预应力与非预应力高性能混凝土梁抗震性能试验研究与有限元分析

基于预应力与非预应力高性能混凝土梁的低周反复荷载试验,对其受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、恢复力模型、变形恢复能力、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行了较为深入的研究与分析。研究表明:非预应力高性能混凝土梁具有良好的抗震性能,中等预应力度的高性能混凝土梁也具有较好的抗震性能。编制了预应力与非预应力高性能混凝土梁基于本构关系的滞回全过程非线性有限元分析程序,程序计算值与试验结果吻合良好。     

四层两跨高性能混凝土框架的抗震性能

通过低周反复荷载试验对四层两跨高性能混凝土框架的破坏形态、破坏机制、恢复力模型、变形恢复能力、位移延性、刚度退化以及耗能能力等进行了研究,并对多层多跨框架结构的最优破坏机制进行了分析。研究表明,实现逐层梁铰机制的框架具有良好的整体延性和耗能能力,框架顶点和层间位移延性系数达到4.5~8.0。编制了基于恢复力模型的滞回全过程分析程序,应用该程序对四层两跨高性能混凝土框架进行了模拟计算,计算结果与试验值吻合良好。在此基础上,对高性能混凝土框架结构基于"中震可修"的性能指标及其限值进行了初步探讨。     

预应力及非预应力型钢混凝土框架受力及抗震性能试验研究

进行了两榀预应力型钢混凝土框架和非预应力型钢混凝土框架在竖向荷载及水平低周反复荷载作用下受力与抗震性能试验研究,研究结果表明：在型钢混凝土梁中采用预应力,可以有效地控制结构裂缝宽度,改善结构的正常使用性能;梁中施加预应力没有明显改变型钢混凝土结构优良的抗震性能,预应力型钢混凝土框架低周反复加载滞回曲线饱满,抗震性能优良;在型钢混凝土梁中施加预应力,可以充分发挥型钢与混凝土等材料各自的优势。在试验研究的基础上,提出了预应力型钢混凝土框架和型钢混凝土框架的三线型恢复力模型,并利用该恢复力模型进行了预应力型钢混凝土框架和型钢混凝土框架在低周反复荷载作用下的滞回性能分析,分析结果与试验结果吻合良好。     

考虑损伤效应的型钢高强高性能混凝土框架柱恢复力模型研究

为研究型钢高强高性能混凝土框架柱的抗震特性,基于已进行的9榀型钢高强高性能混凝土框架柱低周反复加载试验结果,进一步分析了其滞回特性,并将其骨架曲线简化为带下降段的理想三折线型骨架曲线模型,给出了骨架曲线的确定方法,同时简化了滞回环。通过引入基于损伤的循环退化指数对构件在反复荷载作用下的屈服荷载、硬化刚度、卸载刚度、再加载刚度以及承载力等各项力学性能指标的退化规律进行了描述,建立了基于损伤的型钢高强高性能混凝土框架柱的恢复力模型,给出了具体的滞回规则。结合试验结果,对恢复力模型的有效性进行了验证。研究结果表明：该模型能够较好地描述型钢高强高性能混凝土框架柱在反复荷载作用下的滞回特性,研究结果可为该类结构的弹塑性时程分析提供理论参考。     

再生混凝土梁柱节点恢复力模型试验研究

通过对再生粗骨料取代率分别为0%、50%、100%的3榀框架梁柱节点进行抗震性能试验研究,分析了3种取代率下再生混凝土梁柱节点抗震性能和破坏形态,在此基础上重点研究了再生混凝土梁柱节点恢复力模型。分析试验结果发现,再生混凝土梁柱节点与普通混凝土节点破坏过程相似,均经历了初裂—通裂—极限—破坏四个阶段,通过对比分析再生混凝土梁柱节点滞回曲线和骨架曲线特征,基于试验数据拟合与理论分析计算,建立了包含不同取代率再生混凝土梁柱节点恢复力骨架曲线模型和刚度退化规律的再生混凝土梁柱节点恢复力模型。     

