内置型钢桁架高强混凝土低剪力墙抗震性能研究

通过对3个1/4缩尺、剪跨比为1.0的内置型钢桁架高强混凝土低剪力墙试件进行拟静力试验,研究其在低周反复荷载作用下的抗震性能.分析了不同暗柱型钢类型及暗支撑型钢配钢率对试件破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性以及侧向刚度退化的影响.采用有限元软件ABAQUS对试件进行数值模拟.结果表明:内置型钢桁架高强混凝土低剪力墙试件具有弯曲破坏的特征,试件的位移延性与普通高强混凝土低剪力墙相比有明显提高、后期侧向刚度退化曲线更加平缓,说明内置型钢桁架提高其抗震性能的有效性;暗柱型钢及暗支撑型钢配钢率对试件的受剪承载力影响不明显,但对位移延性以及滞回耗能影响显著,当暗支撑相同时,暗柱型钢配钢率提高,试件的受剪承载力有所提高;暗柱型钢相同时,暗支撑型钢配钢率提高能显著提高试件的位移延性和滞回耗能能力.ABAQUS数值模拟结果与试验结果吻合较好.     

内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙抗震性能试验研究

为了研究内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙的抗震性能,采用不同的暗柱类型及不同的暗柱和暗支撑型钢配钢率,设计制作了3片1/4缩尺、剪跨比1.8、混凝土强度等级为C70的内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙试件,对其进行水平往复加载试验,比较3片高强混凝土中高剪力墙试件的受力过程、破坏形态、滞回性能、位移延性以及侧向刚度退化特征。试验结果表明:内置型钢桁架高强混凝土中高剪力墙试件的最终破坏形态主要为弯曲型破坏,相比于普通高强混凝土中高剪力墙,其位移延性以及后期侧向刚度退化都有明显改善;增加暗柱型钢配钢率能提高试件的水平承载力,但会降低延性性能;增加暗支撑型钢配钢率能显著改善试件的延性,但承载力变化不明显,说明型钢暗支撑对改善高强混凝土中高剪力墙的抗震性能更为有效。     

内置钢板深梁剪力墙抗震性能试验研究

内置钢板深梁剪力墙是由钢管混凝土柱、柱间钢板深梁、混凝土墙体及其连接构件组成。对5个1/5缩尺的该组合剪力墙模型进行了低周反复荷载试验。试验分两阶段进行,第一阶段试验研究位移角小于1/50试件的抗震性能,第二阶段试验研究第一阶段损伤试件修复后的抗震性能,修复采用剪力墙边框钢管间两侧贴焊薄钢板的方法。分析了各试件修复前后的破坏特征、滞回特性、承载力、刚度退化、位移延性、耗能性能。结果表明：内置钢板深梁剪力墙的钢管混凝土柱、钢板深梁、混凝土墙体及连接构件相互作用,协同受力,具有良好的抗震性能;变形特征具有阶段性,在混凝土和部件连接界面损伤前与整体剪力墙变形接近,在连接界面损伤滑移后与带竖缝剪力墙接近。     

钢齿槽连接装配式混凝土柱抗震性能试验

为研究钢齿槽连接装配式混凝土柱的抗震性能并验证钢齿槽连接的可靠性,进行了4个装配式试件和1个现浇试件的拟静力试验。分析了装配式试件的破坏形态、承载力、延性、刚度退化、承载力退化及耗能等特性。试验结果表明:采用钢齿槽连接工作性能良好,装配式试件与现浇试件的破坏过程及破坏形态相同;装配式试件滞回曲线饱满,极限位移角为1/30～1/29,抗震性能满足规范要求。钢齿槽连接可用于抗震设计的装配式混凝土柱的连接。     

钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的抗震性能试验研究

提出装配框架柱的一种新型连接型式——钢板栓筋连接型式。采用足尺模型,设计了2个钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱和2个对比现浇普通箍筋柱。通过拟静力低周反复加载试验,并与现浇普通箍筋柱对比,研究钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的承载能力和抗震性能。观测了4个试件受力→变形→损伤→裂缝→屈服的全过程,并分析各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度衰减、位移延性、耗能能力等。试验表明:在相同条件下,钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱具有与现浇普通箍筋柱相当的承载力,其抗震性能良好;连接处采用焊接及水平栓筋的钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱是可靠的。     

