隔震异形柱框架结构振动台试验研究

抗震性能的劣势会影响钢筋混凝土异形柱框架结构在工程中的推广和应用,特别是在抗震设防烈度为8度(0.2g)的地区,其高度不超过12 m的规定,严重限制了混凝土异形柱框架在高烈度地区的应用。针对钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震性能不足,其应用受限的问题,引入成熟的隔震技术,设计一幢8层(含隔震层)基础隔震钢筋混凝土异形柱框架结构,按1/5的缩尺比例制作试验模型,并进行振动台试验,以研究隔震技术用于钢筋混凝土异形柱框架结构的适应性。通过试验,考察了基础隔震钢筋混凝土异形柱框架结构在各荷载工况下的工作状态和性能。试验结果表明:将隔震技术应用于钢筋混凝土异形柱框架结构,在抗震设防烈度为8度(0.2g)的地区可实现降低一度设防的隔震效果,普通隔震框架结构的设计方法及隔震措施适用于钢筋混凝土异形柱框架结构,采用隔震技术可以扩大钢筋混凝土异形柱框架结构的适用范围。钢筋混凝土异形柱框架结构弹塑性阶段的刚度迅速衰减会对隔震效果产生明显的影响。     

型钢混凝土异形柱空间框架地震响应试验研究

为研究型钢混凝土异形柱空间框架的地震响应,首次对缩尺比为1/4的三榀两跨五层框架模型进行地震模拟振动台试验,输入El Centro波、Taft波和兰州波,分析模型的动力特性、应变响应、加速度响应、位移响应、基底剪力和滞回性能。结果表明：强震作用下,型钢混凝土异形柱框架形成典型的梁铰破坏机制,满足“强柱弱梁”的抗震设计要求|随着输入地震波加速度峰值的增大,结构累积损伤逐渐增加,自振频率逐渐降低,阻尼比增大,加速度和位移响应峰值出现时刻向后推迟;结构在进入塑性阶段的过程中发生扭转变形|基底剪力呈现出先快后慢的增长趋势|滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力。型钢混凝土异形柱框架能够满足强柱弱梁和大震不倒的抗震设防要求。     

8度区异形柱框架结构的振动台试验研究

为深入研究异形柱框架结构的抗震性能,探讨其在高烈度地震区的适用性,以8度区Ⅲ类场地为背景,综合考虑实际工程情况和模型试验的可行性等因素,设计了一个6层的异形柱框架结构为原型。按照加速度相似系数等于1和"用人工质量模拟的弹塑性模型"的要求,采用微粒混凝土制作了1/6比例的试验模型,进行了振动台试验,研究了设计计算方法的适用性、结构的总体抗震性能和破坏机制。根据设计计算的结果、试验中观察到的现象以及对试验结果的分析,在指出该种体系具有易于满足位移要求、在大震中以梁铰机制为主等优点的同时,也指出了其在高烈度区应用的重点问题是节点承载力。     

型钢混凝土异形柱抗震性能试验研究

对17个型钢混凝土(SRC)异形柱试件采用“建研式”加载装置进行低周反复荷载试验,观察了不同配钢形式的SRC异形柱的受力过程和破坏形态;分析了SRC异形柱的破坏特点,荷载-位移滞回曲线及骨架曲线、承载力、位移延性、刚度退化和耗能能力等力学性能。试验研究结果表明:SRC异形柱的主要破坏形态是剪切斜压破坏和弯曲型破坏,破坏主要发生在与加载方向平行的柱肢,滞回曲线对称、饱满,试件延性好,极限侧移角大,具有良好的抗震能力,因此,可以推广应用于高抗震设防烈度区的建筑以及高层建筑中。     

型钢混凝土异形柱抗震性能试验研究

进行了4个不同轴压比、含钢率、加载方向的型钢高性能混凝土十字形异形柱的低周反复加载试验,得到试件各阶段开裂变形及破坏形态,分析试件破坏机理,得出其荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、强度衰减、耗能能力。通过试验实施及相关理论计算得到相关结论,SSRHC十字形异形柱试件在剪跨比为3.25时发生弯曲破坏形态,轴压比、含钢率、不同加载方向对试件抗震性能有不同影响。     

