火灾后混凝土短肢剪力墙抗震性能的试验研究

通过对6榀火灾后混凝土短肢剪力墙试件和1榀未受火对比试件的拟静力试验,研究受火时间、轴压比、暗柱和暗支撑的设置对混凝土短肢剪力墙的破坏形态、承载力、刚度、延性比、骨架曲线、滞回耗能等性能的影响。利用Park损伤评价模型对受火前后短肢剪力墙的抗震性能损伤进行评估,提出一种能反映火灾高温对短肢剪力墙抗震性能损伤加大程度的评价指标。借鉴规范的常温下混凝土剪力墙抗剪承载力的计算方法,建议四周受火后混凝土短肢剪力墙抗剪承载力的计算公式。结果表明:火灾后短肢剪力墙的承载力随受火时间的增加而降低。轴压比为0.2的短肢剪力墙受明火60min、120min后,承载力较未受火时分别降低7.3%、19.6%。轴压比可提高火灾后短肢剪力墙的承载力。受明火60min后,轴压比为0.2、0.3的短肢剪力墙的承载力分别较轴压比为0.1时提高24.6%、51.7%。暗柱和X形暗支撑均可提高火灾后短肢剪力墙的刚度和耗能,但暗柱不会提高承载力,而后者对承载力有提高作用。受火前后短肢剪力墙的滞回规则明显不同。     

一字形短肢剪力墙抗震性能的模型试验研究

为了研究一字形短肢剪力墙的抗震性能,对其进行了低周反复荷载试验研究。设计制作6片不同轴压比(0.3、0.5、0.7分别制作二组)和3片不同配筋方式的一字形短肢剪力墙模型及试验加载装置,对9片剪力墙进行了抗震性能试验。基于试验结果,对试件的破坏形态、滞回性能、位移延性、耗能能力、刚度退化等方面进行了分析,结果表明:轴压比对一字形短肢剪力墙的抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,试件表现出明显的脆性破坏;配有X型交叉筋的短肢剪力墙的裂缝分布均匀,承载能力较高,延性较好。提出了一字形短肢剪力墙一般应采用带暗柱及X形交叉配筋形式并严格控制轴压比限值等建议。     

装配式部分外包组合短肢剪力墙抗震性能试验研究

为研究装配式部分钢-混凝土组合短肢剪力墙(装配式PEC短肢剪力墙)的抗震性能,进行3个剪跨比为2. 5的装配式PEC短肢剪力墙进行拟静力试验,研究中等轴压比下装配式PEC短肢剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到试件滞回曲线、骨架曲线等数据,分析承载力、延性、刚度和耗能等性能指标,对比3种构造对该类构件抗震性能的影响。试验结果表明,装配式PEC短肢剪力墙具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。     

短肢剪力墙抗震性能试验

为了研究短肢剪力墙的抗震性能,对6个1/2比例的T形短肢剪力墙试件进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析了短肢剪力墙的承载力、延性、滞回特性、耗能能力及破坏机制等抗震性能。结果表明:短肢剪力墙试件以弯剪破坏为主,截面高厚比较大试件的腹板中部易发生剪切破坏;腹板底部是试件最薄弱部位,加暗支撑可明显增加试件的延性和极限承载力;随着试件轴压比的提高,试件延性降低,极限承载力增加。     

一字形短肢剪力墙结构抗震性能试验研究

设计制作了6片一字形短肢剪力墙试件,分为3组,每组2个试件中,在保持配筋率一致的情况下,一个采用截面等强度配筋,另一个设置暗柱。对其进行了低周反复荷载试验,研究不同配筋形式下的一字形短肢剪力墙的抗震性能。基于试验结果,对试件的破坏形态、滞回性能、位移延性、耗能能力等方面进行了分析。结果表明:设置暗柱的一字形短肢剪力墙的承载能力、位移延性和耗能能力明显优于没有设置暗柱的,建议对一字形短肢剪力墙应采用带暗柱的配筋形式。     

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.     

