边缘约束构件配箍特征值对剪力墙轴压比限值影响的分析

轴压比是影响剪力墙抗震性能的主要因素,我国现行规范规定的剪力墙轴压比限值未考虑边缘约束构件配箍特征值、延性比需求等因素的影响。通过研究剪力墙的延性比、边缘约束构件配箍特征值等因素对剪力墙轴压比限值的影响,得到了三者之间的关系。研究结果表明,适当增加约束区约束钢筋的配筋率可以提高剪力墙的轴压比限值。给出了满足具体的延性需求、对应不同约束钢筋配箍特征值的剪力墙轴压比限值。     

钢筋混凝土剪力墙配箍参数设计方法试验研究

为了研究混凝土剪力墙边缘约束构件对其抗震性能的影响,进行了在相同高宽比、轴压比、混凝土强度和竖向配筋下,考虑不同边缘约束配箍参数,即边缘约束区长度和配箍特征值共5片剪力墙的低周反复荷载试验.对试验结果进行了分析,主要内容包括:破坏形态、极限位移及极限位移角、骨架曲线、滞回曲线和承载力.分析表明边缘约束配箍参数对其抗震性能影响显著,合适的边缘约束区长度和适当提高配箍特征值是改善其抗震性能的有效措施.在对试验结果分析的基础上,进一步推导了考虑剪力墙截面应变协调的情况下,RC剪力墙极限位移角在高宽比、轴压比、边缘约束配箍参数、混凝土强度和竖向分布配筋参数影响下的计算式,并通过对本课题组同一批15个试件试验结果统计得到了相关参数,给出了弯剪形混凝土剪力墙边缘约束区长度和最小配箍特征值的建议设计方法.最后用相关文献中试验数据对文中推导的极限位移角计算方法进行了验证.     

基于塑性铰转角需求的剪力墙边缘构件设计方法

剪力墙边缘约束构件设计方法是剪力墙结构设计中未很好解决的问题之一.首先建立了悬臂剪力墙在弹塑性极限状态的侧移模式,以塑性铰转角需求定义不同抗震等级剪力墙的变形能力设计目标,建立了剪力墙塑性铰转角与底部截面曲率、轴压比与相对受压区高度的关系,通过平截面假定计算剪力墙边缘构件约束区长度及配箍特征值需求.通过20个剪力墙试件理论与试验极限位移角的对比分析说明了所介绍方法的可靠性,最后给出了不同抗震等级、不同轴压比剪力墙边缘构件约束区长度及配箍特征值的建议值.     

矩形截面剪力墙轴压比限值研究与截面变形能力设计

通过理论分析和数值计算,研究了设置约束边缘构件的矩形截面剪力墙轴压比限值。研究结果表明,影响混凝土剪力墙轴压比限值的主要因素为约束箍筋的配箍特征值、剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值,据此提出了确定轴压比限值的方法,同时也给出了剪力墙截面变形能力的设计方法。通过10个剪力墙试件理论计算与试验目标位移角的对比分析,说明了该方法的可靠性。     

基于位移延性的剪力墙抗震设计

本文介绍了不同轴压比的剪力墙在往复水平荷载作用下的试验结果,研究了轴压比对剪力培受力性能的影响;建立了剪力场考虑约束边缘构件的位移延性比的计算方法;通过理论计算,研究了轴压比、高宽比、约束边缘构件的长度及其含特征值对位移延性的影响;提出了基于位移延性的剪力场抗震设计建议以及确定约束边缘构件长度及其配箍的计算方法。     

型钢混凝土剪力墙基于位移的变形能力设计方法

为了研究型钢混凝土(SRC)剪力墙的变形能力,利用其截面变形条件和平衡条件,建立了截面的屈服曲率与极限曲率的计算公式,并根据剪力墙曲率延性系数与位移延性系数的关系,用数值分析方法计算了SRC剪力墙的位移延性系数。通过计算分析,得到了SRC剪力墙的轴压比、边缘约束区箍筋配箍特征值、墙体高宽比与位移延性系数之间的关系。研究结果表明,适当增加SRC剪力墙约束钢筋的配箍特征值及限制墙体轴压比,可以提高SRC剪力墙的位移延性。给出了满足具体延性需求、对应各种轴压比情况下的SRC剪力墙边缘约束区箍筋最小配箍特征值。     

