自密实混凝土框架节点抗震性能研究

目的分析自密实混凝土框架节点在不同轴压比、配箍率情况下的抗震性能,为制定自密实混凝土框架节点抗震设计规程提供依据．方法采用低周反复循环加载的方法,进行了5个不同构造的自密实混凝土框架中间层中节点和一个普通混凝土框架中间层中节点的试验,获得梁外端竖向荷载与梁端挠度的P-△滞回曲线．结果分析了自密实混凝土框架节点的滞回规律,得到了框架节点的延性、耗能、强度及刚度退化的规律,适当增加配箍率和轴压比可提高自密实混凝土框架节点的承载力．结论自密实混凝土节点的破坏过程与普通混凝土节点相似;适当增加轴压比与体积配箍率对自密实混凝土框架节点的延性、耗能、强度及刚度退化等性能有利;自密实混凝土框架节点抗震性能比普通混凝土框架节点差．     

剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁抗弯性能与抗弯承载力分析

通过对剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁进行抗弯性能的试验研究,验证其平截面假定,得到试验梁的荷载-跨中挠度曲线、钢筋荷载-应变曲线和破坏形态,并对试验梁的开裂荷载和抗弯承载力进行理论分析.试验结果表明:剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁和自密实轻骨料混凝土梁均满足平截面假定;掺加剑麻纤维或增加配筋率,能有效改善试验梁的裂缝形态并提高抗弯刚度,当剑麻纤维掺量为2 kg/m3时裂缝条数最多,但间距和宽度最小,韧性最好;剑麻纤维对自密实轻骨料混凝土梁的开裂荷载有一定影响,当剑麻纤维掺量为3 kg/m3时,开裂荷载提高最大为40%;开裂荷载和极限荷载建议采用本文修正后的推导公式计算,可与试验值吻合较好.     

钢管自应力混凝土抗弯性能研究

对15根钢管自应力混凝土构件的抗弯性能进行了试验测试,在此基础上,利用混凝土的边界面模型和钢材的弹塑性模型,建立了自应力钢管混凝土抗弯构件的三维有限元模型并编制计算程序对其力学性能进行了分析,试验结果和计算结果基本吻合.研究结果表明,由于自应力的影响,自应力钢管混凝土抗弯承载力要高于普通钢管混凝土,并且承载力随着自应力的增加而增加;通过计算分析,提出了计算自应力钢管混凝土构件抗弯承载力的经验公式;并推荐采用AIJ的计算方法计算该结构的抗弯刚度.     

预制混凝土双板内浇自密实混凝土剪力墙抗震性能

进行了5片预制混凝土双板内浇自密实混凝土剪力墙的抗震性能试验.分析不同轴压比、暗柱及保温层设置情况下,预制双板内浇自密实混凝土剪力墙受力机理,以及裂缝分布、破坏形态、耗能能力、刚度退化趋势.试验结果表明:预制双板内浇自密实混凝土剪力墙具有良好抗震性能,墙体内部桁架钢筋充分保证了预制混凝土双板与现浇自密实混凝土层整体协同工作,增大轴压比和设置暗柱均有利于改善墙体的抗震性能,墙体内设保温层不影响预制双板内浇自密实混凝土剪力墙承载能力.     

高性能混凝土简支梁正截面的抗弯疲劳性能

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验,研究了不同混凝土强度等级、不同钢筋类型和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响。通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下的疲劳损伤过程。结合高性能混凝土和钢筋的材料疲劳损伤分析,提出了高性能混凝土梁疲劳寿命方程和疲劳后梁挠度的计算公式,并将理论计算的疲劳寿命、挠度与试验结果进行了比较,最后对比分析了高性能混凝土梁与普通混凝土梁抗弯疲劳性能的差异。     

配筋圆钢管自密实混凝土柱抗震性能试验研究

通过7根配筋圆钢管自密实混凝土柱和1根圆钢管自密实混凝土对比柱的低周反复荷载试验,研究了纵筋配筋率、轴压比和钢管壁厚对配筋圆钢管自密实混凝土柱的承载力、延性、耗能能力和性能退化规律的影响。试验结果表明：配筋圆钢管自密实混凝土试件的滞回曲线饱满,表现出良好的抗震性能,在加载中后期,配筋试件的纵筋屈服,强度得到发挥,配筋圆钢管自密实混凝土试件的承载力和延性较普通圆钢管自密实混凝土试件均有不同程度提高,同时,耗能性能提高,且纵筋配筋率越大,配筋圆钢管自密实混凝土试件的承载力和延性也越大。轴压比和钢管壁厚对配筋圆钢管自密实混凝土柱抗震性能的影响规律与普通圆钢管混凝土柱相同。     

