3层钢筋混凝土框架结构反复加载试验分析

以2榀3层单跨混凝土框架结构为研究对象,通过低周反复加载试验,分别从试验现象、破坏特征、滞回曲线和变形性能等方面进行了描述和分析。分析结果表明,3层混凝土框架结构具有良好的抗震性能。此外,还利用自编的框架结构非线性分析程序,对试件进行了骨架曲线的计算分析,结果与试验吻合较好;通过改变某些参数,计算了试验未研究的一些情况,为3层框架结构的分析提供了有用的结论。     

再生混凝土框架结构滞回性能研究

以1∶4缩尺的6层再生混凝土空间框架结构模型为研究对象,完成了再生混凝土框架结构试验模型的振动台试验。基于再生混凝土框架结构动力试验,分析了随着台面输入地震波加速度幅值的不断增大再生混凝土框架结构滞回曲线的变化规律以及模型抗侧移刚度的退化规律,评估了输入不同地震波时结构的耗能。通过对试验模型结构整体和各层间滞回曲线分析,提出再生混凝土框架结构整体和层间能力曲线函数模型;通过能力曲线函数模型,对再生混凝土框架结构的位移延性进行评估;基于有限元数值模拟方法,比较分析了再生混凝土框架结构和普通混凝土框架的滞回特性。分析表明,再生混凝土框架结构性能与普通混凝土结构的近似,具有良好的耗能能力、位移延性和变形能力。该研究为再生混凝土结构的抗震优化设计,以及为再生混凝土制品的推广和应用提供了技术支持和理论依据。     

轻钢支撑加固混凝土框架抗震性能试验研究

设计制作了单跨2层钢筋混凝土框架和采用轻钢压型钢板加固的单跨2层钢筋混凝土框架各一榀,分别对两榀框架进行低周反复荷载作用试验,分析破坏现象、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能及轻钢压型钢板加固混凝土框架的有效性。采用SAP 2000有限元软件对试验框架进行Pushover分析,并与试验结果进行对比。研究表明:采用轻钢支撑加固混凝土框架结构可以显著提高结构的抗震性能,具有广泛的工程应用前景。采用SAP 2000可以有效地进行轻钢压型钢板加固的混凝土框架结构计算分析。     

预应力混凝土T形柱框架与矩形柱框架结构性能的比较研究

对预应力混凝土T形柱框架结构的非线性有限元分析进行了深入的研究后,得到了能较正确、全面描述预应力混凝土T形柱框架结构的受力及变形性能的方法。用FORTRAN90编制相应的计算程序。用该程序在计算机上进行大量的计算分析,将预应力混凝土T形柱框架结构性能与矩形柱框架结构性能进行了比较研究。得到这两种结构的优缺点。     

预应力混凝土十形柱框架与矩形柱框架结构性能的比较研究

在对预应力混凝土十形柱框架结构的非线性有限元分析方法进行了深入研究后 ,得到了能较正确、全面描述预应力混凝土十形柱框架结构工作性能的方法 ,用FORTRAN90编制得到相应的计算程序。用该程序在计算机上进行大量的计算分析 ,将预应力混凝土十形柱框架结构性能与矩形柱框架结构性能进行了比较研究 ,得到这两种结构各自的特点。     

再生混凝土框架结构受力性能非线性分析

结合再生混凝土框架结构在低周反复荷载作用下的抗震性能试验,借助于已有的钢筋混凝土非线性分析理论和有限元分析程序ANSYS,对再生混凝土框架结构的受力性能进行了非线性有限元分析。模拟计算和试验结果的比较表明,理论计算可以得到与实际试验较为吻合的结果,混凝土开裂引起的结构内力重分布和组成材料的非线性性质是结构表现非线性性能的主要因素,用已有的钢筋混凝土非线性有限元理论和ANSYS程序对再生混凝土框架结构进行受力分析是可行的。从ANSYS的模拟结果中,还可以分别获得试验过程中难以直接得到的混凝土(特别是混凝土开裂后)和钢筋的应力分布及其随侧向位移的变化曲线,模拟计算有助于更加深入地了解混凝土框架结构内部各组成部分之间的相互作用机理及其与结构整体性能之间的关系,可以为结构分析提供更为详实的信息。     

矩形钢管混凝土框架的塑性铰长度研究

为了研究矩形钢管混凝土框架的抗震性能和塑性铰长度,对四榀由方钢管混凝土柱-矩形钢管混凝土梁组成的单层单跨钢管混凝土框架结构进行了拟静力试验研究和非线性有限元分析,得到了该类框架的破坏模式、框架梁柱塑性铰的长度范围及其发生规律。研究结果表明:所有矩形钢管混凝土框架均表现出"强柱弱梁"的破坏机制,滞回曲线为较饱满的梭形,具有良好的延性性能;梁、柱端塑性铰中心出现在距离环板和加劲肋h/4~h/2的位置,塑性铰长度约为100mm。对试验研究、理论分析和数值模拟得到的塑性铰长度进行了对比,结果吻合较好,说明选用的塑性铰长度计算方法适用于矩形钢管混凝土框架。     