装配整体式钢筋混凝土框架节点位移角统计分析

收集了68个装配整体式框架节点在固定竖向荷载和低周反复荷载作用下的试验结果,分析回归出了装配整体式框架节点延性系数及其各位移角与轴压比、剪跨比和配箍特征值之间的关系。结果表明:延性系数随着轴压比和配箍特征值的增大而减小,随着剪跨比的增大而增大;随着轴压比和剪跨比的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角均减小;随着配箍特征值的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角均增大。并在此基础上比对了规范各性能水准下层间位移角限值,给出了各性能水准量化的建议值。     

型钢混凝土剪力墙变形能力设计方法研究

为研究型钢混凝土(SRC)剪力墙的变形能力,在已有的弯曲破坏的SRC剪力墙拟静力试验的基础上,通过理论分析,推导出SRC剪力墙极限位移角、截面曲率、边缘应变和配箍特征值之间的关系,提出基于极限位移角的SRC剪力墙变形能力设计方法。通过与试验结果进行对比,说明该方法的可靠性。以此为基础,研究轴压比、剪跨比、配箍特征值等因素与SRC剪力墙极限位移角的关系,并提出不同抗震等级、不同配箍特征值下轴压比的限值。     

基于变形理论的剪力墙轴压比限值研究

根据变形能力计算不同位移延性需求剪力墙轴压比限值。由剪力墙位移延性推导曲率延性,由屈服曲率和曲率延性计算墙体极限曲率,根据箍筋约束混凝土应力-应变关系确定剪力墙边缘构件混凝土的极限压应变,确定剪力墙位移延性轴压比限值。     

边缘构件配箍对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

建筑结构基于性能的抗震设计要求有效地控制结构的变形,边缘约束情况对剪力墙的抗震性能影响显著,边缘构件配箍特征值的合理配置可以形成剪力墙边缘混凝土的有效约束,使剪力墙在地震作用下保持良好的性能.文中基于对4片不同配箍特征值的钢筋混凝土剪力墙的低周反复加载试验结果的研究分析,讨论了不同配箍特征值对钢筋混凝土剪力墙的破坏模式、承载力、位移延性系数、刚度及耗能能力的影响,分析了不同配箍特征值剪力墙的损伤机理,并对剪力墙设计给出了相关建议.     

堆积层边坡位移矢量角的形成作用机制及其与稳定性演化关系的研究

通过对堆积层边坡不同稳定性演化阶段的变形性质和基本构成的分析，发现堆积层边坡表层位移矢量角是由整体滑移矢量角、压缩位移矢量角、塑性变形位移矢量角及蠕动变形矢量角构成。且其构成比例是随着边坡的不同位置及不同稳定性演化阶段而变化。同时，对表层位移矢量角在堆积层边坡不同稳定性演化阶段的形成作用机制进行了深入分析与探讨，分别建立了堆积层边坡压缩变形阶段和塑性变形阶段的表层位移矢量角与相应位移速率及其他参数的定量关系，总结了位移矢量角在不同演化阶段及不同部位的变化规律。最后运用新滩滑坡不同演化阶段的实际位移监测资料进行了验证分析，发现新滩边坡稳定性不同，则演化阶段的坡体位移矢量角具有不同变化规律，而且这些动态变化规律与该边坡实际变形失稳阶段相吻合。     

平面波入射下深水地基场地动力响应分析

建立了深水地基场地分析模型,基于单相弹性介质、Biot流体饱和多孔介质和理想流体弹性波动理论,分别推导了平面P波或SV波入射时该深水地基场地波动问题的解析解,并得到水下地层表面位移的表达式,分析了土的刚度、饱和度及入射角等因素变化时水深对场地位移响应的影响。结果表明:水深对水平位移峰值的影响较小,而共振频率随着水深的增加而增大;竖向位移峰值和共振频率并不随水深的增加而单调增加;同一水深下,饱和土层的刚度越小,水平及竖向位移峰值越大,共振频率越小;与完全饱和相比,土层饱和度的微小变化会使竖向位移峰值显著增大,共振频率减小,但水平位移峰值和共振频率基本上不受饱和度的影响;在基本频率下,当P波作用时,水深对水平位移的影响随着入射角增加先增加后减小,有水时在不同入射角下水深对竖向位移的影响较小;当SV波入射和有水条件下,对于不同的入射角水平位移均随着水深的增加而减小,在入射角35°到45°范围内竖向位移随着水深的增加而减小,除此范围外水深对竖向位移的影响较小。     

