高轴压比装配整体式预应力混凝土框架中节点抗震性能试验研究

装配整体式预应力混凝土框架中节点由预制柱、预应力T形叠合梁和现浇节点核心区组成,其中,预应力T形叠合梁采用穿过节点核心区的后张预应力筋（全黏结和部分黏结）。对2个高轴压比（0.68）装配整体式预应力混凝土框架中节点和1个现浇对比中节点足尺模型进行了低周反复荷载试验。试验结果表明：试件均发生梁端弯曲破坏,柱纵筋和核心区箍筋未屈服;试件滞回曲线均较饱满,表现出较好的耗能能力;3个试件的刚度退化规律基本一致,残余变形较小,变形恢复能力良好;与现浇对比中节点试件和全黏结预应力中节点试件相比,部分黏结预应力中节点试件的承载力分别高6%和1.5%,位移延性系数分别高11.8%和17.6%。     

高轴压比钢筋混凝土柱受力性能试验研究

为了研究高配箍率钢筋混凝土柱在高轴压比下的受力性能,对两组轴压比分别为0.4和0.6、体积配箍率为1.89%的4个试件进行单调加载和低周反复加载试验,研究了钢筋混凝土柱的破坏形态、承载能力、滞回特性和耗能能力。结果表明:试件变形主要以弯曲变形为主,弯曲变形约占总变形的90%,当配箍率为1.89%时,即使轴压比较大,试件仍具有较强承载能力、变形能力和耗能能力。     

斜向地震作用下高轴压比RC方柱抗震性能试验

钢筋混凝土承重柱会因地震动的随机性而斜向受力,从而呈现与单向主轴受力时不同的抗震性能.对3个试验轴压比为0.6、剪跨比为4的RC方柱进行了不同加载角度0°,22.5°,45°下的低周往复加载试验,研究了斜向受力下高轴压比RC柱的承载能力、耗能能力、刚度和变形能力等抗震性能.结果表明:斜向受力导致高轴压比RC方柱的正截面...     

应用分体柱改善短柱(高轴压比)抗震性能的试验研究

本文通过六根分体柱在高轴压比和低周反复水平荷载作用下的试验研究,分析了轴压比、配箍率等对分体柱的刚度、裂缝、最大承载能力、破坏形态及其滞回特性等抗震性能的影响;分析了过渡区设置和斜向水平荷载对分体柱受力性能的影响。提出了分体柱的刚度计算方法。     

高轴压比高强混凝土足尺框架柱抗震性能研究

对9个高轴压比、高强纵筋、高强箍筋、高强混凝土井字箍矩形截面足尺框架柱进行了水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究,讨论了其破坏机理、破坏形态和滞回特性,分析了轴压比、混凝土强度、箍筋形式及配箍率等因素对试件滞回曲线、骨架曲线、刚度、承载力及延性的影响规律。研究表明:足尺框架柱破坏时混凝土脱落较为严重;高轴压比、高强钢筋、高强混凝土矩形截面足尺框架柱的滞回曲线较为扁平,耗能亦较差,下降段较陡且延性较差;柱中部箍筋非加密区由于纵向钢筋受压失稳而发生破坏导致试件的滞回曲线很扁,且几乎没有下降段;随着混凝土强度等级提高,骨架曲线的最大荷载对应的位移和极限破坏荷载对应的位移均较小,骨架曲线的下降段亦较陡。建议对高轴压比高强混凝土框架柱应沿着整个柱高加密箍筋。     