型钢混凝土T形截面剪力墙抗震性能试验研究

为研究型钢混凝土T形截面剪力墙的抗震性能,对3个剪跨比为2.2的T形截面剪力墙进行了拟静力试验。通过改变试件的轴压比,研究其在水平往复荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性以及耗能能力等。试验结果表明：T形截面剪力墙的破坏形态为无翼墙腹板端约束边缘构件底部混凝土被压碎的受弯破坏;剪力墙的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象,具有良好的耗能能力;位移延性系数在2.3~4.1之间,且随轴压比的增加,剪力墙变形能力降低;在水平正负向加载时T形剪力墙刚度、承载力及延性呈非对称,翼缘受拉相对翼缘受压时承载力高,刚度大,延性小,需合理设计腹板无翼缘侧约束边缘构件,防止其受压时提早破坏。     

半刚接钢框架(柱弱轴)-内填剪力墙结构滞回性能的有限元分析

为了系统研究半刚接钢框架(柱弱轴)-RC剪力墙结构的抗震性能,基于该结构滞回性能所进行的循环荷载下的试验研究,以试验试件作为BASE试件,衍生出剪力墙厚、混凝土等级、水平抗剪钢筋、暗柱和暗梁配箍率以及剪力钉数量5个系列试件。利用自编的非线性有限元程序SRCWNP,对各种试件的滞回性能进行了有限元模拟,分析相关设计参数对结构滞回性能、刚度衰减、耗能性能及破坏模式的影响规律。结果表明:影响SRCW结构体系的承载能力和延性的主要因素是RC剪力墙的厚度和混凝土等级,而改变RC墙体配筋率(包括水平抗剪钢筋和暗柱、暗梁箍筋)和连接面上的剪力钉数量,对结构的整体性、延性和耗能能力有一定程度的影响。研究成果为进一步深入研究及工程设计与应用提供了理论依据。     

不同加载路径下RC短柱抗震性能试验研究

对5根RC矩形截面短柱在低周往复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究,试验中在保持轴压比恒定的情况下水平方向采用3种双向加载路径(45°斜向、八字形和方形)以及2种单向加载路径(X向和Y向)。主要研究了不同加载路径对RC短柱的耗能能力、受剪承载力、刚度和延性等抗震性能的影响。结果表明:双向加载降低了试件的延性,大大降低了试件的承载力,但使得试件的累积滞回耗能显著增加;加载路径对试件的延性和刚度退化影响较小,对试件的累积滞回耗能影响较大。     

一字形型钢高强混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

对6片一字形型钢高强混凝土短肢剪力墙试件进行低周反复荷载试验,研究不同型钢配置形式、不同轴压比的型钢高强混凝土短肢剪力墙的承载力、滞回特性及破坏机理。试验结果表明：格构式配钢试件和实腹式配钢试件的破坏过程相近,试件内置实腹式钢板较好地抑制了斜裂缝的发展;轴压比对两种配钢形式试件的承载力和延性影响规律一致,即随着轴压比的提高,试件承载力提高而延性下降;格构式配钢试件承载力比实腹式配钢试件略高,但实腹式配钢试件的延性更好。根据试验结果,提出型钢高强混凝土短肢剪力墙承载力计算式,与试验结果对比表明两者吻合较好。     

一字形型钢高强混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

对6片一字形型钢高强混凝土短肢剪力墙试件进行低周反复荷载试验,研究不同型钢配置形式、不同轴压比的型钢高强混凝土短肢剪力墙的承载力、滞回特性及破坏机理。试验结果表明:格构式配钢试件和实腹式配钢试件的破坏过程相近,试件内置实腹式钢板较好地抑制了斜裂缝的发展;轴压比对两种配钢形式试件的承载力和延性影响规律一致,即随着轴压比的提高,试件承载力提高而延性下降;格构式配钢试件承载力比实腹式配钢试件略高,但实腹式配钢试件的延性更好。根据试验结果,提出型钢高强混凝土短肢剪力墙承载力计算式,与试验结果对比表明两者吻合较好。     