混凝土砌体填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为了研究砌体填充墙对钢筋混凝土框架抗震性能的影响,考虑了强框架和弱框架两种框架类型、混凝土空心砌块和混凝土实心砌块两种砌块类型,进行了4榀缩尺比例为1/2单层单跨混凝土砌体填充墙框架结构模型和2榀缩尺比例为1/2单层单跨框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验.分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚...     

半刚性连接钢管混凝土框架动力特性的非线性有限元分析

应用有限元软件ABAQUS建立半刚性连接的钢管混凝土平面框架模型,采用SPRING2单元模拟半刚性节点,节点采用具有半刚性特性的不同弯矩-转角曲线作为约束条件。对比了2层两跨半刚性框架试验的荷载-位移模拟曲线和试验曲线进行模型验证。基于验证结果,对一典型6层三跨半刚性连接的钢管混凝土框架进行了模拟,分析不同连接刚度条件对钢管混凝土组合框架的抗震性能影响。结果表明:半刚性连接对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响显著。相对于刚接,采用半刚性连接时,钢管混凝土框架结构底层剪力明显减小,低阶振型的自振周期增大,结构动力响应变化很大。     

两边连接钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架结构#br# 抗震性能研究

圆形或方形钢管混凝土柱与钢梁通过单边高强螺栓和端板组成框架,薄钢板剪力墙与钢梁采用两边连接方式,形成钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架结构。为获悉两边连接钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架的抗震性能和破坏机理,对2榀2层单跨钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架试件进行水平低周反复荷载试验,研究柱截面类型、墙梁连接方式和半刚性节点类型对该体系破坏形式和抗震性能的影响。在试验过程中观察结构的破坏特征和发展,分析滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、延性、耗能能力以及主要构件的应变规律。研究结果表明,两边连接钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架结构具有良好的滞回性能和耗能能力,其弹性刚度比纯装配式钢管混凝土框架结构提高了163.8%~249.4%,水平极限承载力提高了41.0%~97.1%。采用OpenSees程序建立钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架的非线性分析模型,通过试验结果验证计算模型的准确性,为该结构体系的理论分析提供基础。文章研究结果将有助于钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架结构的应用和推广。     

耦合框架平面外变形钢板装配式屈曲约束支撑#br# 钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为了研究双向地震作用下屈曲约束支撑（Buckling-restrained brace,BRB）钢筋混凝土框架平面内抗震性能以及BRB与钢筋混凝土框架在平面外方向的相互作用,考虑框架平面外变形、节点板平面外刚度和屈曲约束支撑外伸段平面外刚度的影响,对4个钢板装配式屈曲约束支撑钢筋混凝土框架及1个钢筋混凝土空框架进行了平面内拟静力试验研究。研究结果表明：①耦合框架平面外变形的BRB钢筋混凝土框架和无框架平面外变形的BRB钢筋混凝土框架平面内层间剪力与层间位移滞回曲线饱满稳定,具有良好的抗震性能;②框架平面外变形在一定程度上减小了钢板装配式BRB钢筋混凝土框架平面内初始水平刚度和承载力,增大了钢板装配式BRB和节点板平面外变形量;③节点板面外刚度的提高增加了框架节点平面外作用力;④钢板装配式BRB面外刚度的增加能减小自身平面外变形,减小其对钢筋混凝土框架平面外作用力。     

纤维增强混凝土耗能墙-钢筋混凝土框架结构抗震性能数值研究

在高性能纤维增强混凝土(HPFRC)耗能墙-钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能试验研究的基础上,考虑了RC框架混凝土强度等级、框架柱配筋率、框架柱截面尺寸三个因素,进行了有限元模拟分析。结果表明:建立的HPFRC耗能墙-RC框架结构有限元模型较为准确,有限元计算结果与试验结果吻合较好;随着RC框架混凝土强度等级的提升,试件各个荷载特征点的水平承载力均有所提高,但变形能力变化不大;随着框架柱配筋率和框架柱截面尺寸的增大,试件各个荷载特征点的水平承载力均明显提高,极限位移也有所增加;为了保证此类结构的抗震性能,针对RC框架混凝土强度等级、框架柱配筋率和框架柱截面尺寸,提出了可供设计参考的相关建议值。     

