小跨高比钢板-混凝土组合连梁抗震性能试验研究

通过7个小跨高比钢板 混凝土组合连梁试件的拟静力试验,研究了连梁跨高比、钢板配钢率以及楼板等因素对其抗震性能的影响,分析了连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等。结果表明：相比于不考虑楼板小跨高比PRC连梁,考虑楼板小跨高比PRC连梁增大了连梁的开裂位移,显著提高了连梁的受剪承载力和耗能能力,考虑楼板连梁试件相比于不考虑楼板连梁试件受剪承载力提高了18.03%,破坏时对应的累积耗能是后者的1.66倍;连梁钢板的破坏包括梁墙交界区钢板的开裂和钢板的局部屈曲,钢板的局部屈曲可分为钢板边缘发生的受压局部屈曲和钢腹板的剪切局部屈曲;小跨高比PRC连梁试件的剪压比实测值为0.20~0.30,相应的剪压比设计值为0.39~0.59,内嵌钢板显著提高了小跨高比连梁的剪压比限值。     

内嵌钢板混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为改善传统高层建筑剪力墙连梁的抗震性能,设计并制作3个内嵌钢板混凝土组合(SPC)连梁和1个交叉斜筋钢筋混凝土连梁试件并进行低周往复加载试验。试件变化参数包括连梁纵筋配筋率和配板形式。对比分析各连梁的破坏过程、滞回性能、耗能能力、强刚度退化、承载力、延性以及变形能力等。结果表明,连梁试件发生弯剪和弯曲两种破坏模式;增大连梁纵筋配筋率在提高承载力的同时降低了试件的延性变形;在配板率相同情况下,钢板形式由单钢板改变为拉结双层钢板,连梁受力性能相似,当单层钢板厚度较大时可采用双层钢板设计方案;钢板的设置可有效提高试件的承载力与延性,较好改善滞回曲线的捏拢效应,同时参与连梁端部塑性铰区的抗弯,提供较大的抵抗弯矩,钢板的受压作用也可提高塑性铰的转动能力。与交叉配筋钢筋混凝土连梁相比,利用钢板良好的承载力和延性变形能力,内嵌钢板混凝土组合连梁具有稳定的滞回性能和耗能能力且施工简单,其综合抗震性能优于传统配筋混凝土连梁。     

BFRP-钢板-混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为研究新型BFRP-钢板-混凝土组合双连梁的受力性能和破坏机理,完成了1个普通钢筋混凝土单连梁、1个普通钢筋混凝土双连梁、1个内置钢板的钢筋混凝土双连梁、1个外包BFRP布的钢板-混凝土组合双连梁的低周往复加载试验,研究了不同连梁型式和外包BFRP布对其抗震性能的影响,分析了各试件的破坏形态、破坏特征、承载能力、变形能力和耗能能力等,并利用数字图像相关（DIC）测试技术分析了BFRP布应变随位移和时间变化的分布规律。结果表明：内置钢板和包裹BFRP布后的双连梁其延性、耗能和承载力均有显著的提升;钢板的加入显著提高了普通钢筋混凝土双连梁的承载能力和耗能能力,包裹BFRP布有效地提升了钢板-混凝土组合双连梁的持荷能力,BFRP布能较好地抑制混凝土裂缝的开展以及延缓混凝土的破坏速度。     

BFRP-钢板-混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为研究BFRP-钢板-混凝土组合双连梁的受力性能和破坏机理,完成了1个普通钢筋混凝土单连梁、1个普通钢筋混凝土双连梁、1个内置钢板的钢筋混凝土双连梁、1个外包BFRP布的钢板-混凝土组合双连梁的低周往复加载试验,研究了不同连梁形式和外包BFRP布对其抗震性能的影响,分析了各连梁的破坏形态、破坏特征、承载能力、变形能力和耗能能力等,并利用数字图像相关（DIC）测试技术分析了BFRP布应变随位移和时间变化的分布规律。结果表明：内置钢板和包裹BFRP布后,双连梁的延性、耗能和承载力均有显著提高;内置钢板显著提高了普通钢筋混凝土双连梁的承载能力和耗能能力,包裹BFRP布有效地提高了钢板-混凝土组合双连梁的持荷能力,BFRP布能较好地抑制混凝土裂缝的开展以及延缓混凝土的破坏速度。DIC测试技术能够较好地测定连梁外包BFRP布的变形以及应变变化,BFRP布在靠近梁墙交界处所受的力较大。     