自密实混凝土梁力正截面受弯性能试验研究

自密实混凝土是一种新型高性能混凝土材料,其在自重作用下无需振捣即能密实成型。主要用于钢筋密集,结构复杂难于振捣的部位。目前自密实混凝土的研究主要是自密实混凝土的配制、工作性能检测等材料性能方面,而对于自密实混凝土结构构件的研究较少。为此本文开展七根试验梁的研究,通过与普通混凝土的对比,建立了自密实混凝土梁的刚度、裂缝计算公式,给出了正截面承载力计算方法,为完善自密实混凝土设计理论提供依据。     

自密实混凝土无腹筋梁抗剪性能

为研究自密实混凝土无腹筋梁的抗剪性能和裂缝开展形态,进行了集中荷载作用下12根无腹筋钢筋混凝土简支梁（8根自密实混凝土和4根普通混凝土）的剪切破坏试验,变量为混凝土强度和剪跨比。探讨了《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）、Zsutty拟合公式、美国规范（ACI318-11）抗剪承载力计算公式对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算的适用性和准确性。收集了在集中荷载作用下的130根自密实混凝土和798根普通混凝土矩形截面无腹筋梁剪切破坏试验数据,将自密实混凝土和普通混凝土无腹筋梁抗剪承载力进行了对比。结果表明：自密实混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态大致相同,自密实混凝土梁斜裂缝断面更为光滑;Zsutty拟合式计算结果与本文试验结果最接近;GB 50010—2010计算结果与本文试验结果也比较吻合,但偏于不安全;美国规范ACI 318-11计算公式偏差较大;自密实混凝土梁受剪承载力略低于普通混凝土梁。     

自密实混凝土梁正截面受弯性能试验

为了研究自密实混凝土梁正截面受弯性能,设计了5根自密实混凝土梁,2根普通混凝土梁。对试验梁的开裂荷载、极限荷载、截面不同高度处的平均应变、刚度和裂缝进行了研究,并且在普通混凝土梁相关计算公式的的基础上,给出了自密实混凝土梁的刚度、裂缝、界限受压区高度计算公式和正截面承载力计算方法.     

高强混凝土框架结构中节点抗震性能

为研究高强混凝土框架结构中节点的抗震性能,对10根留有施工缝的高强混凝土框架结构中节点进行了低周反复抗震性能试验.研究了轴压比、节点核心区混凝土的强度等级、柱中混凝土在梁中的延伸长度等对梁柱中节点抗震性能的影响,对构件的破坏特征、承载能力、延性性能、滞回曲线进行了对比分析.研究结果表明:所有试验构件均为梁端受弯破坏;柱中混凝土在梁中的延伸长度对滞回曲线的形态、屈服荷载和最大荷载都没有显著影响,但是对节点的延性性能影响比较大.根据试验结果和分析,并考虑到实际施工因素,取用1.5h为柱中高强混凝土延伸到梁中的最佳延伸长度.     

活性粉末混凝土预制管组合柱抗震性能试验研究

活性粉末混凝土预制管组合柱（Concrete-filled RPC tube,简称CFRT）将活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,简称RPC）的力学性能和箍筋的约束效应有效结合了起来,是一种基于超高性能水泥基套管的新型约束组合柱。对4个CFRT柱和1个箍筋约束混凝土柱开展了恒定轴力下的低周反复荷载试验,获取了组合柱的破坏形态、滞回曲线和钢筋的应变等数据,并对相关抗震指标及试验参数进行了分析。结果表明：CFRT柱在低周反复荷载作用下表现出典型的弯曲破坏特征,在RPC管表面出现大量细而密的裂缝,但没有明显的剥落现象;CFRT柱的滞回曲线较饱满,其抗震性能显著优于普通箍筋约束混凝土柱;在试验条件下,CFRT柱的极限侧移率在0.042~0.075之间,高于中国抗震设计规范关于罕遇地震下结构柱极限塑性侧移率不低于0.02的要求;从抗震性能来看,在RPC管内部填充高强混凝土,对于CFRT是可以接受的组合方式。     

不同连梁形式联肢剪力墙的静力弹塑性分析

建立12层钢筋混凝土联肢剪力墙结构分析模型,用两种不同的侧向载荷分布模式,分别对采用钢筋混凝土连梁和型钢混凝土连梁的联肢剪力墙结构进行静力弹塑性(Pushover)分析.在此基础上,以变形和延性(包括顶点位移、层间位移和结构塑性铰分布)为参数评估其抗震性能.研究发现,在承载力相同时,型钢混凝土连梁比钢筋混凝土连梁的截面尺寸小很多,型钢混凝土连梁的联肢剪力墙抗震性能较好.     