型钢混凝土异形柱框架节点承载力试验研究

为研究型钢混凝土异形柱框架节点的破坏形态和承载力,采用柱端加载的方式对9个中间层边节点、4个角节点和4个中节点进行低周反复荷载试验。观察各类型节点的受力过程和破坏形态,分析节点区水平箍筋、水平腹杆和型钢腹板的应变分布规律以及节点的受力机理。结果表明,型钢混凝土异形柱框架节点典型的破坏形态为节点区剪切斜压破坏,其受力机理为斜压杆、刚框架-钢板剪力墙和约束机理的综合作用。通过对试验数据的回归分析,得到节点在弯剪作用下的受剪承载力以及在剪扭作用下受剪及受扭承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。最后给出节点的设计建议。     

空间钢筋混凝土框架结构模型的振动台试验研究

对两个缩比为１／１５的三层、两跨、两开间的钢筋混凝土框架模型进行了地震模拟试验，输入ＥｌＣｅｎｔｒｏ（１９４０ＮＳ）地震波。研究了在质量偏心和双向地面运动情况下结构从弹性、开裂、屈服直至破坏等各阶段的地震反应。揭示了结构的动力特性随着裂缝和塑性变形的发展而变化的规律。对结构的空间地震反应与平面地震反应的试验结果进行了比较，揭示了这两者的抗震性能的差异，同时将试验结果与理论计算值进行了比较，表明二者符合良好。     

9层(带转换层)钢筋混凝土异形柱框架结构模型振动台试验研究

异形柱框架结构具有室内无突出棱角、增加使用面积等优点,当配合轻质墙体材料使用时,还可节约耕地、减轻建筑物自重。但还存在着对其整体抗震能力的怀疑。为此,结合实际工程进行了9层(带转换层)的钢筋混凝土异形柱框架结构模型的振动台试验。对试验结果进行分析并提出一些设计建议。本文认为:经精心设计的异形柱框架结构能满足7度地震区的抗震设防要求。     

型钢混凝土异形柱研究现状及分析

异形柱住宅结构,因其具有柱肢厚度与填充墙相等,室内没有柱楞突出,便于装修和家具布置,增加实际使用面积等优点,得到广大用户和开发商的青睐。但是普通钢筋混凝土异形柱具有延性差、承载能力有限、梁柱节点布筋复杂,不利于施工等弱点,使其应用受到了一定的限制。型钢混凝土异形柱继承了型钢混凝土承载能力高、延性好的优点,同时能克服钢筋混凝土异形柱的不足,因此,有望在住宅结构中发挥重要作用,应用前景广阔。本文主要介绍型钢混凝土异形柱的特点及国内外的研究现状,提出型钢混凝土异形柱推广应用亟待解决的问题。     

型钢混凝土异形柱抗震性能足尺试验研究

通过对4个足尺型钢混凝土异形柱的低周往复荷载试验,对其滞回曲线、承载能力、位移、延性、刚度退化、耗能能力等性能指标进行分析。研究结果表明:相比于足尺钢筋混凝土异形柱试件,试件内部添加型钢,可以减缓试件裂缝的发展,降低试件破坏程度;剪跨比较大时试件发生弯曲破坏,剪跨比较小时试件发生剪切破坏;相比于足尺钢筋混凝土异形柱试件,在保证试件内部配筋率的前提下,通过内部增加型钢,可以提高试件的承载能力、滞回性能、变形能力、耗能能力和刚度退化率,改善抗震性能;当减少钢筋混凝土异形柱内部纵筋配筋率并内置型钢时,试件的承载力得到提高。     

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。     

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。     

预制混凝土框架结构振动台试验研究

对一预制混凝土框架结构的1／5缩尺模型进行了振动台试验,得到了结构的自振特性以及加速度、位移、剪力等反应的包络图,详细记录了结构在试验中发生的破坏现象。试验表明,结构的节点刚度退化迅速,层间位移较现浇结构明显偏大,但梁、板、柱等构件均较为完好。文中建议进一步加强连接螺栓的强度并寻找后浇混凝土的替代方案,以提供更好的延性和耗能能力。     

注胶修复混凝土框架结构模型振动台试验

以相似比为1∶4的双跨8层混凝土框架模型为试验对象,按照8度多遇(0.084g)、8度基本(0.24g)、8度罕遇(0.48g)以及8度半罕遇(0.612g)的顺序,分四个阶段对模型结构进行模拟地震试验,框架模型损坏后,对框架损伤区域的裂缝进行环氧树脂注胶修复,然后对框架模型输入与初次振动台试验相同的工况进行再次振动台试验,并比较混凝土框架模型在初次振动台试验、再次振动台试验中动力特性指标的变化特点,注胶修复前、后的不同水准地震作用下混凝土构件开裂、压碎等破坏形态以及模型结构层间刚度;将试验结果推算至原型,比较原型层间位移角等指标,以此评价注胶修复技术修复混凝土框架结构的有效性。试验结果表明,采用的环氧树脂注胶修复技术可以有效地修复震损后的混凝土框架结构。     

