高周疲劳损伤下Q345等边角钢受力性能试验研究

为研究风荷载作用下输电线路中Q345等边角钢构件在不同的初始高周疲劳损伤下对其受力性能的影响,通过对1组无初始损伤构件和3组带不同初始疲劳损伤Q345等边单角钢试件的低周往复加载试验,得到了各组试件的承载力、刚度退化及滞回耗能等变化规律。研究结果表明:在低周反复荷载作用下,当初始高周疲劳振动从0次最终增加至4.0×104次时,试件承载力降低了36.1%,刚度降低了75.4%,累积耗能系数降低了57.4%,并最终导致构件累积损伤破坏。     

三肢圆钢管格构柱抗震性能试验研究

为了研究三肢圆钢管格构柱的抗震性能,进行了两个试件在低周反复荷载作用下力学性能的试验研究,考察了肢件钢管壁厚度对低周反复荷载作用下三肢圆钢管格构柱破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、刚度退化、耗能能力和延性的影响。结果表明,试件肢件的钢管壁越厚,其水平承载力、初始刚度、累积耗能和位移延性系数越大,同时刚度退化越慢。最后,通过《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)计算得到的三肢圆钢管格构压弯构件承载力与试验结果的比较,探讨了反复荷载作用下三肢圆钢管格构柱承载力的计算方法。研究成果可为有关工程实践提供参考。     

低屈服点钢LYP100单调与循环拉伸试验研究

对47个LYP100低屈服点钢焊接试件进行单向拉伸和反复拉伸加载试验,研究其在不同加载制度下的应力-应变曲线、荷载-位移曲线、骨架曲线、破坏机理和延性特征.结果表明:试件横截面厚度是影响其耗能能力的重要因素,12mm试件的耗能能力明显优于6mm试件;焊接接头对试件的破坏有不利影响,带焊接接头的试件在循环加载作用下疲劳损伤累积效应显著,容易发生脆性破坏,延性变差;LYP100低屈服点钢与Q345钢、Q460钢焊接后,试件的强度提高,循环荷载作用下强度硬化现象明显,但是其延性变差.     

加固后钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为研究不同加固方式对混凝土框架结构抗震性能的影响,通过对6榀采用钢支撑和剪力墙加固的单层、单榀混凝土框架试件进行低周反复荷载试验,对比分析不同加固方式下框架结构的水平极限承载力、累积滞回耗能、变形能力和破坏方式等抗震性能。结果表明:采用弱钢支撑加固的混凝土框架试件水平极限承载力和初始抗侧刚度得到一定程度的提高,其水平承载力达到峰值后缓慢下降,试件具有良好的变形能力和耗能能力;采用强钢支撑和混凝土剪力墙加固的混凝土框架试件水平极限承载力和初始抗侧刚度均得到较大程度的提高,由于剪力墙以及强钢支撑加固试件的外框架发生破坏,水平承载力达到峰值后迅速下降,试件变形能力和耗能能力较弱。因此采用强钢支撑加固混凝土框架时,应同时对框架构件进行加固以避免水平荷载作用下构件先于支撑发生破坏,加固后结构不仅具有较高的水平极限承载力和初始抗侧刚度,也具有较好的耗能和变形能力。     

既有建筑钢筋混凝土结构的加固设计与抗震性能分析

为了提升既有建筑钢筋混凝土结构的抗震性能，共设计了7种钢筋混凝土柱试件，考察了混凝土强度等级、聚合物砂浆和损伤裂纹宽度对采用低周往复加载作用下钢筋混凝土柱破坏现象、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化等的影响。结果表明，7种钢筋混凝土试件在低周往复荷载作用下都发生了剪切破坏；相较于未加固的对比试件，直接加固试件的滞回曲线较为饱满，耗能能力相对更强；抹聚合物砂浆有助于提升直接加固试件的耗能能力，损伤程度较小的试件在损伤加固处理后的耗能能力更强。加固处理后钢筋混凝土柱试件的承载力增强，且混凝土强度等级更大的试件的承载力和变形能力相对更好；抹聚合物砂浆后加固试件的承载能力会进一步提升，而未抹聚合物砂浆的加固试件的极限位移相对更大；损伤加固处理后可以提升钢筋混凝土柱试件的变形能力。加固处理有助于提升钢筋混凝土柱试件的承载能力和初始刚度，但是抹聚合物砂浆试件的变形能力会略有降低；损伤较小的试件进行加固处理可以提升试件的承载能力、变形能力和初始刚度，而损伤较大后进行加固处理可以恢复到损伤前的水平。     

