反复荷载下型钢再生混凝土柱抗震性能试验研究

为研究型钢再生混凝土柱的破坏形态和抗震性能,对10个不同剪跨比、再生粗骨料取代率、轴压比、体积配箍率的型钢再生混凝土柱进行低周反复荷载试验,观察其受力过程及破坏形态,分析不同设计参数对荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性、耗能能力及刚度退化等力学性能的影响。试验研究结果表明:型钢再生混凝土柱的主要破坏形态为剪切斜压破坏、弯剪破坏以及弯曲型破坏,破坏形态与剪跨比有关;滞回曲线大多呈梭形且较为饱满,说明型钢再生混凝土柱具有较好的延性及耗能能力;取代率对试件承载力影响不明显,延性及耗能能力随取代率的增加而有所降低;随着轴压比的增大,试件承载力有一定提高,但其衰减加快,且延性及耗能能力降低;增大体积配箍率时,试件承载力增大不明显,但延性及耗能能力显著提高。总体上看,型钢再生混凝土柱具有较好的抗震性能,可以通过合理的设计将其应用于抗震结构中。     

低周反复荷载作用下型钢再生混凝土柱延性分析

对17根型钢再生混凝土柱进行了低周反复荷载试验,观察了型钢再生混凝土柱的破坏形态,分析了其滞回曲线特性。在此基础上,研究了型钢再生混凝土柱的延性特征,主要分析了再生粗骨料取代率、轴压比、体积配箍率和剪跨比对柱位移延性系数的影响,并给出了柱的极限位移角限值。结果表明:型钢再生混凝土柱主要发生剪切斜压破坏、弯剪破坏及弯曲破坏;除高轴压比试件外,大剪跨比柱滞回曲线饱满,位移延性系数均大于3,表现出较好的抗震性能;柱延性随着再生粗骨料取代率和轴压比的增大而降低,但随着体积配箍率及剪跨比的增大而增大;柱极限位移角均值约为1/40,表现出较好的位移变形能力。     

低周反复荷载下改性再生混凝土框架角节点受力性能试验研究

对2榀再生混凝土框架顶层角节点进行低周反复荷载试验,其中1榀添加适量粉煤灰等量替代水泥,探讨粉煤灰作为外加剂的改性再生混凝土框架角节点受力性能和变形能力。研究表明:改性再生混凝土角节点的承载能力、破坏形态与未改性再生混凝土差别不大,最终破坏时,节点外侧和柱顶混凝土开裂剥落,表现出较明显的脆性性质。在正、负弯矩的作用下的2榀试件的骨架曲线、刚度退化情况、延性指标和耗能能力基本相同,在张开弯矩作用下添加粉煤灰的试件性能略差。在再生混凝土中添加适量粉煤灰可以改善再生混凝土的耐久性,对于再生混凝土角节点的抗震性能影响不大。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》给出的节点抗剪承载力计算式是根据中节点核心区受剪应力状况导出的,而角节点受力类似折梁受弯,存在较大弯曲成分,有待于进一步研究给出承载力计算式。     

低周反复荷载下二层再生混凝土框架抗震性能试验研究

通过对1榀单跨二层再生混凝土框架进行低周反复试验,研究其结构的破坏特征、滞回性能、骨架曲线、强度和刚度退化和耗能能力等。同时,利用预先设置在钢筋上的应变片研究和分析再生混凝土框架梁柱中纵筋、箍筋关键点应变在低周反复荷载下的变化规律。试验结果表明,再生混凝土框架梁端、柱脚荷载-曲率滞回曲线较丰满,有良好耗能能力。结构变形为屈服时的3.5倍时,其承载力无明显降低。再生混凝土框架具有良好的抗震性能,应用于工程实际是可行的。     