钢连梁-钢板混凝土组合剪力墙组合件抗震性能试验研究

为进一步提高联肢剪力墙结构的抗震性能,提出了一种改进型钢连梁-钢板混凝土组合剪力墙混合结构.通过对5个1/2缩尺连梁-墙肢组合件的低周往复加载试验,研究了钢连梁跨高比和加劲肋布置等因素对组合件抗震性能的影响.研究表明:组合件塑性变形均集中在易更换的钢连梁上,墙肢和节点部位损伤程度较低,有利于实现结构罕遇地震作用后的功能...     

考虑RC楼板影响的钢板-混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为研究地震作用下考虑RC楼板影响的钢板-混凝土组合(PRC)连梁受力性能和破坏机理,进行了4个带RC楼板的钢板-混凝土组合连梁和1个不带楼板的钢板-混凝土组合连梁的低周反复荷载试验,研究跨高比、钢板配板率以及楼板型式等因素对PRC连梁抗震性能的影响,分析带RC楼板连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等,并考察楼板的损伤情况.结果 表明:随着跨高比的增大,带RC楼板连梁的承载力明显降低,但延性更好;随着配板率的降低,带RC楼板连梁的承载力随之降低;钢板的受压波形屈曲变形主要发生在上下梁墙交界处,钢板和楼板的设置能显著增大连梁的受剪承载力及耗能能力;RC楼板设置半通缝会明显延缓连梁的开裂,半通缝的设置并不对连梁的承载力造成很大影响,但可以减小楼板在加载前期的损伤.     

考虑RC楼板影响的钢板-混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为研究地震作用下考虑RC楼板影响的钢板-混凝土组合(PRC)连梁受力性能和破坏机理,进行了4个带RC楼板的钢板-混凝土组合连梁和1个不带楼板的钢板-混凝土组合连梁的低周反复荷载试验,研究跨高比、钢板配板率以及楼板型式等因素对PRC连梁抗震性能的影响,分析带RC楼板连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等,并考察楼板的损伤情况.结果 表明:随着跨高比的增大,带RC楼板连梁的承载力明显降低,但延性更好;随着配板率的降低,带RC楼板连梁的承载力随之降低;钢板的受压波形屈曲变形主要发生在上下梁墙交界处,钢板和楼板的设置能显著增大连梁的受剪承载力及耗能能力;RC楼板设置半通缝会明显延缓连梁的开裂,半通缝的设置并不对连梁的承载力造成很大影响,但可以减小楼板在加载前期的损伤.     

外包钢板-混凝土组合连梁试验研究(Ⅰ):抗震性能

对6根外包钢板-混凝土组合连梁试件进行了拟静力加载试验,试件变化参数有连梁跨高比、钢板厚度和弯剪比。连梁钢板的破坏包括连梁端部钢板的开裂和钢板的局部屈曲。试件承载力的下降主要由梁端钢板的开裂和裂口扩展引起。所有试件的连梁钢板开裂后,裂口迅速扩展,在钢板开裂或开裂后的下一级位移循环时荷载达到峰值。连梁钢板的局部屈曲分为连梁端部钢板的受压局部屈曲和钢腹板的剪切局部屈曲。局部屈曲的发生和形态主要受钢板厚度、连梁的跨高比和钢板开裂的影响。所有试件的内填混凝土均未发生明显的受压破坏。混凝土的开裂程度与裂缝分布与外部钢板的变形程度相一致。采用连梁钢腹板无对接焊缝构造试件的变形能力明显优于连梁钢腹板有对接焊缝构造试件的变形能力。所有试件的滞回曲线饱满,具有稳定的耗能能力。     