型钢高强混凝土框架柱抗震性能试验研究

基于16个型钢高强混凝土(SRHSC)框架柱试件的低周反复加载试验,对其抗震性能进行了研究。试件设计参数为剪跨比、轴压比、混凝土强度、含钢率和配箍率。对不同设计参数试件的受力特点、破坏形态、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、位移延性等主要抗震性能指标进行了分析,得到了试件耗能指标、位移延性与诸设计参数之间的关系曲线。试验结果表明：试件荷载-位移滞回曲线饱满,下降段较为平缓,其他各项抗震性能指标较为优异,总体上表现出良好的抗震性能;混凝土强度等级超过C100的SRHSC框架柱的承载力优势明显,但由于高强混凝土的脆性导致其耗能能力及延性较普通型钢混凝土框架柱稍差;试件剪跨比、含钢率以及配箍率的提高能够增强其抗震性能,而混凝土强度、轴压比的提高将降低其抗震性能。     

内置冷弯薄壁型钢桁架高强混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究内置冷弯薄壁型钢桁架高强混凝土剪力墙的抗震性能,对8个比例为1/4的剪力墙进行了恒定轴压力下的水平低周往复加载试验,研究了不同剪跨比下内置桁架斜撑截面形式和斜撑截面积对剪力墙破坏机理、滞回性能、变形能力、耗能能力以及刚度退化特征等的影响。研究结果表明:剪力墙的破坏形态主要为弯曲破坏;滞回曲线有较明显的捏缩效应;位移延性系数介于7.42~14.6之间,破坏时的位移角介于1/73~1/44之间;中高剪力墙内置桁架采用等边角钢斜撑变形能力和耗能能力更好,而低矮剪力墙内置桁架采用格构式斜撑则对抗震更为有利;考虑最优暗柱配钢率和斜撑截面积,可取得良好的抗震性能。最后采用有限元分析软件ABAQUS对试件的骨架曲线进行了模拟,有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

钢-混凝土组合核心筒的变形性能指标限值研究

以国内28个核心筒的拟静力试验数据为基础,按骨架曲线和破坏现象两种性能状态划分方法得到了核心筒的变形性能指标,并将两种方法所得到的结果进行对比,验证了基于骨架曲线划分性能状态方法的合理性。基于OpenSees软件平台并通过与试验结果对比验证,建立了核心筒的有限元模型并据此进行参数分析,得到了各性能状态的位移角限值,分析了轴压比、高宽比、连梁跨高比、钢板暗支撑含钢率、暗柱含钢率和角部含钢率对钢-混凝土组合核心筒在不同性能状态下位移角的影响。研究结果表明:轴压比与连梁跨高比对变形性能指标限值影响明显,增大钢板暗支撑含钢率能提高变形能力,高宽比和暗柱、角部含钢率对各性能等级的变形指标限值影响较小。对有限元分析结果进行统计分析,得到了钢-混凝土组合核心筒在各性能等级的变形指标限值,可为抗震性能设计提供参考。     

钢-混凝土组合核心筒的变形性能指标限值研究

以国内28个核心筒的拟静力试验数据为基础，按骨架曲线和破坏现象两种性能状态划分方法得到了核心筒的变形性能指标，并将两种方法所得到的结果进行对比，验证了基于骨架曲线划分性能状态方法的合理性。基于OpenSees软件平台并通过与试验结果对比验证，建立了核心筒的有限元模型并据此进行参数分析，得到了各性能状态的位移角限值，分析了轴压比、高宽比、连梁跨高比、钢板暗支撑含钢率、暗柱含钢率和角部含钢率对钢-混凝土组合核心筒在不同性能状态下位移角的影响。研究结果表明：轴压比与连梁跨高比对变形性能指标限值影响明显,增大钢板暗支撑含钢率能提高变形能力,高宽比和暗柱、角部含钢率对各性能等级的变形指标限值影响较小。对有限元分析结果进行统计分析,得到了钢 混凝土组合核心筒在各性能等级的变形指标限值，可为抗震性能设计提供参考。     