建筑结构竖向构件受力位移角计算方法及其限值研究

结构受力层间位移角是准确判别结构倒塌破坏的关键参数。通过计算构件反弯点或虚拟反弯点,建立了结构竖向构件计算受力位移角与试验位移角的对应关系,采用结构区格剪切变形建立了填充墙计算受力位移角与试验位移角的关系。在进行多遇地震和风荷载作用下的结构楼层弹性判别时,采用竖向构件计算受力位移角结合构件试验开裂的位移角进行判别较为准确。根据构件试验,给出柱和剪力墙的开裂位移角均值分别是1/350和1/1600,90%保证率下的开裂位移角分别是1/550和1/2300;填充墙开裂位移角限值与连接方法有关,普通连接开裂位移角均值为1/800,90%保证率下的开裂位移角为1/1500;柔性连接开裂位移角均值为1/600,90%保证率下的开裂位移角为1/700。对多遇地震作用下的框架结构和框架剪力墙结构分析表明,按规范要求控制楼层变形时,框架柱和剪力墙的受力变形小于其开裂位移角均值和90%保证率下的开裂位移角,填充墙普通连接时不能满足不开裂的要求,柔性连接时基本满足不开裂的要求。     

组合节点变形机制和破坏形态的定量评价

节点的变形机制和破坏形态分析是其抗震性能评估的重要内容,但目前缺乏有效的定量评价方法。该文基 于多尺度数值模型,对组合节点变形机制和破坏形态的定量评价方法开展研究。提出采用“变形分量比例图”分 析组合节点的变形机制,该图可根据多尺度模型的位移结果直接计算得到。“变形分量比例图”反映了梁弯曲、 柱弯曲、和节点域剪切三种主要变形分量随层间位移角以及层间位移方向角的变化规律,可直观地揭示组合节点 在任意层间位移方向上的破坏形态。层间位移方向角对空间组合节点的变形机制和破坏形态影响显著,必须利用 “变形分量比例图”全面验算组合节点在任意可能层间位移方向上的破坏形态,并进一步优化设计确保任意可能 地震入射方向上的预期破坏机制。     

不同锚固角加锚无摩擦节理面剪切试验研究

为进一步阐明锚固角对锚固节理抗剪作用的影响,开展了无摩擦锚固节理双面剪切试验。对比不同锚固角情况下锚固节理的抗剪强度,分析锚固角对锚固节理抗剪性能的影响。试验采用应变片测量节理岩体中锚杆在节理面位置处的轴力,研究锚固节理在剪切荷载作用下锚杆的轴力变化规律以及变形特性。试验结果表明,锚固角增大,锚固节理极限荷载、屈服荷载以及抗剪刚度先逐渐增大后逐渐减小,在锚固角为60°时达到最大值;不同锚固角锚杆最终破坏模式不同,锚固角较小时,锚杆发生拉剪破坏;锚固角较大时,锚杆发生拉弯破坏;试验也发现,剪切位移较小时,锚杆的抗剪作用就已经充分发挥。     

Investigation of soil deformation characteristics during pullout of a ribbed reinforcement using X-ray micro CT

Steel-strip reinforced earth walls stabilize through the pullout resistance of the reinforcements. Soil dilation during the pullout of ribbed reinforcements may contribute to the evolution of pullout resistance; however, few studies have clarified this mechanism by investigating how soils behave with increasing pullout displacement. The ribs of the reinforcements enhance the pullout resistance, although the influence of the rib dimensions on the evolution of pullout resistance with increasing pullout displacement has not been sufficiently revealed. In the present study, a triaxial pullout apparatus is developed and pullout tests are conducted using ribbed reinforcements with different rib-inclination angles under isotropic stress. The displacement and strain fields in the soils during the pullout of the reinforcements are investigated by X-ray micro CT and a digital image correlation technique. It is found that larger rib-inclination angles provide higher pullout resistance at an early stage of the pullout because of the higher bearing resistance related to the more significant soil densification above the ribs. With increasing pullout displacement, the reinforcements with different rib-inclination angles come to behave as almost one in the same since a rigid soil wedge related to the passive soil failure is generated above the ribs. This tendency results in similar soil deformation characteristics and pullout resistance levels for every reinforcement beyond the soil failure state, although the rib-inclination angles are different.     