FRP加固桥梁RC短柱拟静力及网络拟动力试验

针对桥梁钢筋混凝土(RC)短柱刚度大而剪跨比小的特点,通过试验方法研究其抗震性能。制作了7个受剪承载力不足的短柱试件,在恒定轴力作用下分别进行未加固短柱、碳纤维(CFRP)加固短柱和玻璃纤维(GFRP)加固短柱的拟静力试验和网络拟动力试验。分析各试件的滞回曲线、骨架曲线、累积耗能曲线和刚度退化曲线,研究其延性、强度和刚度,并初步比较了拟静力试验结果与拟动力试验结果的差异。试验结果表明:FRP加固RC短柱能够在基本不改变结构动力特性的条件下,有效地增加延性,改善抗震性能;试件在拟动力试验中耗能能力小于拟静力试验中耗能能力。研究成果可为加固RC结构的抗震分析和工程设计提供参考。     

装配式开孔加劲钢板组合剪力墙抗震性能研究

为解决钢板组合剪力墙与建筑中的非结构部分连接问题，使钢板组合剪力墙在工程应用中更具有普适性，对一种采用内凹冲压件焊接对拉螺杆为连接件的开孔加劲双钢板组合剪力墙抗震性能进行研究。对9个开孔加劲钢板组合剪力墙进行拟静力试验，分析开孔布置形式、设置暗柱、轴压比等参数对构件承载力、延性、耗能等方面的影响。试验结果表明：开孔加劲钢板组合剪力墙均表现出压弯破坏模式，滞回曲线较为饱满，具有良好的延性和耗能能力；不同的开孔布置形式对墙体的承载力影响较小、对墙体延性影响较大；设置暗柱能够有效提高构件的承载力和延性；当轴压比由0.3增大到0.4,开孔加劲钢板组合剪力墙延性降低，但提高轴压比对其承载力影响不大。在试验研究基础上，对退化三线型恢复力模型进行改进，建立开孔加劲钢板组合剪力墙的骨架曲线和恢复力模型，由此模型得到的骨架曲线、滞回曲线和试验的吻合较好。     

钢筋混凝土Z形截面柱框架节点抗震性能试验研究

为了研究钢筋混凝土Z形截面柱框架节点的抗震性能,进行了8榀缩尺比为1∶2的Z形柱中间层节点的低周反复加载试验,得到了节点试件的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线,以及受剪承载力和延性系数等用以评价节点抗震性能的主要参数。将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行比较,结果表明Z形截面柱节点的承载力可按两个L形截面柱节点的承载力公式计算,计算结果和试验结果吻合较好。分析了轴压比、节点的配箍特征值、剪压比和Z形柱肢高肢厚比等试验参数对节点的抗震性能的影响,分析表明剪压比是Z形截面柱节点延性的最主要影响因素,剪压比小的节点试件具有良好的位移延性和滞回特性,而肢高肢厚比对节点的延性影响不大。     

低周反复荷载作用下钢骨混凝土L形柱受力性能试验

通过3根钢骨混凝土L形柱和1根普通钢筋混凝土L形柱的低周反复加载试验,得到钢骨混凝土L形柱在压、弯、剪共同作用下的破坏形态。通过试验分析钢骨混凝土L形柱的延性、滞回特性、耗能能力、承载力退化、刚度退化,结果表明:钢骨混凝土L形柱的承载力随配钢量的增加而提高;延性随配钢量的增加而提高,随轴压比的增大而降低;钢骨混凝土L形柱与钢筋混凝土L形柱相比,承载力高、延性好、耗能能力强、变形能力大,抗震性能优。     

异形截面轻钢EPS混凝土剪力墙抗震性能试验研究

轻钢EPS混凝土剪力墙由轻钢骨架和EPS混凝土组合而成。为研究异形截面轻钢EPS混凝土剪力墙的抗震性能,分别对轴压比为0.4、剪跨比为1.5的T形、L形和一字形剪力墙进行拟静力试验,研究其在水平往复荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性以及耗能能力等。试验结果表明:T形、L形剪力墙的破坏形式为腹板墙斜裂缝和竖向裂缝贯通的剪切破坏;腹板墙与翼缘墙没有出现脱离现象,说明腹板墙与翼缘墙的连接可靠;与一字形剪力墙相比,T形和L形剪力墙的极限承载力分别提高了13.6%和16.1%,说明翼缘墙对构件抗侧承载力的提高具有一定贡献;T形和L形墙体的延性系数分别为8.65和6.37,表现出良好的变形能力。     