火灾后型钢混凝土异形柱承载力研究

<正>青岛理工大学开展了火灾后型钢混凝土异形柱偏心受压正截面承载力简化计算方法的研究。试验试件共35根型钢混凝土异形柱,其中十字形截面柱9根,T形截面柱8根,等肢L形截面柱9根,不等肢L形截面柱9根。提出了折算截面法,计算火灾后型钢混凝土异形柱偏心受压时正截面承载力,根据试验结果确定了相应的修正系数,计算值与试验值吻合较好。     

空腹式型钢混凝土异形柱框架抗震性能试验研究

通过对空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱框架进行低周反复加载试验,观察结构的受力过程和破坏形态,获得结构的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及主要阶段的荷载和位移值,并分析结构的层间位移角、延性、耗能性能及刚度退化等抗震性能指标。试验结果表明:空腹式SRC异形柱框架破坏时形成梁铰机制,属于"强柱弱梁"型结构;滞回曲线较为饱满,刚度退化小;弹塑性极限层间位移角超过规范规定的限值,抗倒塌能力强;延性和耗能能力均优于钢筋混凝土异形柱框架。     

青岛万邦中心高含钢率异形型钢混凝土柱试验研究

青岛万邦中心1#楼高度232.4m,采用钢-混凝土混合结构,整体体系为斜撑框架-核心筒结构,平面形状不规则,各角柱位置均采用异形型钢混凝土柱——鱼钩形型钢混凝土柱,含钢率大于15%,属于高含钢率型钢混凝土柱。试验采用两个1∶6缩尺鱼钩形型钢混凝土柱模型,含钢率为16.8%,分别采用小偏心和轴心受压加载方式进行试验,得到了型钢柱承载力与破坏形式。试验结果表明,异形型钢混凝土柱的破坏属于延性,而型钢的性能对于试件整体延性具有决定性作用。     

型钢高性能混凝土十字形异形柱抗震性能试验研究

型钢高性能混凝土(SSRC)异形柱结构是一种新型组合结构。本文对4个不同轴压比、配钢率、加载方向的实腹式型钢高性能混凝土异形柱进行了低周反复加载试验,通过观测试件各阶段开裂变形及破坏形态并分析破坏机理,得到其荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、强度衰减、耗能能力及位移延性。分析位移延性系数,得到影响延性的主要因素。通过试验实施及相关理论计算得到了相关结论,SSRC十字形异形柱试件在剪跨比为3.25时发生弯曲破坏形态,轴压比、配钢率及不同加载方向3个方面对试件抗震性能有不同影响。     

异形柱空间框架结构的受力性能研究

为了研究异形柱对框架结构受力性能的影响,观测空间框架结构的开裂及破坏过程,做了两榀异形柱空间框架结构、一榀矩形柱空间框架结构的大型试验,对试验结果进行了分析比较,得出了有益的结论。     

拉链柱支撑钢框架结构振动台试验研究

为研究拉链柱支撑钢框架结构的抗震性能并对设计方法进行验证,完成了一个3层单跨1∶4缩尺比例的拉链柱支撑钢框架结构模型在24个地震作用工况下的模拟地震作用振动台试验。通过试验,得到了结构的动力特性、层间位移响应、加速度响应以及各结构构件的受力状态等。结果表明,8度多遇及设防烈度地震作用工况下,结构基本未进入塑性,试验模型振动时以第1阶模态振动为主。超9度罕遇地震作用工况下,底层支撑失稳明显,顶层支撑未见失稳。底层受拉支撑的最大轴拉力接近屈服轴力,受压支撑的屈曲后承载力约为支撑稳定承载力的30%,表明由支撑失稳产生的竖向不平衡力按受拉支撑的最小屈服承载力和受压支撑的最大屈曲承载力的30%计算是可行的。拉链柱主要通过受拉传递因支撑失稳产生的竖向不平衡力。因变形协调关系,被支撑梁可以承受一定的竖向不平衡力,在拉链柱未屈服的前提下,一般下层被支撑梁承受的竖向不平衡力要高于上层的。总体上,各构件的受力状态及传力路径与设计初衷基本一致,结构体系在模拟地震作用振动台试验中表现出了良好的抗震性能。