钢-混凝土组合连梁抗震性能研究

在小跨高比情况下,通过在连梁中嵌入抗剪钢板可有效约束混凝土受剪斜裂缝在跨中的开展,使得混凝土因斜向压溃导致的斜压剪切破坏推迟出现,使小跨高比连梁在斜向45°应力集中区形成有效的传力机构,承载能力、延性及耗能明显提高.本文运用ABAQUS有限元软件,针对配有内包钢板的钢-混凝土组合连梁结构进行有限元模拟分析,研究内包钢板或型钢在不同开孔形式、开孔率及孔长宽比条件下对组合连梁整体受力性能的影响.     

不同连梁跨高比混凝土核心筒抗震性能试验研究

为了进一步研究钢筋混凝土核心筒体的抗震性能,对两个钢筋混凝土核心筒试件进行了水平低周反复荷载试验,重点研究不同连梁跨高比下核心筒的破坏机理、承载能力、耗能能力、延性、剪力滞后等方面的抗震性能。发现核心筒试件最后均为底部发生整体弯曲破坏,随着连梁跨高比从1.7下降到0.9,核心筒试件的刚度和承载能力有明显提高,但同时延性性能和耗能能力显著下降。分析表明,连梁跨高比对钢筋混凝土核心筒的抗震性能有较大影响。     

钢板混凝土组合连梁的试验研究

为了评估并提高钢板混凝土组合梁的抗震性能,对其进行了试验研究。对6个不同跨高比、钢板厚度和弯曲-抗剪能力比的组合连梁样本施加反复荷载。从梁角部的钢板断裂开始进入极限状态,并逐渐发展到钢腹板和钢翼缘的中部。断裂开始后连梁抗剪能力方面的增长有限。发现的两种局部屈曲现象为梁端的压缩局部屈曲和钢腹板的剪切屈曲。内填混凝土并无压缩失效现象,混凝土裂缝的模式与钢板变形相一致。无对接焊缝的连梁腹板和剪力墙连接试件的变形能力大于局部有对接焊缝的试件。连梁的稳定性和完整的滞回性能表明了其具有稳定的耗能能力。     

基于ADINA的钢板-混凝土连梁抗震性能研究

通过有限元软件ADINA创立焊接箍筋钢板-混凝土连梁数值计算模型,对6mm钢板厚度的钢板-混凝土连梁的抗震性能进行数值计算。结果表明了将钢板设置为6mm厚度的组合连梁较普通连梁抗震性能更加显著。连梁设置钢板改良了抗震性能。对此借鉴前辈研究成果,研究设置钢板为6mm厚度的组合连梁较普通连梁具有怎样的抗震性能变化。     

基于ABAQUS的钢板锚固长度对混凝土-钢板组合连梁抗震性能影响分析

采用ABAQUS有限元软件建立了剪力墙结构中混凝土-钢板组合连梁的数值模型,分析了不同的钢板锚固长度对其抗震性能的影响。结果表明:在混凝土-钢板组合连梁结构中,钢板锚固长度对连梁的抗震性能有明显的影响。当锚固长度较小时,由于钢板锚固破坏而拔出,连梁未能在剪力墙中起到有效的耗能构件的作用;锚固长度较大时,不仅经济性差,也会给剪力墙中钢筋施工带来不便,因此有必要对混凝土-钢板组合连梁中的钢板确定一个较为合理的最小锚固长度,防止连梁首先发生锚固破坏。     