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。     

FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱滞回性能试验研究

6个FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱试件进行滞回性能试验,研究轴压比n、FRP横向包裹层数m和FRP类型对组合柱在低周往复荷载作用下的破坏模式、滞回特性、位移延性、能量耗散能力、承载力退化、刚度退化等性能的影响。试验结果表明,当外包FRP-PVC管开裂并退出工作时,试件承载力呈跳跃式下降,试件退化为钢筋混凝土柱,可将外包FRP-PVC管的开裂作为该类构件即将破坏的首次预警;所有试件的滞回曲线均较为饱满,捏缩现象不明显,滞回性能良好;试件的承载力退化不显著;轴压比的增大提高了试件的峰值荷载,同时延缓了刚度退化趋势,降低了试件的耗能能力;与BFRP包裹的试件相比,CFRP包裹试件的峰值荷载、耗能能力有所提高,刚度退化延缓;BFRP包裹层数的增加可以延缓试件刚度退化并提高其延性。     

FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱滞回性能试验研究

对6个FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱试件进行滞回性能试验,研究轴压比n、FRP横向包裹层数m和FRP类型对组合柱在低周往复荷载作用下的破坏模式、滞回特性、位移延性、能量耗散能力、承载力退化、刚度退化等性能的影响。试验结果表明,当外包FRP-PVC管开裂并退出工作时,试件承载力呈跳跃式下降,试件退化为钢筋混凝土柱,可将外包FRP-PVC管的开裂作为该类构件即将破坏的首次预警;所有试件的滞回曲线均较为饱满,捏缩现象不明显,滞回性能良好;试件的承载力退化不显著;轴压比的增大提高了试件的峰值荷载,同时延缓了刚度退化趋势,降低了试件的耗能能力;与BFRP包裹的试件相比,CFRP包裹试件的峰值荷载、耗能能力有所提高,刚度退化延缓;BFRP包裹层数的增加可以延缓试件刚度退化并提高其延性。     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能研究

设计制作了预制装配式混凝土梁柱节点试件,对其进行了低周反复荷载作用下的性能试验,采用ABAQUS有限元软件对装配式混凝土梁柱节点进行了非线性数值仿真分析,并对数值仿真分析结果与试验结果进行了对比分析,确定数值仿真分析的合理性。在此基础上,分析了不同轴压比以及后浇区不同混凝土强度等级、钢筋强度等级、后浇区长度对构件的刚度、屈服荷载和极限荷载、耗能等性能的影响。分析结果表明:数值仿真分析结果与试验结果吻合较好;轴压比、后浇区材料强度对构件的初始刚度影响较小,而后浇区长度对构件的初始刚度影响较为明显;构件承载力随轴压比提高而降低,而随后浇区长度增加而提高,后浇区钢筋材料强度提高时,构件的极限承载力略有提高;后浇区混凝土强度对构件的耗能性能影响较小,而轴压比、后浇区钢筋强度和后浇区长度对构件的耗能性能影响较为明显。     

单调及重复荷载作用下栓钉连接件抗拔性能试验研究

为了研究栓钉在单调及重复荷载作用下的抗拔性能,以及重复荷载作用下试件的损伤累积,以栓钉直径及埋深为参数设计了8个试件,并进行拔出试验,分析试件的荷载-位移曲线、残余位移、抗拔承载力、初始刚度以及栓钉、混凝土在重复荷载作用下的损伤累积情况。研究结果表明:针对本次试验参数,单调荷载作用下,栓钉直径由19 mm增加至22 mm,承载力增幅6.5%～29.8%,栓钉埋深由120 mm增加至170 mm,初始刚度提升40.6%～65.3%,试件极限位移随栓钉深径比的增加而增大。重复荷载作用下,各试件荷载-位移曲线均有"先密集后稀疏"现象,荷载级别大于等于8时各试件开始产生明显的变形累积,位移增幅明显,试件残余位移在中后期呈指数增长;栓钉埋深120 mm时,栓钉在60 kN左右就已产生明显的损伤累积,埋深170 mm时,荷载在120 kN左右栓钉开始出现损伤累积。     

钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点抗震性能试验

通过对3个试件的低周反复荷载试验,研究了不同预应力对钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点的破坏形态、滞回曲线、刚度退化、耗能能力等的影响。结果表明:预应力对试件的破坏类型几乎没有影响,破坏均为梁端受弯破坏;梁下部为受拉区时,预应力的施加使刚度退化加快,耗能性能降低;梁上部为受拉区时,预应力试件极限承载力较非预应力试件更高,刚度退化和延性、耗能性能略比非预应力试件好。     