型钢高强高性能混凝土框架节点抗震性能试验研究

为了研究型钢高强高性能混凝土框架节点的抗震性能,进行了5榀缩尺比例为1/4的框架中节点的低周反复加载试验,对不同混凝土强度等级、不同轴压比下梁柱节点的受力特点、应变分布、裂缝开展模式、破坏形态、变形特征、延性性能进行了研究。结果表明,型钢高强高性能混凝土框架节点的破坏过程与普通型钢混凝土框架节点相似,相同条件下节点的延性性能和耗能能力较普通型钢混凝土节点的略差,但型钢对高强高性能混凝土的有力约束改善了其本身延性差带来的不利于抗震的脆性特征,设计合理的型钢高强高性能混凝土框架节点具有良好的位移延性和滞回特性。     

低周反复荷载下型钢再生混凝土长柱非线性数值模拟分析

型钢再生混凝土结构可以将建筑垃圾重新利用,并提高构件的强度和耗能能力。采用开源的地震工程模拟系统OpenSees对7个型钢再生混凝土长柱试件进行全过程非线性数值模拟,分析了在不同再生混凝土取代率、轴压比和体积配箍率下型钢再生混凝土长柱的承载力、延性和耗能能力。在建模过程中,采用纤维模型对型钢再生混凝土柱截面进行细致划分,并对不同截面赋予相应的材料属性,同时结合非线性梁柱单元来完成型钢再生混凝土柱的数值模拟。与试验的对比分析表明,OpenSees能够有效地模拟型钢再生混凝土长柱的受力和变形全过程。     

低周反复荷载下装配整体式混凝土框架边节点的抗震性能

以某18层装配整体式混凝土框架工程为背景,按照"强柱弱梁"、"强节点弱构件"的原则设计试件,取其标准层中典型的普通剪跨比边节点和短剪跨比边节点进行低周反复荷载下的足尺模型试验,对装配整体式混凝土框架边节点的破坏形态、滞回曲线、位移延性、耗能能力、剪切变形进行了系统的研究。结果表明:2个装配整体式混凝土框架边节点在低周反复荷载下均具有较大的安全储备;普通剪跨比边节点和短剪跨比边节点的破坏形态分别为梁端弯曲破坏和梁端剪切破坏,此时梁端纵向钢筋屈服,而柱内纵向钢筋和核心区内箍筋在整个受力过程中均处于弹性状态;发生弯曲破坏的普通剪跨比边节点的耗能明显高于发生剪切破坏的短剪跨比边节点的耗能。     

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。     

花纹型钢混凝土柱抗震性能试验研究

提出一种内部型钢由花纹钢板制作的花纹型钢混凝土组合柱。通过设计2个花纹高度不同的新型试件和1个普通型钢混凝土试件的低周反复荷载试验,研究试件的破坏形态、滞回骨架特性、刚度退化、内置型钢的应变变化规律等,分析型钢表面的花纹高度对型钢混凝土组合结构抗震性能的影响。试验结果表明,相较于普通型钢混凝土柱,花纹型钢混凝土柱的承载能力、延性、变形和耗能能力等抗震性能均得到有效提高,且型钢表面的花纹凸起高度越大,提高效果越好。     

预制型钢混凝土框架节点抗震性能研究与应用

对预制型钢混凝土框架足尺节点进行了拟静力试验研究,对比分析了预制型钢混凝土框架边节点、中节点及其现浇对比节点的破坏形态、滞回特性、耗能等抗震性能指标。研究结果表明,预制型钢混凝土框架节点与其现浇对比试件具有相近的破坏形态,均实现了梁端塑性铰破坏机制;预制型钢混凝土框架节点与现浇对比试件具有相近的抗震性能,实际工程中预制型钢混凝土框架结构可参照现浇型钢混凝土框架结构设计相关规程设计。     