两层三跨框架式地铁地下车站结构弹塑性工作状态与抗震性能水平研究

针对目前缺乏对现有地铁地下车站结构抗震性能水平的认识,根据相关规范的规定,设计了7种研究不同场地类别,并考虑输入地震动强度,分析了两层三跨框架式地铁地下车站结构的动力损伤特性及其抗震水平。结果表明,地铁地下车站结构的弹性和弹塑性工作性态层间位移角限值分别小于地面钢筋混凝土框架结构的对应值;同时,地铁地下车站结构从弹性极限工作状态到弹塑性极限工作状态所对应的层间位移角的差值也较小,说明其抗震延性明显比地面钢筋混凝土框架结构的要差。基于计算结果,分析了不同输入地震动强度下地下结构层间位移角、结构与土体的刚度比和输入峰值加速度之间的关系,建立了该类地铁地下车站结构层间位移角随地下结构与地基的刚度比和输入地震波峰值加速度变化的预测公式,以及该类地下车站结构层间位移角限值与抗震性能水平的一一对应关系,初步给出了该类地下车站结构基于层间位移角的抗震性能水平划分和物理描述。     

近断层地震下输电塔-线体系振动台试验研究

基于工程实际,结合线弹性相似理论和模型二次缩尺方法,完成了包含两基直线塔和三跨输电线的输电塔-线体系缩尺模型的设计。考虑近断层地震速度脉冲的特征与地震的随机性,选取3条近断层近场地震波,开展了多振动台试验,通过引入不同入射角的位移响应比,探讨了近断层地震波在不同入射角激励下对输电塔-线体系动力响应的影响。研究结果表明,入射角对输电塔-线体系的动力响应有很大的影响;对于不同的地震波,输电塔-线体系对应的最不利入射角有差异;在不同入射角激励下,直线塔侧向位移响应的放大程度远大于纵向,因此对于塔-线体系动力响应需考虑近断层地震波入射角的影响。试验结果可以作为大跨越输电塔-线体系抗震设计的重要参考。     

不同瓦斯压力条件下原煤剪切破裂细观特征试验研究

利用自主研发的含瓦斯煤岩细观剪切试验装置,开展不同瓦斯压力条件下原煤在剪切荷载作用时裂纹演化细观特性试验研究,分析裂纹开裂扩展与形态演化模式及其受瓦斯压力的影响规律。研究结果表明：煤岩裂纹的开裂扩展及破坏后形态受其原始裂纹影响;分析放大素描图发现,最终形成的宏观破裂是由一系列倾斜裂纹(主要从左下角至右上角)在剪切荷载作用下贯通形成的,并且随着瓦斯压力的增加,倾斜裂纹的扩展范围增大。不同瓦斯压力下剪切荷载–剪切位移曲线和开裂荷载水平Pk及贯通荷载水平PG对比分析表明,随着瓦斯压力增加,煤岩损伤加大,破裂加剧,完整性降低,开裂后破坏速度加快;对裂纹的开裂角度分析发现,在没有原始损伤的区域开裂时,裂纹开裂方向与剪切荷载作用方向呈一定角度相交但随着瓦斯压力的增加有减小的趋势,最终形成的宏观破坏方向也不完全与剪切荷载作用方向一致,而以一定角度相交。     

涂层织物类膜材的偏轴梯形撕裂行为

考虑0°～90.0°、间隔7.5°等13个偏轴角度,对6种涂层织物类膜材进行了偏轴梯形撕裂试验.结果表明:各类膜材撕裂强度与偏轴角的关系曲线近似以45.0°轴对称,0°～45.0°及90.0°～45.0°撕裂强度先减后增,撕裂强度最高点位于45.0°,最低点位于15.0°或22.5°、75.0°或67.5°;各类膜材的...