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。     

SRC-RC转换柱抗震性能试验研究

以型钢延伸高度、配钢率、轴压比以及不同构造措施等为设计参数,对21个SRC-RC转换柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件采用“建研式”加载设备进行了低周反复荷载试验。研究SRC-RC转换柱的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力、位移延性系数及耗能能力等抗震性能。试验结果表明：SRC-RC转换柱的破坏形式有剪切破坏、弯曲破坏和粘结破坏,其中剪切破坏多发生于柱的顶部;21个转换柱试件的位移延性系数介于1.97与5.99之间,试件的延性受到型钢延伸高度、配钢率、轴压比及配箍率等诸多因素影响,抗震性能相差较大。采用箍筋加密措施并适当增加型钢延伸高度的SRC-RC转换柱试件的承载能力和变形能力均好于同条件下的钢筋混凝土柱,可以推广应用于高层建筑中。     

装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点抗震性能试验研究

针对装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点抗震性能开展了拟静力加载试验,研究节点试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能、刚度退化等抗震性能指标;并对影响节点试件抗震性能参数进行分析;研究节点试件层间位移角及转动能力;提出节点恢复力计算模型。研究结果表明:节点试件失效模式为外环板与梁翼缘连接螺栓剪断、梁翼缘钢板断裂、外环板与柱连接处焊缝开裂3种形式;4个节点试件的滞回环面积较为饱满并呈"Z"形,具有较强的耗能能力;4个节点试件均有显著的刚度退化现象,下降坡度平缓;4个节点试件的层间位移角为0.09～0.12rad超过抗震规范的要求,表明节点具有良好的转动能力和延性性能;外环板的厚度和宽度对节点抗震性能有一定影响;提出的节点恢复力计算模型与节点试件的试验曲线吻合较好。     

Experimental research on seismic behavior of steel reinforced concrete cross-shaped column

为了研究钢-混凝土组合十形柱的抗震性能,设计了6个钢-混凝土组合十形柱和1个普通钢筋混凝土十形柱并进行低周反复加载试验,得到其荷载-位移滞回曲线和骨架曲线,并分析其承载力和延性等抗震性能指标,研究配钢形式和轴压比对其抗震性能的影响。研究表明：与普通钢筋混凝土柱相比,钢-混凝土组合十形柱的滞回曲线更为饱满,承载力、变形能力和延性均有显著提高;“T形钢+方钢管”配钢试件在承载力、变形能力和延性等方面均优于实腹式配钢试件;当轴压比在0.19~0.34之间增加时可以提升试件的延性,当轴压比增大至0.34以后,延性开始下降;和实腹式配钢试件相比,“T形钢+方钢管”配钢试件中型钢的作用发挥得更合理,抗震性能更优。     

钢-混凝土组合十形柱抗震性能试验研究

为了研究钢-混凝土组合十形柱的抗震性能,设计了6个钢-混凝土组合十形柱和1个普通钢筋混凝土十形柱并进行低周反复加载试验,得到其荷载-位移滞回曲线和骨架曲线,并分析其承载力和延性等抗震性能指标,研究配钢形式和轴压比对其抗震性能的影响。研究表明:与普通钢筋混凝土柱相比,钢-混凝土组合十形柱的滞回曲线更为饱满,承载力、变形能力和延性均有显著提高;"T形钢+方钢管"配钢试件在承载力、变形能力和延性等方面均优于实腹式配钢试件;当轴压比在0.19~0.34之间增加时可以提升试件的延性,当轴压比增大至0.34以后,延性开始下降;和实腹式配钢试件相比,"T形钢+方钢管"配钢试件中型钢的作用发挥得更合理,抗震性能更优。     