后张预应力预制混凝土框架梁柱节点抗震性能试验研究

采用后张预应力筋将预制梁柱拼装在一起的连接方式属于延性连接,地震作用下塑性变形主要集中在连接部位,梁柱构件均保持弹性。采用这类连接的预制混凝土框架结构具有结构恢复性能好、耐久性好、有利于实现大跨度预应力混凝土框架结构的"梁铰耗能机制"等优点。为了研究其抗震性能,对4榀梁柱中节点进行低周反复加载试验。其中,2榀试件中预应力筋为有黏结,另外2榀预应力筋在梁端一定范围内设置为无黏结。试验结果表明,4榀试件的破坏主要集中在梁柱连接截面附近,梁柱构件本身及节点核心区破坏都比较轻微;与普通钢筋混凝土构件相比,试件滞回环面积较小,耗能能力较差,但残余变形较小,恢复性能较好;预应力筋在梁柱连接截面附近为无黏结的试件由于预应力筋没有达到屈服强度,耗能更小,恢复性能也更好;4榀试件最大楼层位移角介于0.359～0.439之间,大于我国抗震规范规定的框架结构最大弹塑性层间位移角限值,具有足够的变形能力。     

低周反复荷载下传统风格建筑钢筋混凝土-钢管混凝土组合框架抗震性能研究

对一缩尺比为1/2的传统风格建筑钢筋混凝土(RC)-钢管混凝土(CFST)组合框架模型进行了低周反复加载试验,研究了模型结构的破坏过程、破坏特征,得到了结构的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、应变特征、延性、耗能性能、刚度退化与承载力退化。试验分析表明：乳栿为模型结构的第一道抗震防线;模型结构的滞回曲线呈现出“捏缩”效应,表现出剪切滑移特征;试件破坏时,其等效黏滞阻尼系数为0.146,小于常规现代混凝土框架结构;模型框架的位移延性系数大于3.0,极限位移角为1/27,表现出良好的变形能力及抗倒塌能力。由应变分析可知,金柱纵筋先于檐柱纵筋屈服;混凝土柱纵筋先于方钢管屈服。基于试验结果,采用ABAQUS软件对模型进行了有限元分析,计算结果与试验实测结果吻合较好。在此基础上对模型进行参数分析,结果表明：随组合柱轴压比和CFST柱与RC柱线刚度比的提高,模型框架的水平承载力增大,但延性变差;随混凝土柱纵筋配筋率的增大,模型框架的水平承载力和延性均明显提高。     

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。     

削弱梁翼缘连接轻钢框架的低周反复荷载试验

通过两跨两层削弱梁翼缘连接轻钢框架试件的低周反复加载试验,研究了结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力、刚度退化和破坏形态。结果显示,削弱梁翼缘连接轻钢框架具有很好的抗震性能,梁上塑性铰首先出现在翼缘削弱截面处,节点域耗能能力强,本文结论可为多层削弱梁翼缘连接轻钢框架的抗震设计提供依据。     

再生混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究

通过3个再生混凝土框架梁柱中节点试件在低周反复荷载下的加载试验，对其破坏形态、滞回性能、延性特征、刚度退化等进行了研究，为再生混凝土结构的工程应用提供试验依据和理论基础。研究结果表明：再生混凝土节点受力和破坏过程可分为初裂阶段、通裂阶段、极限阶段、破坏阶段；节点核心区剪切破坏时，混凝土多沿再生骨料新老砂浆界面呈酥松状破坏，表现出明显脆性性质；增加箍筋数量，可以提高节点核心区的受剪承载力；在核心区发生剪切破坏前，梁根部纵筋能够充分发挥变形能力，滞回曲线较为丰满；施加轴向压力，可延缓节点裂缝的开展，抑制梁纵筋黏结滑移，有助于提高试件的抗震性能；再生混凝土试件具有一定的延性和耗能能力，通过合理的设计可以用在抗震设防地区。     

腋板加强型节点空间钢框架在低周反复荷载作用下的抗震性能研究

为对比分析普通节点和腋板加强型节点钢框架的抗震性能,采用ANSYS有限元分析软件对两种不同节点形式的钢框架建立三维空间计算模型,进行了低周反复荷载作用下的有限元模拟。对比分析了两种节点钢框架模型的破坏形态、滞回性能、承载力、耗能能力、强度及刚度退化性能。分析结果表明,腋板加强型节点钢框架能有效地提高钢框架的承载力,达到塑性铰外移的目的,滞回曲线饱满,具有较强的耗能能力,退化性能较普通节点钢框架更缓慢。研究内容可为工程应用和理论分析提供参考。     

