高延性水泥基复合材料加固空斗墙抗震性能试验研究

为改善具有中国传统特色的空斗墙民居的抗震性能,采用高延性水泥基复合材料(ECC)对墙体两面进行抹面加固,分为边框式、边框+十字式和全抹面式等加固方案.共设计4片墙体,采用拟静力试验对不同ECC加固方案的效果进行研究,分析不同加固方案的破坏机理和抗震性能.试验结果表明:ECC与空斗墙体具有良好的黏结性能,两者能够共同抵抗...     

高延性纤维增强水泥基复合材料抗震性能分析

根据高延性纤维增强水泥基复合材料优异的力学性能、多缝开裂特征、高延性、高能量吸收能力的特点,从理论上系统分析了高延性纤维增强水泥基复合材料的增强机理及工作过程。结果显示,纤维的加入能极大地提高水泥基体的韧性,阻止破坏裂缝的产生,从而提高结构的强度和延性,达到抗震减灾的作用。     

PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料梁柱节点抗震性能试验研究

为抑制地震荷载作用下梁柱节点剪切裂缝的形成和梁纵向钢筋的滑移,提高梁柱节点抗震性能,采用PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料替代普通混凝土是可选措施之一。设计8个梁柱节点试件,其中6个试件采用PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料,2个对比试件分别采用单掺PVA纤维增强水泥基复合材料与普通混凝土,进行拟静力试验以研究混杂纤维的掺加对梁柱节点抗震性能的影响。通过改变纤维掺量,在循环往复荷载作用下,观测试件裂缝开展及破坏过程,研究其滞回性能、骨架曲线、延性性能及耗能能力。试验结果表明：纤维的掺加可有效抑制梁柱节点剪切裂缝的形成与发展,显著提高梁柱节点的承载能力、延性及耗能能力;混杂纤维增强水泥基复合材料梁柱节点在峰值荷载前后的抗震性能均优于单掺PVA纤维增强水泥基复合材料梁柱节点。     

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。     

钢筋混凝土/ECC组合梁-柱节点抗震性能的试验研究

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)是一种具有应变硬化特性和多裂缝开展机制的新型建筑材料。对于钢筋混凝土构件,用ECC材料代替混凝土能够有效提高构件的强度和延性性能。文章对普通钢筋混凝土梁-柱节点和钢筋混凝土/ECC组合梁-柱节点构件进行了低周反复加载试验研究。结果表明:对于节点区未配箍筋的节点构件,在节点区用ECC材料代替混凝土能够显著提高构件的承载力、变形及延性性能;钢筋混凝土/ECC组合梁-柱节点构件的抗震性能比在节点区配置箍筋的钢筋混凝土节点也要更优越。     

高延性水泥基复合材料高温作用后的拉伸性能

高温是高延性水泥基复合材料(ECC)在服役过程中可能面临的最不利工况之一,对比研究了聚乙烯醇纤维增强ECC(PVA-ECC)与钢纤维/聚乙烯醇纤维混杂增强ECC(HyECC)在常温以及200℃、400℃、600℃高温作用后的拉伸性能。研究发现,常温下利用钢纤维等量替代PVA纤维将劣化PVA-ECC的拉伸应变硬化能力。高温对PVA-ECC和HyECC的拉伸强度和拉伸韧性均有明显的劣化作用,高温作用后均已不具备拉伸应变硬化能力;PVA-ECC的拉伸强度与拉伸韧性随温度呈指数型衰减,钢纤维可以减缓HyECC拉伸强度与拉伸韧性的衰减速率;高温作用改变了PVA-ECC和HyECC的微观结构,PVA纤维在200℃时的软化以及400℃后的分解是2种ECC材料拉伸性能高温劣化的主要原因。     