内置钢板与内置钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能对比研究

通过对2组内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙拟静力试验的模拟,确定计算模型的建立方法,并选取2片相同含钢率的内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙模型进行侧向低周反复荷载作用下的计算分析,对比了2片剪力墙模型的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能及滞回特性,并选取实际工程为算例,对采用两种组合剪力墙的整体结构从抗侧刚度、破坏模式、层间位移角、位移时程及塑性发展等方面进行了抗震性能的对比。研究结果表明：对于构件层次,随着墙体高宽比的增大,内置钢板混凝土组合剪力墙的承载力、耗能能力及延性逐渐优于内置钢桁架混凝土组合剪力墙;对于结构层次,当墙体高宽比较大时,采用内置钢板混凝土组合剪力墙结构的抗震性能要优于采用内置钢桁架混凝土组合剪力墙的结构。     

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。     

剪跨比为1的内置钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为改善复杂高层建筑中剪力墙的抗震性能,进行剪跨比为1的2个无内置钢板的型钢混凝土剪力墙试件和12个有内置钢板-混凝土组合剪力墙试件的低周反复加载试验,揭示轴压比和内置钢板厚度（即墙身含钢率）对试件抗震性能的影响规律。结果表明,相对于无内置钢板的型钢混凝土剪力墙试件而言,内置钢板-混凝土组合剪力墙试件的承载能力、变形能力和耗能能力均显著提高,但是要使这三者综合最佳,应该将墙身含钢率控制在一定范围内,且设计轴压比应控制在0.50以内。     

含钢率对钢板混凝土连梁抗震性能影响试验研究

在地震作用下,内置钢板的钢板-混凝土组合连梁能够起到较好的耗能能力。为定量分析含钢率对钢板-混凝土组合连梁抗震性能的影响,完成了2个缩尺比例为1∶3的钢板连梁-剪力墙试件的低周往复水平拟静力加载试验,采用位移控制加载。2个试件以钢板厚度为变化参数,分别为10mm和12mm,跨高比、锚固长度等均不作变化。试验结果表明,含钢率较高的连梁表现出更为理想的变形能力,并拥有更高的延性。内置钢板的钢筋混凝土连梁,在试件达到屈服之后,能够在梁端形成塑性铰,进入承载力强化阶段,滞回曲线较为饱满,可以有效耗散地震能量。     

钢骨超高强混凝土框架柱抗震性能的试验研究

通过试验,研究在较高轴压比条件下钢骨超高强混凝土柱的抗震性能。制作了13根剪跨比为2.75的钢骨超高强混凝土柱试件,其强度为94.9～105.4 MPa。设计时主要考虑轴压比、配箍率等因素对试件抗震性能的影响。在低周反复周期荷载作用下,试件的破坏形态是以弯曲破坏为主的弯剪破坏。根据采集的荷载、位移等数据,绘制出试件的滞回曲线和骨架曲线,并据此计算了试件的位移延性系数。试验表明,随着轴压比提高,试件的延性表现得越来越差;而较高配箍率可在一定程度上使延性得到改善。根据试验结果,提出了满足一定抗震位移延性要求的钢骨超高强混凝土柱轴压比限值和柱箍筋加密区最小配箍率的建议值,从而为工程设计提供参考。     

带现浇暗柱齿槽式预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验

介绍了3片剪跨比为2.13的钢筋混凝土剪力墙试件在特定轴压比下的拟静力试验,其中1片为现浇试件CW-1,另外2片为采用预制墙板,两端暗柱与水平齿槽现浇混凝土在墙体底部实现与之连接的预制试件。预制试件的主要区别是一片在齿槽内不设竖向分布钢筋的试件PW-1,另一片齿槽内竖向分布钢筋自由搭接的试件PW-2。试验结果表明：通过齿槽连接的预制墙体,其破坏形态与现浇试件基本相同,墙体两端暗柱底部混凝土受压破坏、竖向钢筋受拉屈服;预制试件的极限位移角为1/48~1/53;齿槽式连接能够保证剪力墙在正常工作状态下的受剪承载力;预制试件PW-2的滞回曲线饱满,受剪承载力与现浇试件相当,其延性性能满足抗震要求,齿槽区域墙体竖向分布钢筋自由搭接的连接方式在一定轴压比下可行,经进一步的试验和分析研究后可推广应用。