酸雨腐蚀砖墙抗震性能试验及恢复力模型研究

为了研究一般大气环境下酸雨作用对砌体结构抗震性能的影响,以4榀相同特性的砖墙作为研究对象,进行了酸雨模拟加速腐蚀试验和低周反复荷载试验,考察了砖墙的抗震性能随着酸雨腐蚀循环次数增加的退化现象,得到了砖墙的荷载-位移滞回曲线。通过对比各腐蚀循环次数下的试验数据,分析并建立了砖墙构件性能的退化规律。基于Ibarra-Krawinkler滞回模型建立了不同酸雨腐蚀循环次数下砖墙的退化恢复力模型,并利用OpenSees进行模型验证。结果表明该恢复力模型能够准确的描述酸雨腐蚀下砖墙构件在反复荷载作用下材料的非线性,为酸雨环境下砌体结构地震反应分析奠定基础。     

钢筋混凝土压弯构件恢复力模型的研究

恢复力模型是描述往复荷载作用下钢筋混凝土结构弹塑性性能的基本要素,对钢筋混凝土结构抗震性能和计算机模拟有十分重要的意义.简要评述多年来国内外钢筋混凝土压弯构件恢复力模型的研究成果,分析了各种平面恢复力模型和空间恢复力模型的优缺点和存在的主要问题,介绍了恢复力模型的新发展,提出恢复力模型发展的研究建议.     

底部框架砖房理论计算分析对比研究

采用三线性考虑刚度退化恢复力模型的动力计算分析程序对两试验模型进行了时程分析,为考察底部一层框架砖房和底部两层砖房实际结构的抗震性能,采用前述动力非线性程序对两实际底部砖房原型结构进行了时程分析并对其抗震性能进行了比较研究,得出底部二层框架砖房的抗震性能要优于底部一层框架砖房的结论。     

密肋复合墙体受力机理及抗震性能试验研究

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件,其受力特点与抗震性能不同于普通的混凝土构件,是密肋壁板结构体系计算理论与设计方法研究的基础核心。本文通过对密肋复合墙体在水平低周反复荷载作用下的试验研究,介绍墙体的主要破坏形态和破坏过程;分析墙体的受力特点;探讨墙体的承载能力、延性、耗能等抗震性能;提出墙体的恢复力模型。试验结果表明:墙体的破坏模式主要分为剪切型破坏、弯曲型破坏、剪切滑移型破坏、复合型破坏,其中剪切型破坏属于密肋复合墙体合理的破坏模式;墙体的破坏过程大体可分为弹性阶段、弹塑性阶段、破坏阶段,其对应不同的力学模型;墙体中肋梁、肋柱与内部填充砌块、墙板与外框具有良好的共同工作特性;墙体的恢复力模型可以采用退化四线型。研究表明:密肋复合墙体是一种轻质、高强、节能、抗震性能良好的结构受力构件。     

考虑动力损伤退化的钢筋混凝土柱恢复力模型

基于16根钢筋混凝土柱的静力和动力循环往复加载试验,研究了动力效应对柱抗震性能的影响。依据修正Park-Ang损伤指标建立的静力和动力损伤指标,能够兼顾考虑最大位移与循环加载次数对柱损伤退化指标的影响。分别建立静力和动力加载下性能退化参数与相应位移比、损伤指标之间的关系,并结合建构的动力退化函数,提出能够反映滞回曲线的负刚度段、循环退化效应以及捏缩效应的钢筋混凝土柱动力恢复力模型。与试验数据对比的结果表明,提出的宏观力学模型可以有效模拟静力和动力加载情况下钢筋混凝土柱的滞回特性,且动力恢复力模型相比于静力恢复力模型能够更好地刻画钢筋混凝土柱在地震应变率作用下的力学性能。文中建立的恢复力模型及方法可为钢筋混凝土结构的抗震分析提供理论参考。     

考虑损伤效应的钢管转换柱抗震性能试验研究与理论模型

为研究传统风格建筑钢结构转换柱连接的抗震性能及其恢复力特性,对不同上柱长细比（8.9和12.5）与轴压比（0.2和0.4）的4个钢管转换柱连接进行了低周往复加载试验,记录并分析了其受力过程和破坏形态。试验结果表明：随着轴压比和矩形钢管长细比的增大,转换柱连接的P-Δ效应加剧,构件的承载力逐渐降低。通过理论计算提出骨架曲线特征点计算式,得到理想双折线骨架曲线恢复力模型。同时,考虑累积耗能与变形对构件性能退化的影响,引入一个适用于传统风格建筑转换柱连接的损伤模型,确定了柱连接构件在每次滞回循环后的累积损伤指数,基于试验拟合结果定量描述其卸载刚度等力学性能指标的退化规律。最终给出转换柱连接构件在各受力阶段具体的滞回规则,得到考虑损伤效应的传统风格建筑钢转换柱连接的恢复力模型。经比较,所建议的考虑损伤效应的恢复力模型与试验结果吻合程度较高,能够很好地描述传统风格建筑钢转换柱连接在低周反复荷载作用下的受力特征与滞回特性。     