压-弯-剪-扭复合受力钢筋混凝土L形截面柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合受力下钢筋混凝土L形截面柱的抗震性能，以扭弯比、轴压比为变化参数，设计6个钢筋混凝土柱试件在恒定轴力和反复弯-剪-扭复合作用下的加载试验。观察试件的破坏过程和形态，得到其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线，以及试件的开裂点、峰值荷载点和破坏点等特征参数。基于试验数据，分析扭弯比和轴压比变化对钢筋混凝土L形截面柱的压碎区高度、钢筋应变、承载力、位移延性、层间侧移角、耗能能力、承载力及刚度退化等抗震性能指标的影响。结果表明：低周反复压-弯-剪-扭钢筋混凝土L形截面柱破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭剪破坏，滞回曲线呈捏拢的S形，随着扭弯比的增大，柱根部压碎区高度变小，翼缘裂缝发展更为完善，纵筋应力增大，箍筋应力减少，开裂荷载和受扭承载力均有提高，试件扭转延性提高但位移延性降低，初始刚度较小且退化更为平稳；而轴压比则与受扭承载力和弯曲刚度密切相关，轴压比越大，受扭承载力越大，弯曲刚度提高；试件弯曲耗能的等效黏滞阻尼系数在0.08~0.28之间，扭转耗能的等效黏滞阻尼系数为0.13~0.23，试件耗能占比由初期扭转耗能为主向弯曲耗能转变，L形截面柱性能水平对应的层间位移角均能满足相关规范要求。扭矩的存在对试件抗震性能削弱较大。     

高强混凝土框架柱截面尺寸效应的变化规律

根据收集的117根高强混凝土框架柱在固定轴向荷载和水平反复荷载作用下的试验结果,用MATLAB软件编制的程序计算出试验柱的骨架曲线、屈服位移和屈服荷载、最大位移和最大荷载、极限位移和极限荷载、延性系数、弹性刚度、强化刚度、最大刚度和退化刚度、各滞回环面积和累计滞回环面积,并用ORIGIN软件一元线性拟合出各参数与截面面积或截面高度之间的关系式,然后根据ORIGIN软件回归结果分析了截面尺寸对框架柱承载力、延性、刚度及耗能的影响规律。结果表明:随着截面面积的增大,名义弯矩逐渐降低,试件承载力最大试验值与按照规范计算的最大承载力的比值逐渐减小,框架柱的延性逐渐降低; 随着截面高度的增加,框架柱的极限位移角逐渐降低,框架柱的强化刚度、退化刚度及最大刚度与弹性刚度的比值均逐渐增大,框架柱的平均耗能系数逐渐降低。     

不同轴压比大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能研究

对4个截面边长为700 mm×700 mm的高轴压比钢筋混凝土柱进行了水平荷载作用下的单调和反复加载试验,讨论了其承载力、破坏形态和滞回特性,分析了轴压比和反复加载对试件的承载力、变形及耗能的影响。结果表明:随着轴压比的增加,试件的骨架曲线的下降段略陡,延性和极限变形较小,而承载力和耗能增加;相对于单调加载,反复加载的试件强度退化较快,极限位移较小。     

Experimental research on sismic performance of PEC column-steel beam frame connected by endplate

为了研究部分包裹混凝土组合（PEC）柱-型钢梁端板连接框架结构抗震性能,通过改变端板厚度和柱含钢率,对3榀端板连接复合框架模型进行低周反复荷载试验。分析了组合框架层间滞回特性、承载力、抗侧刚度、耗能能力、节点转角延性、层间位移和屈服机制等抗震性能。结果表明：框架的层间屈服机制为先期梁端截面形成塑性铰,后期柱根部屈服,实现了利用塑性屈服耗能的设计目标;节点域填充混凝土形成斜压带传力模式,满足了节点域薄腹板的抗剪需求;端板厚度由12mm增加到20mm,试件承载力增加2%,试件初始刚度提高22.44%,节点转角延性系数提高10.00%,耗能能力增加12.87%;柱截面含钢率由15.5%增加到19.4%,试件承载力提高13.00%,初始刚度提高50.77%,耗能能力增加9.80%,但节点转角延性系数降低3.4%。试件破坏时层间位移角均超过抗震规范弹塑性层间侧移角限值1/50,且试件承载力退化系数仍达到0.96,结构具有良好的屈服机制和抗震性能。     