高轴压比下钢管混凝土矮墙抗震性能试验研究

为了提高矮墙的轴向稳定性以及侧向变形能力,在墙体中部布置多根钢管,形成钢管混凝土矮墙的形式。通过对5片剪跨比为0.95的矮墙试件在高轴压比(0.5)下的拟静力试验,研究了其承载力、变形能力、破坏形态、滞回耗能等抗震性能,并给出了内部钢筋与钢管应变。主要设计参数为钢管布置、轴压比、抗剪件类型以及钢管间连接。试验结果表明：钢管混凝土矮墙在峰值荷载之前呈现明显的剪切受力状态,腹板上布满大量剪切裂缝;峰值荷载之后损伤集中于钢管部位,形成开缝墙的受力模式,侧向变形能力得到明显提升;加载结束时墙体腹板混凝土剥落,但墙体仍然具有很好的竖向与侧向稳定性。墙体的峰值位移角约为1/290~1/106,极限位移角达到1/70,并且滞回性能明显改善,表明钢管混凝土矮墙具有良好的抗震性能和抗倒塌能力。     

高轴压比钢骨混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究高轴压比钢骨混凝土剪力墙的抗震性能,完成了6片剪跨比为2.43、轴压比试验值为0.33~0.35的钢筋、钢骨和钢管混凝土剪力墙试件的往复水平力加载试验。试验表明:试件的纵筋和钢骨(钢管)受压屈服先于受拉屈服。试件的破坏形态为底部混凝土压碎剥落,约束边缘构件内的纵筋和钢骨(钢管)压曲,试件丧失竖向承载力。钢骨和钢管提高了试件的正截面承载力,且随位移增大试件能稳定地保持最大承载力。配置工字钢、槽钢和方钢管的试件的极限位移角为1/73~1/59,与钢筋混凝土试件基本相同;配置圆钢管的试件的极限位移角达1/44,墙端约束边缘构件配置圆钢管对提高高轴压比剪力墙的变形能力有显著作用。根据试验结果,提出了高轴压比钢骨混凝土剪力墙屈服、承载力极限状态和变形极限状态的截面应变、应力分布,建立了正截面承载力的计算式和顶点水平位移计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

高轴压比下加芯混凝土框架柱延性与承载力试验研究

通过高轴压比下8个加芯混凝土框架柱和1个普通混凝土框架柱低周往复加载的模型试验,阐述了主要试验现象及破坏形态,对各试件的P-Δ滞回曲线、位移延性系数、极限位移转角、屈服荷载和极限荷载等试验结果进行了研究,分析了加芯混凝土框架柱延性和承载力的影响因素。结果表明:通过对芯柱进行合理设置,加芯混凝土框架柱具有良好的滞回延性和较高的抗震承载力,可明显改善普通混凝土框架柱在高轴压比下的抗震性能,弹塑性变形能力能够满足抗震要求;芯柱的纵筋配筋率、截面面积和体积配箍率是影响加芯混凝土框架柱延性和承载力的主要因素。结合以往的研究成果,本文提出了加芯混凝土框架柱轴压比限值的建议值、正截面承载力计算公式以及相关设计建议。     

装配式钢筋混凝土柱-钢梁框架节点抗震性能试验研究

通过4个1/2比例装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架节点低周往复荷载作用下的试验研究,分析了节点区加劲腹板厚度及开孔的影响,研究该新型节点连接构造的受力性能及装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架单元的抗震性能。基于试验结果对试件的破坏特征、滞回性能及变形组成进行分析。研究结果表明：装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架节点滞回曲线呈纺锤形,梁端塑性铰区充分耗散能量,具有良好的抗震性能;装配式螺栓连接钢筋混凝土柱 钢梁混合节点具有良好的连接质量;加劲腹板厚度的增加一定程度上减小了节点的剪切变形,加劲腹板开孔对节点受力性能影响不大;梁弯曲变形引起的层间侧移在强柱弱梁型钢筋混凝土柱-钢梁框架节点总侧移中所占比例最大,节点剪切变形所占比例较小。     

高轴压比框架柱恢复力模型试验研究

通过对 7个常规钢筋混凝土框架柱试件 (剪跨比为 3 0 )的低周反复荷载试验 ,重点研究了高轴压比下框架柱的抗震性能、合理的轴压比限值以及轴压比的变化对框架柱滞回特性的影响。在对试验结果分析和前人研究成果的基础上 ,建立了能够考虑柱轴压比参数对滞回特性影响的框架柱剪力 -侧移恢复力模型。     