波形钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙、水平波形钢板-混凝土组合剪力墙以及平钢板-混凝土组合剪力墙拟静力试验,研究了波形钢板-混凝土组合剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力和破坏模式,分析了荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、各阶段特征荷载和位移值等,以及结构的破坏特征、变形和耗能能力、刚度和承载力退化。试验结果表明:波形钢板-混凝土组合剪力墙具有较大的抗侧刚度、较好的延性和耗能能力;与平钢板-混凝土组合剪力墙相比,波形钢板-混凝土组合剪力墙有较好的界面黏结性能,而平钢板-混凝土剪力墙由钢板变形引起的混凝土剥落严重;波形钢板-混凝土组合剪力墙的初始刚度较平钢板-混凝土组合剪力墙的高,竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙的承载力和极限位移较水平波形钢板-混凝土组合剪力墙的高,波形钢板-混凝土组合剪力墙的承载力退化和刚度退化比平钢板-混凝土组合剪力墙的慢,表现出较好的受力性能。采用ABAQUS有限元软件可以较好地模拟试验,有限元分析结果表明,波形钢板的应力分布比较均匀,组合作用效应明显,适合在抗震结构中采用。     

波形钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙、水平波形钢板-混凝土组合剪力墙以及平钢板-混凝土组合剪力墙拟静力试验,研究了波形钢板-混凝土组合剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力和破坏模式,分析了荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、各阶段特征荷载和位移值等,以及结构的破坏特征、变形和耗能能力、刚度和承载力退化。试验结果表明：波形钢板-混凝土组合剪力墙具有较大的抗侧刚度、较好的延性和耗能能力;与平钢板-混凝土组合剪力墙相比,波形钢板-混凝土组合剪力墙有较好的界面黏结性能,而平钢板-混凝土剪力墙由钢板变形引起的混凝土剥落严重;波形钢板-混凝土组合剪力墙的初始刚度较平钢板-混凝土组合剪力墙的高,竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙的承载力和极限位移较水平波形钢板-混凝土组合剪力墙的高,波形钢板-混凝土组合剪力墙的承载力退化和刚度退化比平钢板-混凝土组合剪力墙的慢,表现出较好的受力性能。采用ABAQUS有限元软件可以较好地模拟试验,有限元分析结果表明,波形钢板的应力分布比较均匀,组合作用效应明显,适合在抗震结构中采用。     

低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了2片低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙和1片低剪跨比钢筋混凝土剪力墙试验,研究了高轴压比剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到了试件滞回曲线、骨架曲线、承载力、位移延性系数、刚度退化、承载力退化和耗能能力等,分析了不同形式连接件对抗震性能的影响。试验结果表明：与钢筋混凝土剪力墙相比,低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙受剪承载力显著提高,具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。     

双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

提出一种新型的配置L形拉结件的双钢板-混凝土组合剪力墙。通过两组共6个双钢板-混凝土组合剪力墙试件的拟静力试验,对此新型组合剪力墙的抗震性能进行了研究。试件改变参数主要为轴压比和连接件间距,在试验的基础上对试件的破坏形态、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线等进行分析。试验研究表明：L形拉结件的配置既能增强外包钢板对核心内混凝土的约束作用又能抑制外包钢板的屈曲,充分保证了外包钢板和混凝土之间的协同工作,此新型组合剪力墙具有较高的承载力,较好的延性及耗能能力。在达到峰值荷载之前,墙体钢板未发生明显的局部屈曲变形,最终组合剪力墙均因端柱屈曲拉裂而开始破坏;破坏时极限位移角的平均值为1/58;随着距厚比减小,试件的水平承载力和延性系数均显著提高。     

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。     

小跨高比纤维增强混凝土连梁抗震性能试验研究

通过3个不同配筋、不同材料(普通混凝土、纤维增强混凝土)的小跨高比混凝土连梁在低周往复荷载作用下的试验,对比分析小跨高比纤维增强混凝土连梁的破坏形态、延性性能、承载能力以及耗能性能,研究掺加PVA纤维对小跨高比混凝土连梁抗震性能的影响。结果表明,加入PVA纤维可以推迟小跨高比混凝土连梁开裂,显著改善连梁的剥落状态,提高连梁的极限荷载,而且连梁的位移延性和耗能能力也有所增加。