和钢管、梁端纵筋和型钢翼缘、以及柱端纵筋和钢管的应变变化规律。研究结果表明:预应力节点试件均发生梁端先受弯破坏、核心区后剪切破坏的混合破坏模式,而非预应力节点试件仅发生了梁端弯曲破坏;组合框架节点水平荷载-位移滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力和延性;预应力水平的增加能延缓梁受拉区裂缝的产生,并提高了节点试件的水平承载力;轴压比对节点试件水平承载力的影响有限,但会在一定程度上降低节点试件的延性和耗能能力;预应力水平和轴压比的增加均降低了节点核心区的剪切变形。研究结果可为此类新型结构在地震区的推广应用提供技术支撑。     

无黏结预应力型钢混凝土梁-型钢混凝土柱框架抗震性能研究

为研究无黏结预应力型钢混凝土(UPSRC)结构的抗震性能,对1榀由UPSRC梁和型钢混凝土(SRC)柱构成的8.2 m跨长框架进行了水平反复加载试验。根据已有文献中普通SRC及有黏结预应力型钢混凝土(BPSRC)框架的试验结果,对比研究了UPSRC框架的破坏机制、刚度退化、能量耗散以及残余变形等抗震特性。结果表明：水平反复荷载作用下UPSRC框架在梁端及柱底位置形成塑性铰,以截面受弯破坏为主;达到80%的峰值荷载设计值后卸载,梁端预应力布置侧的裂缝均基本闭合;UPSRC框架的耗能能力和变形恢复能力介于SRC框架和BPSRC框架之间,SRC框架耗能能力最强,而BPSRC框架自恢复能力最优。另外,设计了4个分别采用UPSRC、BPSRC、SRC及普通无黏结预应力混凝土(UPC)梁的两跨三层平面框架模型,且各梁按受弯承载力相近原则设计。其中,UPSRC梁的总含钢量高于UPC梁的,但低于SRC梁的。利用OpenSEES程序对4个模型进行动力时程分析,对比发现,各框架中梁的总用钢量越大,梁端的损伤程度会降低,但相应的柱端损伤更严重。     

空腹桁架式型钢混凝土框架柱抗震性能的试验

为了研究空腹桁架式钢骨型钢混凝土框架柱的抗震性能和抗震设计方法,对5根空腹桁架式型钢混凝土框架柱和2根普通钢筋混凝土框架柱进行往复加载对比试验。试验结果表明:空腹桁架式型钢混凝土框架柱具有良好的延性和耗能能力。通过与钢筋混凝土框架柱的比较并利用现行设计规范的有关规定,给出空腹桁架式型钢混凝土框架柱的抗震设计建议。     

轴压比对空腹式型钢混凝土柱抗震性能的影响

为研究轴压比对空腹式型钢混凝土柱（SRC）抗震性能的影响,选取已有文献的试验结果,结合ABAQUS有限元分析软件进行了模拟计算及验证,并在吻合结果较好的模型基础上进行了应力分析和19个试件的参数分析,分析轴压比对其抗震性能的影响和研究该种组合柱的轴压比限值。结果表明,所建立的有限元模型在滞回曲线和破坏形态上较好地与试验结果吻合;空腹式SRC柱承受水平荷载时缀板和角钢均达到了屈服,发挥其作用;随着轴压比的增大,试件的抗剪承载力先增大后减小,在轴压比为0.3时达到最大值,提高了8.9%,而延性随轴压比增大而降低,基于规范要求延性>3的规定,建议空腹式型钢混凝土柱的轴压比限值≤0.55。     

型钢混凝土柱抗震性能影响因素研究

在我国社会市场经济快速发展的背景下,工程建筑产业逐渐成为推动我国城镇化建设,提升国民生活品质,实现社会主义现代化建设的中坚力量,其抗震性能好坏影响着工程建筑的整体质量,直接关系到国民生命财产安全。因此通过对型钢混凝土柱抗震性能进行深入的研究,以此探寻出能够有效提升混凝土柱抗震性能的方法及策略。     

RC梁-钢管混凝土柱单跨框架抗震性能试验研究

为了探讨钢筋混凝土(RC)梁-钢管混凝土柱框架的抗震性能,进行一榀单跨两层RC梁-钢管混凝土柱框架的拟静力试验,对结构的破坏形态、破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、耗能能力等性能进行了研究。试验结果表明:RC梁-钢管混凝土柱框架滞回曲线比较饱满;框架在低周反复荷载下,承载力较高,变形能力和耗能能力较强;正向和反向的位移延性系数分别达到9.5和6.8;在反复荷载作用下,框架的水平刚度(割线刚度)随着位移循环次数的增加而降低,模型框架的割线刚度在荷载达到最大后下降变缓;框架的强度随着位移的循环次数的增加降低不大;当梁端出现塑性铰时钢管工作状态良好。     

型钢混凝土异形柱框架节点抗震性能试验研究

为研究型钢混凝土(SRC)异形柱框架节点的破坏特征和抗震性能,进行了9个中间层边节点、4个角节点和4个中节点的低周反复荷载试验。观察了各类型节点的受力过程及破坏形态,并分析了试件的荷载-位移滞回曲线、承载能力、层间位移角和延性以及耗能能力等力学特性。结果表明:SRC异形柱框架节点的典型破坏形态是节点核心区剪切斜压破坏和梁端弯剪破坏;滞回曲线饱满,层间位移角延性系数及位移延性系数介于1.80~5.63,弹塑性极限层间位移角约为1/67~1/28,等效粘滞阻尼系数介于0.150~0.294,破坏时节点核心区的剪切角约为0.03~0.04。并给出了节点设计建议。     

损伤型钢混凝土异形柱框架抗震性能试验研究

为研究损伤型钢混凝土(SRC)异形柱框架的抗震性能,对1榀两跨三层的框架模型进行拟动力试验,分析该结构在水平地震作用下的动力响应、滞回特性、刚度等性能。结果表明:损伤SRC异形柱框架再次遭受地震作用时,首先从损伤严重的部位开始破坏;滞回曲线较为饱满,具有一定的承载能力、耗能能力和抗倒塌能力;刚度较小,当地震作用不大时层间变形较大。损伤指标不大于0.8的SRC异形柱框架,能够承受8度基本烈度的地震作用而不发生倒塌。研究可为SRC异形柱框架的工程应用提供参考。     

PEC柱型钢梁顶底角钢连接框架抗震性能研究

为了深入研究PEC柱型钢梁顶底角钢连接框架的抗震性能,以角钢螺栓边距和轴压比为变量,首先通过低周反复荷载拟静力试验分析影响框架的抗震性能指标,研究发现:增大轴压比能显著提高框架承载力,减小角钢螺栓边距可以明显改善框架初始刚度和减缓框架屈服后刚度退化;然后借助ABAQUS软件模拟分析试验试件的承载能力和破坏形态,结果表明:骨架曲线的发展趋势及破坏形态与试验所得结果吻合较好,从而验证了试验分析的可靠性;最后得出此类框架抗震性能好的结论。     

钢骨超高强混凝土短柱抗震性能数值模拟

采用大型有限元通用软件ANSYS,对9根钢骨超高强混凝土短柱建立了有限元模型,进行了在低周反复荷载作用下的试验全过程非线性数值模拟。得出了不同配箍率,轴压比系数下结构的破坏特征,应力应变结果,裂缝情况及滞回曲线,并与试验值做对比,吻合较好。