钢管混凝土柱恢复力模型研究

为了研究构件在地震中的受力性能及受力全过程,必须对结构进行弹塑性时程分析,而恢复力模型是弹塑性时程分析的基础。简要介绍国内外常见的恢复力模型,并提出包含骨架曲线模型、滞回规则、刚度退化规律的三线型恢复力模型,经验证与试验结果吻合较好,可以用于钢管混凝土柱的弹塑性动力反应分析。     

基于ABAQUS损伤塑性模型的越层柱抗震性能研究

结构抗震设计中,越层柱通常被视为薄弱部位,往往按照经验对其进行加强处理,缺乏可靠的理论指导。采用ABAQUS软件建立了越层柱结构的有限元模型,基于简化的混凝土损伤塑性模型,进行了静力弹塑性分析(Pushover方法)和弹塑性时程分析,模拟了构件在水平静力荷载和水平地震作用下的性能劣化,主要从构件的层间位移角变化和损伤破坏等级两方面来探讨普通柱与越层柱的抗震性能,对比分析了越层柱结构加强前后的抗震性能。研究表明,越层柱的抗震性能优于普通柱,抗震设计中,若有必要对含有越层柱的结构进行加强处理,建议重点考虑对普通柱构件适当加强。     

考虑地震损伤的RC框架构件滞回模型研究

工程结构抗震性能评估的关键点在于合理确定计算模型,震损结构较新建结构而言力学性能产生退化现象,同时滞回模型也随之发生变化。基于不同震损状态下的钢筋混凝土构件数值计算模型,从美国太平洋地震工程研究中心试验数据库中选取97个构件的低周反复加载试验数据,采用非线性回归分析方法进行拟合,考虑轴压比、剪跨比等因素的影响,建立构件损伤程度与剩余强度和剩余刚度的定量拟合关系式,给出震损结构构件滞回模型的确定方法与验证方法;通过试验数据和算例分析对震损滞回模型合理性和必要性进行验证。分析结果表明:通过本文方法确定的考虑地震损伤的滞回模型合理且必要,可为后续震损结构的抗震性能评估提供参考。     

一种减震器粘弹性本构模型的建立

减震器是一个橡胶和铁件的复合构件,钢铁材料本构单一,所以减震器的本构模型主要与橡胶有关,先分析得出橡胶材料的本构模型;之后通过实验研究出减震器在循环荷载作用下的变形力学行为,研究滞回性能;通过减震器在低周反复荷载作用下的滞回性能、骨架曲线与恢复力模型、承载能力、刚度退化、耗能能力等抗震性能,得出符合本减震器的本构模型,...     

钢筋混凝土剪力墙滞回分析模型比较分析

分别基于三维实体单元模型、纤维单元模型、弯剪分析模型和构件恢复力模型,对2个钢筋混凝土剪力墙试件进行了滞回性能的模拟分析。考虑了试件的弯曲与剪切破坏形态,并将各模型模拟得到的剪力墙滞回曲线与试验结果进行了对比。结果表明,三维实体单元模型模拟得到的滞回曲线在达到极限荷载前与试验结果吻合良好;纤维单元模型可有效模拟弯曲破坏的剪力墙试件,但对剪切破坏的剪力墙试件模拟效果较差;弯剪分析模型和构件恢复力模型可较好地模拟分析弯曲或剪切破坏剪力墙试件的滞回性能。研究可为钢筋混凝土剪力墙结构的抗震分析和设计提供参考。     

钢框架梁柱节点恢复力模型的研究

为了研究高层钢结构梁柱节点的抗震性能 ,对钢框架节点在低周反复荷载作用下的性能进行了足尺模型试验研究。在试验研究的基础上 ,考虑了节点延性、耗能性能和强度、刚度退化等影响 ,建立了钢框架梁柱节点的恢复力模型 ,计算结果与试验结果吻合良好。建立的模型对高层钢结构的抗震设计具有较好的参考价值     

钢框架梁柱节点恢复力模型的研究

为了研究高层钢结构梁柱节点的抗震性能,对钢框架节点在低周反复荷载作用下的性能进行了足尺模型试验研究.在试验研究的基础上,考虑了节点延性、耗能性能和强度、刚度退化等影响,建立了钢框架梁柱节点的恢复力模型,计算结果与试验结果吻合良好.建立的模型对高层钢结构的抗震设计具有较好的参考价值.     