高延性混凝土单面加固构造柱约束砖砌体墙抗震性能试验研究

为研究高延性混凝土(HDC) 单面加固构造柱约束砖墙的抗震性能,对4片HDC加固砖墙和4片作为对比试件的未加固砖墙进行了低周反复荷载试验,分析了单面HDC面层加固构造柱约束砖墙的破坏形态、滞回性能及刚度退化等特性。试验结果表明：单面HDC面层可对墙体形成有效约束,显著提高墙体的承载力和侧向刚度,延缓墙体开裂和刚度退化;加固试件具有较高的残余承载力,破坏主要集中于HDC面层;构造柱约束砖墙的砌筑砂浆强度对HDC面层加固后的砖墙抗剪承载力的提高无显著影响。为给HDC单面加固构造柱约束砖墙的设计提供参考,基于试验结果,提出了受剪承载力计算式,公式的计算值接近且低于试验值。     

基于超高性能水泥基复合材料连接的预制装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究钢筋短搭接后浇超高性能水泥基复合材料(UHPC)连接的预制装配式混凝土剪力墙的抗震性能,对4榀剪跨比为2.27的混凝土剪力墙试件进行了拟静力试验.为了探讨轴压比对其抗震性能的影响规律,其中1榀为设计轴压比为0.2的现浇剪力墙,3榀为设计轴压比分别为0.2、0.33、0.47的预制装配式剪力墙.试验结果表明:所有试...     

装配式摇摆墙-框架结构抗震性能试验研究

为避免罕遇地震作用下传统混凝土摇摆墙的开裂损伤且充分利用装配式结构的便捷性,设计了采用双层钢板混凝土墙的摇摆墙结构体系,在浇筑混凝土时双层钢板可充当摇摆墙构件的外模板。跨越结构上、下层的摇摆墙之间采用高强螺栓连接,摇摆墙在工厂预制后运到施工现场进行安装。选用金属阻尼器作为耗能连接件连接摇摆墙与主体框架结构,同时传递层剪力并耗散地震能量。为研究该装配式摇摆墙-框架结构的抗震性能,设计并制作了一个纯框架和两个摇摆墙-框架,其中两个摇摆墙-框架的区别在于金属阻尼器的安装位置不同。通过拟静力试验分析了其破坏模式及抗震性能。试验结果表明：预制装配式摇摆墙与主体框架结构协同工作性能良好,金属阻尼器耗能效果得到充分利用,结构承载力、耗能能力大幅增加;在水平位移较大时摇摆墙竖向发生刚体位移,对整体结构的抗震性能产生一定影响,后续将采用附加预应力的形式减轻摇摆墙竖向抬升的影响。     

纤维增强水泥基复合材料装配式节点抗震性能研究

为了研究普通混凝土和高性能纤维增强水泥基复合材料(High-performance fiber-reinforced cementitious composites,简称HPFRCC)两种不同核心区浇筑材料对装配式节点抗震性能的影响,进行了拟静力试验,并在试验基础上利用OpenSees软件对比计算,分析轴压比和计算模型的影响.结果表明,在低周往复作用下,模拟与试验结果吻合度较好;HPFRCC应用于装配式节点核心区,可提高节点核心区的抗剪承载力和节点的耗能能力;提高轴压比对构件承载力有利,但过高的轴压比对节点延性不利,建议轴压比取0.3～0.5;采用弹性节点模拟比采用刚性节点的模拟有更好的精度.     

模块化预制钢骨混凝土柱-钢梁组合节点抗震性能试验研究

提出了一种适用于建筑工业化的模块化组合节点,以梁-柱-节点核心区分离、模块化预制的理念设计了3个基础试件,通过拟静力试验,获得了不同梁柱线刚度比（k_i）时各节点的破坏过程、破坏特征,分析了节点的滞回曲线、骨架曲线、延性耗能及刚度退化等抗震性能。结果表明：随着k_i值的增大,节点呈现出由梁端受弯向节点剪切、柱端压弯的破坏模式发展,且经历了弹性、弹塑性和破坏三个阶段。节点的滞回曲线饱满,骨架曲线均呈“S”型,节点的整体刚度退化性能稳定,其平均延性系数在3.71～4.25之间,极限转角在0.0646～0.0760 rad之间,平均等效黏滞阻尼系数在0.32～0.33之间,节点表现出良好的力学性能和滞回特性。梁柱线刚度比对纵向钢筋和混凝土的应变影响较大,而对H型钢骨、钢梁腹板和翼缘连接板的应变影响较小;节点核心区受剪机理与“斜压杆”基本一致。     