方钢管再生混凝土柱滞回特性的试验研究

根据6根方钢管再生混凝土柱在定常轴力和水平往复荷载作用下的试验结果,探讨了钢管壁厚、轴压比和长细比3个参数对试件滞回性能的影响。试验表明:各试件的滞回曲线形状大致相同,滞回曲线较为饱满,具有良好的抗震性能。在试验研究基础上,分析了实测滞回曲线特征,对试验结果进行回归分析,建立了恢复力模型的三折线骨架曲线方程,确定了卸载刚度、强度退化规律和恢复力模型的滞回规则,建立了方钢管再生混凝土柱水平侧向力-位移恢复力模型,试件的计算滞回曲线和骨架曲线与试验实测曲线吻合良好。     

自复位预制预应力混凝土框架结构恢复力模型研究

无粘结预应力装配式混凝土框架结构中,各构件间由预应力预压连接,该结构形式具有自复位能力强、残余变形小和损伤分布较为集中等特点。节点形式对结构整体的滞回特征有重要影响,该结构体系滞回特征显著区别于普通混凝土结构,有必要建立适用于该结构的实用的恢复力模型。本文基于ABAQUS有限元软件,建立三个单层框架结构模型,各模型节点形式为整体现浇和预应力装配式的不同组合,对结构施加水平往复荷载,比较分析了三种结构形式的恢复力特征。基于预应力装配式结构的数值分析结果,进行标准化处理及回归分析,建立了该结构恢复力性能的骨架曲线及滞回规则。通过对比恢复力模型曲线与数值分析结果,证明提出的恢复力模型能较好地模拟该类结构的恢复力特征。     

基于小波变换的再生混凝土框架试验破坏过程分析

通过一榀单跨两层再生混凝土框架结构的水平低周反复荷载试验,研究再生混凝土框架的破坏机制、滞回、内力重分布和损伤累积等特征。基于纤维模型,利用有限元软件OpenSees对再生混凝土框架试验结果进行模拟。基于小波变换理论提出可用于评价混凝土结构破损程度的损伤因子,并利用该因子对再生混凝土试验框架试件在整个拟静力试验中的损伤累积过程进行深入分析。数值模拟结果与试验结果吻合良好,两者均表明再生混凝土框架滞回曲线较丰满,具有良好的抗震性能。提出的损伤因子能够准确、有效地反映在整个破坏过程各阶段结构的损伤程度。     

防屈曲偏心支撑混凝土框架结构恢复力模型研究

对防屈曲偏心支撑混凝土框架结构(BRB frame)进行低周反复试验研究,对试验得到的滞回曲线及骨架曲线进行分析,在已有恢复力模型的基础上,简化得到了防屈曲偏心支撑框架结构的恢复力模型。通过实测滞回曲线与所建立恢复力模型的分析对比,结果表明:所建立的恢复力模型和实测滞回曲线吻合较好,该模型能够较好地描述防屈曲偏心支撑框架在反复荷载作用下的滞回特性。     

基于IDARC的型钢混凝土组合框架滞回性能理论分析

基于Park恢复力模型,对一榀由角钢混凝土柱和型钢混凝土梁组合而成的单层单跨型钢混凝土框架进行滞回全过程分析,并与试验结果对比.在此基础上对影响此类框架力学性能的主要参数进行考察.结果表明,采用平面非线性程序IDARC-2D能较好的模拟型钢混凝土框架在低周往复荷载作用下的受力全过程,为此类框架的滞回性能模拟提供了合适的方法.     

双层双跨混凝土框架结构加固后抗震性能试验研究

通过低周反复水平荷载试验对四榀双层双跨混凝土框架结构加固后的破坏形态、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较为深入系统的研究。研究表明,混凝土框架在加固后均具有良好的抗震性能。同时采用软件SeismoSoft 4.0对模型框架进行数值分析,计算结果表明,计算值与试验结果吻合较好。     

高性能混凝土框架火灾后抗震性能试验研究

对3榀火灾后和1榀未受火的高性能混凝土单层单跨框架进行了低周反复加载下的抗震性能试验研究,分析了高温火灾、混凝土强度等级对高性能混凝土框架结构破坏机制、承载力、滞回特性、延性、刚度以及耗能的影响规律,建立了相应的恢复力模型,并探讨了聚丙烯纤维(PPF)对这些性能的影响。研究表明,火灾后高性能混凝土框架结构易出现“强梁弱柱”,承载力、刚度及耗能均明显下降,仅延性有所提高,总体上抗震性能下降。混凝土强度等级低者火灾后框架结构抗震性能更低,而聚丙烯纤维对火灾后高性能混凝土框架结构抗震性能的影响需结合多种有利因素和不利因素综合考虑。     