多跨连续钢梁桥的时变地震易损性研究

针对以往建立易损性曲线过程中通常忽略结构多构件老化与退化对地震响应的潜在影响这一情况,本文对考虑多构件退化的桥梁时变地震易损性进行了研究。该方法主要研究钢筋混凝土桥梁暴露于劣化环境下的地震性能,分析了除冰盐中氯化物引起的钢筋混凝土圆柱和桥梁支座多构件腐蚀退化机理,着重考虑氧化产物导致混凝土保护层开裂下的混凝土退化与氯腐蚀导致的钢筋退化,桥梁多构件退化下的地震响应可通过三维非线性动力分析获得。此外,在建立时变易损性曲线过程中,基于蒙特卡洛仿真方法,综合考虑了氯离子扩散过程、地面运动以及材料参数的不确定性。对遭受氯化物侵蚀的某一多跨连续(MSC)钢梁桥进行非线性动力分析,数值结果表明,地震作用下若考虑时变腐蚀退化,桥梁构件和系统易损性曲线均会随着时间推移而发生相应的改变,失效概率增大;与单构件腐蚀退化的时变地震易损性曲线相比,考虑多构件退化的桥梁系统时变易损性更加保守,利于工程安全。对桥梁结构进行抗震性能评估时,以上结果验证了地震灾害和环境危害相结合的重要性。     

HRB400高强钢筋混凝土柱抗震性能分析

本文通过对4个HRB400高强混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行试验研究,获得高强混凝土柱的主要破坏形态、骨架曲线和滞回曲线。考虑混凝土强度、纵向配筋率的影响,分析其对滞回特性、规则化骨架曲线、刚度退化、强度退化、延性与耗能性能的影响。研究结果表明:构件的破坏形态主要为剪切型;随着混凝土强度的提高,构件开裂后刚度衰减加快,强度退化速度加快,构件总耗能增加,抗震性能变差;由循环中滞回能量与现有的延性系数关系可知数据离散性较大。本文的抗震性能分析可供工程技术人员参考。     

内置钢板钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

设计16个内置钢板钢筋混凝土剪力墙(简称SPRCW)试件,进行低周反复加载试验研究。根据试验现象与试验数据得到的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、等效粘滞阻尼系数等参数,从强度、变形和能量等三个方面判别和评定试件的抗震性能;比较不同参数如高宽比、墙体厚度、钢板厚度等条件下试件的工作性能;研究细部构造措施如拉结筋和钢板上焊接栓钉等对于剪力墙受力破坏特征以及抗震性能方面的影响;对比SPRCW与普通钢筋混凝土剪力墙发现,钢板对于提高构件的抗震性能效果十分明显。通过对试验数据的拟合,研究了构件在地震作用下的恢复力特性,确定结构构件恢复力的计算模型,为结构非线性时程分析提供理论依据;利用试验数据拟合了内置钢板钢筋混凝土剪力墙的受剪承载力公式,可为制定该类型构件的相关规范提供参考。     

考虑刚度退化的架空直立式码头抗震性能分析

三峡水库的建成运行提高了库区诱发地震的概率,同时由于架空直立式码头在使用过程中各构件会出现退化,因此展开考虑刚度退化的架空直立式码头抗震研究是至关重要的。本文以实际工程为例,利用Ansys建立三维有限元模型,采用瞬态动力学方法对码头刚度退化过程中的三种状态进行抗震分析。结果表明,随着码头构件刚度的退化,码头结构的最大水平位移不断增加,码头结构桩、立柱的内力先增大后减小,为同类工程的设计奠定基础。     

冻融损伤钢筋混凝土柱恢复力模型研究

为研究寒冷及地震设防地区既有钢筋混凝土结构的抗震性能,对经历冻融循环作用的8根钢筋混凝土柱进行低周反复荷载试验研究。综合考虑冻融循环次数与轴压比对试件柱承载力和滞回性能的影响规律,通过理论分析与试验回归相结合的方法,提出了冻融损伤钢筋混凝土柱的三折线刚度退化骨架曲线,给出了试件柱屈服前后卸载刚度的计算式及具体的滞回规则,进而建立了冻融损伤钢筋混凝土柱“指向定点”的刚度退化三线型恢复力模型。通过试验曲线与计算曲线的对比分析表明：建议的恢复力模型预测结果较好,可为冻融环境下钢筋混凝土柱的地震反应分析提供理论依据。     

底部框架砖房试验研究及理论分析

通过底部1层框架上部4层砖房、底部2层框架上部3层砖房1/6比例模型的振动台试验,分析了这种结构的动力特性、地震反应和抗震机理。试验结果表明,底部1层框架砖房模型变形集中发生在第1层,而底部2层框架砖房模型的变形集中发生在第2层,但2个模型的最终破坏都受控于过渡层墙体的破坏。采用三线性考虑刚度退化恢复力模型对模型进行了时程分析,计算结果与试验结果基本吻合,验证了所选模型的正确性。由于配重不足等原因,使原型与模型在受力性能方面有所差异。为考察原型结构的抗震性能,对2个原型结构进行了时程分析,并对他们的抗震性能进行了比较,得出了底部2层框架砖房的抗震性能要优于底部1层框架砖房的结论。     

考虑约束混凝土本构的压扭钢骨混凝土柱非线性受力分析

为研究考虑约束混凝土本构压扭钢骨混凝土柱的抗震性能,预先通过有限元分析软件ABAQUS建立承受压扭钢骨混凝土柱构件的有限元模型,对柱试件进行水平循环加载数值模拟,以轴压比、扭矩和含钢量为试验变量,分别从滞回曲线、骨架曲线、耗能性能、延性及刚度退化方面进行分析,研究压扭型钢混凝土柱构件的抗震性能,为复合受扭试验研究奠定基础。