带竖缝砌体填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为了研究带竖向缝槽砌体填充墙对框架结构抗震性能的影响,开展了3榀带竖向缝槽砌体填充墙框架结构模型、1榀整体砌体填充墙框架结构模型和1榀纯框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验。对比分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、承载力退化和耗能性能等。结果表明：砌体填充墙的存在显著提高了框架结构的抗侧刚度和水平承载力,砌体填充墙参与了结构的滞回耗能,砌体填充墙框架的累积耗能能力明显优于纯框架;在填充墙与框架柱间设置一定宽度的竖向缝槽,减少了两者间的相互作用,延缓了填充墙和框架梁、柱的开裂,其水平承载力介于纯框架和整体填充墙框架之间,但其延性和耗能能力得到了较大的改善;在填充墙中设置一定宽度的竖向缝槽形成带竖向缝槽砌体填充墙框架,其水平承载力介于纯框架和整体填充墙框架水平承载力之间,其极限位移角与纯框架的基本相同,具有较好的延性和耗能能力。     

斜向受力十字形钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为研究十字形钢管混凝土柱在斜向受力下的抗震性能,以加载角度(0°和45°)、混凝土强度等级(C50和C70)、轴压比(0、0.25和0.5)以及是否设置加劲肋为试验参数,进行了9根十字形钢管混凝土柱在往复荷载作用下的试验研究,获得了柱的破坏形态、水平荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性、累积耗能、变形等特性,分析了不同参数对柱抗震性能的影响规律。并建立了十字形钢管混凝土柱的有限元模型,有限元分析结果与试验结果吻合良好。试验结果表明:十字形钢管混凝土柱具有较好的滞回性能,所有柱的位移延性系数均高于3.5;轴压比对十字形钢管混凝土柱的抗震性能影响较大,轴压比越大,柱承载力越低,刚度退化越快,延性和耗能能力也越差;随着混凝土强度的增加,柱承载力增加,轴压比较大时,混凝土强度越高,延性下降越明显;内部间断焊接加劲肋的柱比未设置加劲肋柱的承载力提高约8%,但延性和耗能能力提高不大;加载角度为45°柱的滞回性能稍优于0°的柱。     

双向加载路径下型钢-混凝土组合柱抗震性能试验研究

通过8根型钢-混凝土组合柱在低周往复荷载作用下的加载试验,研究配钢形式、加载路径对该类组合柱破坏过程、滞回性能、刚度退化、延性性能及累积耗能的影响,分析纵筋及型钢的应变发展。结果表明：在相同含钢率下,配置方钢管的型钢混凝土柱的变形能力比十字形截面型钢的型钢混凝土柱的大,破坏位移角增大了约24%;加载路径对组合柱滞回特性影响显著,在非对称路径加载下,滞回特性亦表现出明显的非对称性;与单向循环加载组合柱相比,双向循环加载组合柱的峰值荷载小、刚度退化快、屈服位移小、延性差、破坏位移角小,但其累积滞回耗能明显大于单向循环加载时的情况;纵筋屈服发生在峰值荷载前,而型钢一般在达到峰值荷载时才屈服;在位移加载后期,双向循环加载组合柱纵筋及型钢应变增长明显较单向加载组合柱的快。因此,双向加载路径对型钢-混凝土组合柱承载能力、变形性能及累积耗能等抗震性能的影响显著,在设计时应予以考虑。     

酸雨腐蚀砖砌体组合墙抗震性能试验及恢复力研究

为研究酸雨环境下砖砌体组合墙的抗震性能,以6片砖砌体组合墙作为研究对象,首先对人工模拟酸雨环境进行加速腐蚀,进而对其进行低周反复加载试验,考察腐蚀砖砌体组合墙的破坏过程与变形特征,研究不同酸雨腐蚀循环次数对荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载力衰减、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标的影响。并通过引入基于耗能的循环退化指数对墙体的力学性能退化规律进行描述,建立了腐蚀墙体的恢复力模型,给出了具体的滞回规则。研究结果表明：随着酸雨腐蚀循环次数的增加,试件的承载力、刚度、耗能逐渐降低,承载力和刚度的衰减速率逐渐加快;所建立的恢复力模型能够较好描述酸雨环境下砖砌体组合墙在反复荷载作用下的滞回特性,可为在役酸雨环境下砌体结构的承载力分析提供参考。     

高强热轧H型钢悬臂梁低周反复试验研究

通过与Q345-B热轧H型钢悬臂梁的对比,研究高强热轧H型钢悬臂梁在低周反复荷载作用下的受力性能。对试件的受力变形形态、破坏模态进行研究,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性性能和能量耗散系数等。试验结果表明,高强热轧H型钢具有较高的承载能力,较好的延性和耗能能力。用理论公式计算试件的屈服荷载和刚度,用SAP 2000模拟试件的滞回性能,两者结果吻合良好。