基于截面纤维模型的弹塑性时程分析方法

为了得到适用性更广、稳定性更高的弹塑性时程分析方法，采用了通过材料本构关系直接反映构件恢复力特性的截面纤维模型，提出了基于该模型的计算方法和相应的材料本构关系；通过与钢筋混凝土柱拟动力反复加载试验对比，检验了该计算模型的准确性；对典型的底部框架多层砌体房屋在罕遇地震作用下的弹塑性变形性能进行了实例分析.试验对比及实例分析结果表明，所提出的计算方法及本构模型可描述结构构件进入弹塑性阶段后承载力下降的现象，直接反映构件轴力与弯矩的相互作用，适用于结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析和抗震性能评估     

强震下钢筋混凝土Y型桥墩的抗震性能评估

为了研究城市高架桥墩的非线性动力行为特点,在有限元模拟的基础上,对典型的钢筋混凝土Y型桥墩抗震性能进行了评估.分别从桥墩截面性能和桥墩整体构件性能两个层次进行评估,结果表明,在桥墩截面抗震性能评估中得到了桥墩截面在不同轴压比下的弯矩-曲率曲线,推导出截面抗震性能评估公式,绘制了轴压比和曲率延性系数曲线;在桥墩构件抗震性能评估中分析了桥墩位移延性能力,并选取墩高和轴压比为控制变量对比分析了Y型桥墩构件的整体耗能特点.     

钢筋橡胶集料混凝土结构性能研究

为了开发一种具有高耗能能力的新型抗震结构材料,通过柱的伪静力实验和梁的正截面弯曲实验,研究了钢筋橡胶混凝土构件的结构性能,并与普通混凝土构件的相关性能进行了对比.结果表明,钢筋橡胶混凝土构件具有良好的延性和耗能能力,适用于高抗震要求的建筑结构.     

钢管混凝土柱脚与不同配筋基础的锚固性能试验研究

以大连国际会议中心工程中的核心筒边框柱脚与钢筋混凝土基础组合节点为原型,设计了3个1/5缩尺的钢管混凝土柱脚-不同配筋基础的组合试件,采用单向重复加载方式对其进行锚固工作性能试验,研究了相同柱脚埋深条件下不同基础配筋对组合试件锚固性能的影响.结果表明,在柱脚底部锚板之上增加1层水平分布配筋,能明显提高其锚固承载力和延性性能;增加竖向分布抗拔钢筋,可显著提高其承载力;3个试件原型的构造做法均可满足设计要求,其锚固是可靠的.     

地震作用下综合管廊动力特性数值模拟研究

建立城市地下综合管廊有限元数值模型,分析其在地震作用下的动力响应和力学特性,并与静力状态下管廊受力特性进行比较,研究结果表明:地基对地震加速度有明显放大作用,管廊最大加速度为Kobe地震波最大加速度的2.7倍;在地震作用下,管廊墙板弯矩随地震作用变化明显,边墙和底板节点弯矩最大值达静力状态下的3.9倍,跨中弯矩最大值为静力状态下的1.5倍;管廊中墙压力随地震作用变化不大,而边墙、顶板和底板的最大压力可分别达到静力状态下的1.5、1.7和1.8倍。研究结果可供地震作用下综合管廊设计参考。     

新型外包钢-混凝土组合框架抗震性能试验

按照现行规范的有关规定设计制作了一榀两跨单层新型外包钢-混凝土组合梁-普通钢砼柱的组合框架结构模型,并通过施加恒定竖向荷载和低周反复水平荷载,对模型框架进行了抗震性能试验研究。分析了新型组合框架滞回性能、承载能力、延性、耗能能力、刚度退化等受力性能。试验表明,新型组合框架结构具有良好的抗震能力。     

钢筋混凝土梁柱边节点滞回性能数值模拟

为准确模拟梁柱边节点在地震条件作用下的滞回响应,建立考虑黏结退化机制的梁柱边节点有限元模型。基于ANSYS有限元平台,采用Voce-Chaboche混合强化模型定义钢筋的循环本构关系,开发组合弹簧单元实现往复荷载作用下钢筋与混凝土间的黏结退化机制,根据损伤理论提出往复荷载作用下黏结滑移本构关系预测模型。有限元计算得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、应力云图与试验结果的对比表明：混合强化本构能更好地描述往复荷载作用下钢筋的滞回响应,组合弹簧单元成功地反演了往复荷载作用下钢筋与混凝土的黏结退化特征,往复荷载作用下节点梁中塑性铰的发育导致梁塑性伸长,将对边节点柱造成不利影响,梁柱边节点数值模拟结果与试验结果吻合良好,为准确模拟梁柱边节点的滞回性能提供了理论基础和技术平台。     

粗合成纤维混凝土梁抗震性能试验研究

为了给粗合成纤维在地震区的推广应用提供科学依据,采用试验方法研究了粗合成纤维混凝土梁在低周反复荷载作用下的抗震性能,重点分析了破坏形态、特征荷载及其挠度、延性、刚度退化及耗能能力,探讨了粗合成纤维混凝土梁的延性评价方法．粗合成纤维混凝土梁延性系数比普通钢筋混凝土梁提高约49％,抗震性能优良．