高轴压比纵肋叠合混凝土剪力墙抗震性能试验研究

纵肋叠合剪力墙结构是一种新型的装配整体式混凝土叠合剪力墙结构,预制墙板构件底部设有空腔,顶部伸出封闭环状钢筋,上下层墙板纵筋在底部空腔搭接传力。墙板构件的边缘构件通常采用预制,现场安装完成后形成叠合边缘构件,同时,为方便墙板构件调平及增加墙体整体性,墙板构件底部与楼板之间设有5cm后浇层。为研究带叠合边缘构件及底部后浇层的纵肋叠合剪力墙的抗震性能,对高轴压比的足尺剪力墙试件进行低周往复荷载试验,对比参数包括剪跨比、构造形式、轴压比。试验结果表明,轴压比不超过0.6时,纵肋叠合剪力墙无论采用全预制方式还是预制现浇结合的方式,其受力性能均与现浇剪力墙大致相同,边缘构件采用叠合构造是可行的,底部后浇层对墙体受力性能无影响,可按与现浇结构相同的方法进行此类纵肋叠合剪力墙结构及构件的设计。     

高轴压比下钢管高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

通过在约束边缘构件位置和截面中部设置多根钢管,形成了一组不同钢管布置形式的钢管高强混凝土组合剪力墙。通过对8片剪跨比为2.08的剪力墙试件在高轴压比（0.40~0.62）下的低周往复加载试验,研究其破坏形态、承载力、变形能力、滞回性能等。试验结果表明：试件的破坏形态为压弯作用下的受弯破坏,墙体根部混凝土压溃范围为整个试件宽度和300~400mm高度,钢管与混凝土之间没有出现明显的黏结滑移;在峰值荷载前,试件的截面应变分布基本符合平截面假定;与钢筋混凝土剪力墙相比,设置钢管后在轴向压力最大增加19%的情况下,受弯承载力提高了21%~43%,试件的屈服位移角达到1/300,峰值荷载时位移角不低于1/100,极限位移角达到1/75,个别试件接近1/40,变形能力提高了约30%,试件的滞回性能明显改善,表明所设计的钢管高强混凝土剪力墙具有良好的抗震性能和抗倒塌能力。     

高轴压比扁柱的抗震性能试验研究

完成了3个高轴压比下扁柱试件在反复荷载作用下的试验。讨论了其破坏形态及滞回特性,并分析 了轴压比、箍筋形式及配箍率等因素对试件延性的影响。结果表明采用普通矩形箍筋柱的延性较差,采用带 十字拉筋的矩形箍筋柱的延性稍好,采用井字箍筋柱的延性较好。研究结果可为进一步了解框架扁柱的抗震 性能提供依据。     

装配式异形柱节点抗震性能试验研究

为了研究新型装配式异形柱节点的抗震性能,更好地推广新节点应用于实际工程,设计制作并进行了2组异形柱节点的拟静力试验。通过观察4个试件的裂缝开展破坏过程,分析每个试件位移、刚度、强度和耗能等抗震指标。结果表明:装配边柱节点与现浇节点的破坏过程和类型基本一致,而两个中柱节点的破坏过程及类型有明显区别;纵筋采用直螺纹套筒和灌浆套筒连接均能够有效传递双向应力,实现钢筋与混凝土的有效传力;叠合板滑移影响装配节点承载力;装配节点的刚度比现浇节点稍低,但因较早屈服,破损位移相近,延性变形优于现浇节点,能够满足基于性能设计的框架结构层间位移角限值2%(生命安全(LS)性能)要求。     

碳纤维布改善高轴压比混凝土柱延性的试验研究

进行了碳纤维布加固高轴压比混凝土柱在轴力及反复水平荷载作用下的试验。研究表明,碳纤维布提供了有效约束,试件延性明显提高。在试验研究的基础上,提出了碳纤维布改善高轴压比混凝土柱延性的设计建议。     