不同分布筋间距下型钢混凝土剪力墙抗震性能试验

为研究分布筋间距对型钢混凝土剪力墙抗震性能的影响,设计了4个矩形截面型钢混凝土剪力墙试件（其中1个为不带暗撑的普通剪力墙对比试件,3个为带X形暗撑的型钢混凝土剪力墙试件）,进行了低周反复荷载试验。结果表明:型钢混凝土剪力墙试件的承载力随着分布筋间距的增大而减小,其分布筋间距为100,150,200 mm的试件承载力较对比试件分别提高了66.8%,45.9%和41%;型钢混凝土剪力墙试件的延性随着分布筋间距的增大而呈线性降低趋势,其分布筋间距为100,150,200 mm的试件延性系数较对比试件分别提高了27.8%,29.2%和11.3%;试件的分布筋间距越小其裂缝越细密,沿暗支撑走向分布越明显,塑性铰范围越大,耗能能力越高,抗震性能越好。     

改性再生混凝土框架中节点抗震性能试验研究

通过对两榀再生粗骨料取代率为100%,粉煤灰等量取代率为15%的改性再生混凝土框架中节点的试验,探讨粉煤灰作为外加剂的改性再生混凝土框架节点的破坏机制、滞回曲线、刚度退化、能耗性能、延性特征等抗震性能。试验表明:改性再生混凝土中节点破坏过程均经历初裂、通裂、极限、破坏四个特征阶段;节点核心区破坏时混凝土呈酥裂状破坏,表现出明显脆性性质;梁根部适量配置纵筋,在核心区发生剪切破坏前,能够充分发挥变形能力,滞回曲线较为丰满;轴向压力的施加,改变了核心区主拉应力方向,延缓了节点裂缝的开展;再生混凝土试件具有一定的延性和耗能能力,能够满足抗震性能要求。     

不同配箍形式型钢混凝土柱抗震性能试验研究

为研究不同配箍形式对型钢混凝土(SRC)框架柱抗震性能的影响,进行了8个1∶2比例SRC柱试件的低周反复加载试验。主要研究参数为配箍形式、体积配箍率和剪跨比。通过试验研究了各参数对试件强度衰减、延性、滞回特性和耗能能力等性能的影响。研究表明,试件变形能力随体积配箍率和剪跨比的增大而增大,强度衰减随配箍率的增大而减小,配箍率对试件刚度衰减影响不明显。配箍形式对SRC柱滞回性能有明显影响,八角复合箍优于井字复合箍,矩形箍增设角箍,可有效延缓纵筋压曲,提高试件的极限承载能和变形能力。研究成果可为SRC结构工程实践提供参考。     

单调与低周反复荷载作用下胶合木梁柱延性抗弯节点试验研究

为研究带耗能连接件的混合式植筋胶合木梁柱节点的抗震性能,对9组16个胶合木梁柱植筋节点试件进行单调与低周反复荷载试验研究。对混合式植筋节点的破坏形态、试验现象、受力性能、延性和耗能能力等进行分析,并将其与纯植筋节点进行对比。结果表明：混合式植筋节点与纯植筋节点承载力相差不大,弹性抗侧刚度相对稍低,但刚度退化要比纯植筋节点小;混合式植筋节点位移延性系数达到2.2~5.1,延性性能较好;与纯植筋节点相比,混合式植筋节点滞回环的捏拢效应相对较轻,且其残余变形显著减小,说明带耗能连接件的植筋节点具有较好的耗能能力和变形恢复特性。对比纯植筋节点,引入耗能连接件后,混合式植筋节点受力及抗震性能变化不大,但其承载力与刚度维持在较高水平且可控制。带整体式耗能连接件的J2、J3组试件的耗能能力和变形恢复能力较强,而带分离式耗能连接件J4组试件的耗能能力与变形恢复能力相对差些。