两层带水平缝钢管混凝土剪力墙抗震性能试验研究

设计3个两层单跨缩尺比为1∶.3的带水平缝钢管混凝土剪力墙,对其进行拟静力试验,其中2个组合剪力墙按“强剪弱弯”设计,1个按“强弯弱剪”设计,剪跨比均为1.55,分析结构的承载力、破坏机理、滞回性能、刚度退化、延性及耗能能力等。试验结果表明：钢管混凝土暗柱和剪力墙竖向接合面连接可靠,底层钢管出现局部屈曲;组合剪力墙正截面承载力中绝大部分由钢管混凝土暗柱承担,约占底部弯矩75%;组合剪力墙的极限位移角大于1/100,带水平缝组合剪力墙滞回曲线饱满,无明显“捏拢”现象。给出了无轴压力作用下钢管混凝土剪力墙正截面承载力计算方法,其计算值与试验值吻合较好。      

型钢混凝土T形截面构件抗震性能试验研究

通过15个型钢混凝土T形截面构件的低周反复荷载试验,研究了型钢混凝土异形柱和型钢混凝土短肢剪力墙的抗震破损机理及其性能差异,分析了配钢形式、加载方向、剪跨比、肢截面高厚比、轴压比和配箍率等参数对其抗震性能的影响,基于经典四叶状花瓣理论,提出了型钢混凝土T形截面构件双向受剪承载力预测模型。研究结果表明:剪跨比小或配空腹型钢的构件易出现剪切型破坏,而剪跨比大或配实腹式钢构件易出现弯曲型破坏,型钢外围无钢筋笼骨架的易出现黏结破坏;配实腹式钢的T形截面柱在承载能力、刚度退化、位移延性、层间位移角以及耗能能力上均优于配空腹式钢的T形截面柱,沿45°方向加载有利于两柱肢材料力学性能的发挥;肢截面高厚比的增加有利于提高构件的承载力,但降低其位移延性和耗能能力;轴压比在提高型钢混凝土T形截面构件受剪承载力的同时降低了变形能力,而增加配箍率可同时增加型钢混凝土T形截面构件的受剪承载力和变形性能。     

短肢钢管束组合墙受力性能参数影响分析

短肢钢管束组合墙由U型钢及混凝土组成,肢长较短,介于钢管束组合柱与剪力墙之间。对此种新型短肢钢管束组合墙受力性能进行研究,建立了短肢钢管束组合墙的有限元模型,将结果与短肢钢管束组合墙在反复荷载作用下试验所得的结果进行比较,验证了该模型的准确性。在此基础上,通过改变构件的钢板厚度、混凝土强度、钢板强度、轴压比、剪跨比、U型钢尺寸(加劲肋板数)参数,进行有限元模拟。分析结果表明:短肢钢管束组合墙荷载-位移滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象;钢板厚度、剪跨比对构件承载力影响很大,混凝土强度、钢板强度、轴压比对构件承载力有一定影响;短肢钢管束组合墙延性受混凝土强度、钢材强度、轴压比的影响,在轴压比增大到0.5以上时短肢组合墙延性显著降低。     

钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

采用1∶2缩尺模型,设计了6个T形短肢剪力墙试件和6个L形短肢剪力墙试件,以及2个T形普通剪力墙试件。通过低周反复加载试验,研究钢筋混凝土短肢剪力墙构件的抗震性能,并与普通剪力墙进行对比。观测了短肢剪力墙受力-变形-损伤-裂缝-屈服-破坏的全过程;分析了短肢剪力墙的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、位移延性及截面变形规律等。研究表明：T形和L形短肢剪力墙试件在水平荷载作用下,强度和刚度退化曲线呈明显的非对称特点;在开裂之后刚度退化较快;在退化过程中刚度退化速度减缓不明显,后期的刚度退化也不趋于稳定; 大偏心破坏范围内,增大轴压比可以提高试件的承载力;延性并不随轴压比一致变化,控制轴压比试件延性才能发挥到最好,减小剪跨比可增大试件延性;翼缘侧受压时的顶点位移比腹板侧受压时的要小;剪力滞后现象比较显著;破坏的主要形式为弯剪破坏;截面积相同时,T形截面比L形截面短肢剪力墙试件的承载力大,抗震性能优良;高厚比为6.5的T形短肢剪力墙试件相比其它高厚比的短肢剪力墙试件综合性能更佳。