早强型高延性水泥基复合材料的性能研究

为了满足结构工程对修复材料提出的施工方式与开放时间、增韧、体积变形及抗冻融的实际需求,研究了高延性水泥基复合材料(HDCC)的凝结时间、拉伸-位移、劈裂抗拉、收缩及冻融性能的影响。结果表明,在保证早期强度发展的前提下,缓凝剂有效地延长了凝结时间从而保证其相应的施工时间,纤维的合理使用可提高HDCC的拉伸韧性与劈裂抗拉强度,而减缩剂与膨胀剂可将HDCC的收缩应变减小至200με以内,同时,新型HDCC还表现出良好的抗冻融特性。     

高延性水泥基复合材料抗压强度尺寸效应的正交试验研究

高延性水泥基复合材料(ECC)具有准应变硬化和多裂缝开展的性能,能够明显改善混凝土结构的抗震性能和耐久性。通过对32组192个试件进行抗压强度正交试验,研究ECC材料的立方体受压破坏过程,研究水胶比、纤维掺量、粉煤灰掺量和砂胶比4种因素对ECC立方体抗压强度尺寸效应的影响。试验结果表明:聚乙烯醇PVA纤维掺量增大,ECC抗压韧性明显提高;水胶比和纤维掺量是影响ECC抗压强度和尺寸效应的主要因素;水胶比增大,ECC抗压强度降低,尺寸效应系数增大;纤维掺量增大,试块抗压强度增大,尺寸效应系数增大。抗折试验表明,随着纤维掺量的增加,ECC材料的抗折强度显著提高。     

钢框架-预制混凝土抗侧力墙结构抗震性能试验研究

为研究钢框架-装配式混凝土抗侧力墙结构体系(SPW体系)的抗震性能,对2榀足尺钢框架-预制钢筋混凝土抗侧力墙结构进行低周反复荷载作用下的试验,研究结构的破坏形态、滞回性能、延性及变形以及耗能性能等.试验结果表明:该结构体系为一种典型的双重抗侧力体系,加载过程呈现出明显的两阶段受力状态,抗侧力墙作为结构抗震的第一道防线,在加载前期承担主要的水平荷载,随着墙体退出工作,钢框架成为结构抗震的第二道防线;加载后期,由于抗侧力墙顶部连接发生破坏,钢框架承担所有的水平剪力和倾覆弯矩作用.     

钢节点板连接的装配式混凝土梁柱中节点抗震性能试验研究

本文提出一种新型装配式混凝土梁柱节点,进行该新型节点与普通现浇混凝土梁柱节点的拟静力试验,对比3个构件的试验现象、滞回性能、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明,与普通现浇混凝土梁柱节点相比,采用钢节点板连接的装配式混凝土梁柱节点的滞回性能、耗能能力、极限承载力均得到了有效的提高,节点的刚度退化得以延缓。预制柱端板外移的连接方式比端板置于柱端的连接方式能较好地改善装配式混凝土梁柱节点的破坏形态和滞回性能。     

高性能纤维增强水泥基复合材料条带加固砖砌体墙抗震性能试验研究

高性能纤维增强水泥基复合材料(ECC)具有超高的极限抗拉应变,在土木工程领域具有广泛的应用前景。针对量大面广的无圈梁构造柱砖砌体房屋,研发了高效的ECC加固方法,对2片未加固砖墙和2片加固砖墙开展了拟静力试验研究。试验结果表明:ECC条带加固能显著提高砖砌体墙的抗剪承载力、变形能力和耗能能力,施工工艺可保证ECC条带与砖砌体墙的可靠黏结。加固后无圈梁构造柱墙体的各项力学性能均优于未加固的有圈梁构造柱墙体。     