钢筋混凝土杆系结构的耗能机理和延性设计

在分析了地震荷载作用下结构刚度对结构破坏的影响的基础上，研究了在地震荷载作用下杆系结构的耗能机理和影响结构构件特性的各种因素，提出了框架结构延性设计的理论方法和计算公式，结合工程实例探讨了影响框架结构延性的因素（材料强度、钢筋数量、箍筋、截面轴向力、截面形状等）。最后得出结论：只有同时满足强度和延性要求并使之很好匹配的结构抗震设计才能在地震荷载下发挥其抗震作用。     

框架柱截面对结构抗震性能的影响

采用有限元分析软件SATWE对不同框架柱截面尺寸的框架结构,在地震作用下表现出来的性能进行计算分析,总结出了框架柱截面尺寸对结构体系抗震性能影响的一般规律,具有指导意义。     

屈曲约束支撑加固框架抗震性能试验研究

以两层钢筋混凝土框架为原型,按1∶2的缩尺比例设计了2榀钢筋混凝土框架。对其中1榀进行了低周反复试验,对另1榀采取屈曲约束支撑加固后进行低周反复试验。试验主要研究了原型框架和屈曲约束支撑框架的受力性能、破坏形态、滞回特性以及位移延性等,并采用Seismostruct 5.03程序对试验过程进行数值模拟分析。结果表明,屈曲约束支撑混凝土框架的抗震性能有了较好的改善。     

Effect of Heating and Cooling on Axially Restrained RC Columns with Special-Shaped Cross Section

This paper describes the performance of 12 axially restrained RC columns (four for each type of cross section, i.e., +-, T- and L-shaped cross section) under fire conditions that were recently finished in South China University of Technology. The main objective of the paper is to investigate the effect of axial restraint on RC columns during both expanding and contracting phases. The RC columns were all initially concentrically loaded and subjected to ISO834 standard fire on all sides. Axial restraints were imposed at the top of the columns to simulate the restraining effect of the rest of the whole frame. Different degrees of axial restraint were obtained by varying the length of the restraining beam. The boundary conditions of the columns were considered as fixed–fixed for all tests. It is found that restrained RC columns behave quite differently to isolated ones. No typical ‘runaway’ failure of isolated RC columns was observed in the fire test. Finally, the finite element software, SAFIR, is employed to conduct a numerical analysis of the tests.     

新型材料加固震损RC框架的动力弹塑性分析

在混凝土结构加固工程中,加大截面法被公认为是一种较为可靠的加固方法。但现今对于加大截面法加固理论的研究,大多局限于构件层面,对于结构整体层面的分析涉及很少。本文应用OpenSees有限元分析软件,采用纤维单元,对一单跨二层RC框架结构,分别进行预震损及震损加固的动力弹塑性分析,研究新型自密实混凝土材料加固RC框架结构的自身动力特性及动力响应,并与振动台模型试验结果进行对比,验证分析方法的可行性。     

带腋撑梁式转换结构地震易损性分析

针对钢筋混凝土梁式转换结构存在竖向刚度突变不利于抗震的问题,在转换层处设置了钢筋混凝土腋撑,以降低转换结构竖向刚度突变程度,改善其抗震性能。通过对普通与带腋撑钢筋混凝土转换框架结构进行增量动力分析,建立其地震易损性曲线方程,并且研究了腋撑对钢筋混凝土转换框架结构破坏机制的影响。分析结果表明,钢筋混凝土腋撑能有效地减缓转换框架结构地震反应,显著地降低转换框架结构在各个破坏状态下的超越概率。在强烈地震作用下,钢筋混凝土腋撑能有效地避免结构在首层与转换层处形成"层侧移机构"的破坏机制,防止钢筋混凝土转换框架结构发生整体或局部倒塌破坏。     

不同连接方式预制复合墙板填充墙对框架抗震性能的影响

为研究不同连接方式的预制复合墙板填充墙对钢筋混凝土(RC)框架抗震性能的影响,进行了1榀RC纯框架、1榀普通砌块填充墙RC框架及3榀连接方式不同的复合墙板填充墙RC框架的低周反复加载试验,复合墙板填充墙与框架之间的连接方式分为刚性连接、半柔性连接和柔性连接3种。通过试验分析不同连接方式的墙板填充墙对框架承载力、刚度、延性、耗能能力等的影响。试验结果表明：刚性连接复合墙板填充墙能使RC框架的抗侧刚度、水平承载力大幅提高,同时延性变差;柔性连接和半柔性连接的复合墙板填充墙RC框架的抗侧刚度、水平承载力高于砌块填充墙RC框架的,延性好于砌块填充墙RC框架;加载过程中,半柔性连接的复合墙板填充墙RC框架墙板和框架依次破坏,表现出良好的耗能能力。建议工程应用中复合墙板填充墙与框架之间采用柔性连接或半柔性连接构造方式。