水平低周反复荷载作用下高效预应力叠合框架抗震性能的试验研究

介绍了两榀高效预应力混凝土 (HPC)叠合框架和 1榀 (RC)整浇框架模型试验 ,并对试验结果进行了比较。分析了 HPC叠合框架在水平低周反复荷载作用下的受力特点、裂缝开展、延性指标、耗能能力及破坏形式 ,为 HPC叠合框架结构在地震区的应用提供了试验依据。     

高性能混凝土异型柱边框架抗震性能试验研究

本文在两榀不等跨异型柱边框架中,采用了掺加粉煤灰的大流动性高性能混凝土,并以变化异型柱柱肢宽厚比的方式获得不同的抗侧刚度。在低周反复荷载试验研究与对比分析基础上,得出了不同水平抗侧刚度的高性能混凝土异型柱边框架结构的水平承载能力、变形与耗能等抗震性能。研究表明:大流动性外掺粉煤灰的高性能混凝土异型柱边框架属于典型的“强柱弱梁”式结构,随着异型柱柱肢宽厚比的增加,异型柱框架结构水平抗侧刚度提高,高性能混凝土异型柱边框架的抗震性能明显改善,特别体现在屈服荷载点之后,框架结构的耗能能力有显著提高。本文的研究可供异型柱结构的抗震设计和高性能混凝土的推广作参考。     

矿渣高性能混凝土剪力墙高温后抗震性能试验研究

本文完成了3榀受高温作用后与1榀未受高温作用的矿渣高性能混凝土剪力墙在低周反复荷载作用下的抗震性能对比试验。在对试验现象与侧向变形图分析的基础上,对比研究了试件荷载-水平位移滞回曲线,荷载-水平位移骨架曲线,耗能曲线与刚度退化曲线,并对刚度退化规律进行了函数拟合,讨论了高温后矿渣高性能混凝土剪力墙的破坏机理,研究了高温作用以及掺加聚丙烯纤维对剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明,高温作用会降低矿渣高性能混凝土剪力墙的抗震能力,而掺加聚丙烯纤维可以显著提高矿渣高性能混凝土剪力墙高温后的抗震性能。     

地震作用下环带对带伸臂的框-筒结构力学性能的影响

对一60层的框架核心简结构通过改变水平伸臂、环带构件的设置情况而形成不同的结构方案,采用三维有限元分析软件ETABS进行地震作用下的动力分析,探讨地震作用下水平伸臂以及不同刚度环带对结构顶点侧移、核心筒剪力、外框柱轴力的影响。分析表明：环带的设置、环带本身的刚度对地震作用下高层框架一核心筒结构的顶点侧移影响不大;但环带能有效调整外框柱的轴力分布,更好的发挥外框柱的整体作用;环带的设置会加大水平加强层的剪力突变这一现象。     

底部框剪配筋砌块砌体房屋弹塑性地震反应的数值模拟

在总结底部框剪砖房和配筋砌块砌体的抗震性能研究成果的基础上,对底部框剪上部配筋砌块砌体结构的抗震特性进行了初步研究。采用层间剪切模型和三折线骨架曲线恢复力模型,分别按6、7、8度区的多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度,输入ElCentro地震波,模拟此类房屋的线性和非线性地震反应。通过分析加速度和位移地震反应,恢复力和层间位移角的变化,考察了该结构的抗震性能和抗震能力。结果表明:底部两层框剪上部六层配筋砌块砌体结构(高25.5m)可用于8度地震区,这种结构的底部框剪层是薄弱部位;应提高框剪层的水平地震剪力设计值,增强延性设计,提高抗倒塌能力。     

扩高比对蜂窝框架抗震性能的影响

研究不同扩高比对蜂窝钢框架抗震性能的影响.以蜂窝式钢框架结构抗震性能试验为基础,利用有限元软件建立合理的有限元模型.对开孔形式相同的蜂窝梁采用不同腹板扩高比框架结构,并模拟低周反复荷载作用下的受力过程和破坏形式.得到了不同扩高比下蜂窝钢框架的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性等性能,并进行对比与分析.结果表明:开孔形式...