新型装配式预应力混凝土框架梁柱节点抗震性能试验研究

新型装配式预应力混凝土框架结构,通过后张预应力钢绞线和预应力螺纹钢筋产生的预压力实现梁柱节点连接。为研究该节点的抗震性能,设计并制作了4个试件,对其进行拟静力试验,分析了其破坏形态、滞回特性、刚度退化、变形能力、承载力及耗能能力,探讨了剪跨比、截面预压应力对其抗震性能的影响,并建立了梁端接缝截面受弯承载力计算方法。研究结果表明：各试件均发生了梁端弯曲破坏,滞回曲线呈反“S”形或饱满“弓形”,位移延性系数均大于3,强屈比在1.07～1.33之间,整体表现出较好的耗能能力、变形能力;剪跨比对节点的抗震性能影响不明显;截面预压应力分布对节点抗震性能有一定的影响,梁端接缝截面均匀受压时,其耗能能力、位移延性等综合抗震性能相对最优。     

高轴压比钢-混凝土组合剪力墙压弯性能试验研究

通过对13片不同形式的高轴压比、大剪跨比剪力墙进行往复水平力加载试验,研究墙体两端暗柱设置型钢、墙身增设内藏钢板等形式组合剪力墙的压弯承载力、延性性能及破坏机理。试验结果表明:基本试件、两端暗柱设置型钢试件、内藏钢板试件的破坏过程相近,两端暗柱设置型钢试件和内藏钢板试件裂缝条数较多、宽度较小,内藏钢板试件的破坏情况相对较轻;两端暗柱设置型钢、增设内藏钢板,对压弯承载力、变形能力提高显著;组合剪力墙轴压比计算可以计入两端型钢和内藏钢板的作用。根据试验结果,提出钢板组合剪力墙压弯承载力计算的建议公式。     

装配式钢骨混凝土柱在不同轴压比作用下的抗震性能分析

为研究轴压比对一种新型预制装配式钢骨混凝土柱（Prefabricated Steel Reinforced Concrete Column,PSRCC）抗震性能的影响规律,借助ABAQUS有限元软件对5个PSRCC试件进行了低周往复循环试验,分析了轴压比对新型PSRCC试件滞回性能、骨架曲线、延性变形等抗震性能指标的影响。研究结果显示,各PSRCC试件具有良好的变形及能量耗散能力,其平均延性系数在7.31～13.11之间,等效黏滞阻尼系数在0.245～0.295之间。随着轴压比的增大,各PSRCC试件的承载力先增大后降低;当轴压比增加到0.4时,峰值承载力最大,增大幅度为6.31%。同时,PSRCC试件初始刚度的增大幅度为60.34%,能量耗散和塑性变形性能降低明显。     

高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点抗震性能试验

为了研究高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点的抗震性能,按照现行规范设计了3个强柱弱梁型复式钢管混凝土外环板节点试件,进行了低周往复加载试验,研究其在高轴压比下的破坏形态、承载能力、变形能力以及耗能能力等。结果表明:增加水平环板的宽度可以有效提高节点的延性;锚固腹板加肋可以增加梁柱连接节点的初始刚度,增强节点的整体性,从而提高节点的承载能力和耗能能力;节点试件的破坏表现为钢梁翼缘首先发生屈服,随着水平荷载加大,试件同时出现梁端塑性铰和柱端塑性铰的破坏形态,锚固腹板加肋和水平环板加宽的试件在加载后期出现明显的柱端压弯破坏,各节点核心区应力较小,基本处于弹性阶段,因此高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点可实现强节点要求,但不能满足“强柱弱梁”的抗震设防要求。     

浅谈抗震框架柱轴压比限值问题

现行规范中的轴压比限值的规定不够具体有针对性,没有全面考虑影响抗震设计中框架柱延性的其他因素。本文针对影响柱子延性诸因素的分析,得出了规范中轴压比限值多数情况下偏于保守,可适当做放宽调整的结论。