节点区外包钢管穿筋式预制装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

梁柱节点的连接方式是影响装配式混凝土框架结构抗震性能的关键。为实现装配式结构现场高效施工并保证其抗震性能良好,提出一种节点区设置外包钢管和对拉钢筋的装配式梁柱节点。通过改变外包钢管厚度和补强板构造方式,设计制作4个足尺中节点梁柱组合体进行低周往复加载试验,深入探讨该类型节点的滞回性能、延性、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标。结果表明：随着外包钢管厚度增大,梁端塑性铰向远离节点核心区方向发展;梁柱组合体的破坏现象主要表现为柱边缘混凝土压碎脱落、外包钢管鼓起变形及短钢梁段翼缘屈曲变形;梁端荷载-位移滞回曲线较为饱满,在往复荷载作用下有较好的延性和耗能能力;增大外包钢管厚度能明显提高承载力和耗能能力但延性会降低,补强板的设置有益于提高延性和耗能能力但对承载力影响不大。建立了该形式节点梁端受弯承载力计算方法,计算结果与试验结果比较吻合,可为该形式节点的工程应用提供参考。     

自复位装配式钢-混凝土混合框架节点抗震性能试验研究

结合装配式梁、柱构件螺栓连接施工便捷的特性与后张预应力筋预压连接的抗震性能优势,提出一种自复位装配式钢-混凝土混合结构框架节点,该节点由钢筋混凝土柱和钢-混凝土混合梁通过高强螺栓拼装而成,主要通过后张梁内的无黏结预应力筋提供复位力,并通过摩擦耗能装置与钢梁段塑性变形进行耗能。共完成了5个边节点的低周往复加载试验,分别研究了混合梁内预应力筋的初始预拉力与摩擦装置中高强螺栓的初始预紧力对该节点承载能力、抗震性能、耗能能力和复位能力的影响。研究结果表明：试件表现出明显的两阶段滞回特性,第一阶段为钢梁段屈服前,混凝土梁与钢梁段接触面呈现出持续开合复位机制,滞回曲线呈现明显双旗形,复位效果明显;第二阶段为钢梁段屈服后,随着荷载增大,钢梁的塑性变形逐渐增大,滞回曲线趋于饱满,试件耗能能力显著增加。试件的峰值荷载、延性系数和累积耗能值随摩擦装置中高强螺栓的初始扭矩增大而增大,峰值荷载和复位能力随梁内预应力筋的初始预拉力增大而增大。在整个试验过程中,各试件梁、柱主体构件损伤不明显,基本实现震后可恢复。     

高延性混凝土加固无筋砖砌体墙抗震性能试验研究

为提高砖砌体墙的抗震性能,采用高延性混凝土（HDC）对其进行加固,对4片HDC加固砖墙和2片作为对比试件的未加固砖墙进行低周水平往复加载试验,主要研究不同加固形式（构造带加固和面层加固）及墙体砂浆强度对加固砖砌体墙的滞回性能、破坏形态、水平承载力及刚度退化等抗震性能的影响。试验结果表明：采用HDC加固可显著提高墙体的承载力和位移延性,延缓墙体开裂和刚度退化,改善墙体的脆性破坏特征;HDC构造带可对砖墙形成有效约束作用,改变墙体的破坏模式。基于试件的破坏形态,提出加固墙体的承载力计算方法,并根据试验结果进行了验证。     

形状记忆合金纤维在高延性水泥基复合材料中的黏结性能试验研究

高延性水泥基复合材料与超弹性形状记忆合金的协同工作能够提高结构的耗能能力及自修复能力.使用形状记忆合金纤维能够有效克服形状记忆合金棒材或绞线存在的一些问题,具有更广阔应用前景.将不同直径和不同端头形状的超弹性形状记忆合金纤维以不同深度埋入拉伸应变可达3％的高延性水泥基材料中制作了多组试验试件,并通过位移控制加载对其进行...