预应力及非预应力型钢混凝土框架受力及抗震性能试验研究

进行了两榀预应力型钢混凝土框架和非预应力型钢混凝土框架在竖向荷载及水平低周反复荷载作用下受力与抗震性能试验研究,研究结果表明：在型钢混凝土梁中采用预应力,可以有效地控制结构裂缝宽度,改善结构的正常使用性能;梁中施加预应力没有明显改变型钢混凝土结构优良的抗震性能,预应力型钢混凝土框架低周反复加载滞回曲线饱满,抗震性能优良;在型钢混凝土梁中施加预应力,可以充分发挥型钢与混凝土等材料各自的优势。在试验研究的基础上,提出了预应力型钢混凝土框架和型钢混凝土框架的三线型恢复力模型,并利用该恢复力模型进行了预应力型钢混凝土框架和型钢混凝土框架在低周反复荷载作用下的滞回性能分析,分析结果与试验结果吻合良好。     

双层双跨高性能混凝土框架抗震性能研究

通过低周反复荷载试验对两榀双层双跨高性能混凝土框架的破坏形态、破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、恢复力模型、变形恢复能力、位移延性、刚度退化、耗能能力等性能进行了较为深入系统的研究。研究表明 ,非预应力高性能混凝土框架和中等预应力度的预应力高性能混凝土框架均具有良好的抗震性能。基于非线性有限元原理 ,编制了多层多跨高性能混凝土框架基于恢复力模型的滞回全过程分析程序 ,应用该程序对本试验结果进行了模拟计算 ,计算值与试验结果吻合较好     

预应力H型钢混凝土组合梁动力性能参数分析

为获得预应力H型钢混凝土新型组合梁的恢复力模型,对7根跨度为3 800 mm、2根跨度为4 500 mm的预应力型钢混凝土简支梁的骨架曲线进行了仿真分析,探讨了综合配筋指标、预应力度、预应力筋合力点到梁下边缘距离及混凝土轴心抗压强度4个参数对截面单调弯矩-曲率曲线和构件单调荷载-位移曲线的影响,同时考察了综合配筋指标、预应力度对构件截面曲率延性和构件位移延性的影响;最后统计回归出预应力H型钢混凝土组合梁曲率延性和位移延性的计算公式,建立了预应力H型钢混凝土组合梁弯矩-曲率恢复力模型和荷载-位移恢复力模型。结果表明:预应力H型钢混凝土组合梁具有良好的抗震性能,建立的恢复力模型可为该类梁的结构弹塑性动力分析提供参考。     

自复位预制预应力混凝土框架结构恢复力模型研究

无粘结预应力装配式混凝土框架结构中,各构件间由预应力预压连接,该结构形式具有自复位能力强、残余变形小和损伤分布较为集中等特点。节点形式对结构整体的滞回特征有重要影响,该结构体系滞回特征显著区别于普通混凝土结构,有必要建立适用于该结构的实用的恢复力模型。本文基于ABAQUS有限元软件,建立三个单层框架结构模型,各模型节点形式为整体现浇和预应力装配式的不同组合,对结构施加水平往复荷载,比较分析了三种结构形式的恢复力特征。基于预应力装配式结构的数值分析结果,进行标准化处理及回归分析,建立了该结构恢复力性能的骨架曲线及滞回规则。通过对比恢复力模型曲线与数值分析结果,证明提出的恢复力模型能较好地模拟该类结构的恢复力特征。     

基于OpenSEES的无粘结部分预应力混凝土梁恢复力模型研究

在阐述OpenSEES软件解决无粘结部分预应力混凝土梁非线性分析的基础上,对无粘结部分预应力混凝土梁在低周反复荷载作用下的恢复力模型进行了研究。着重介绍了无粘结预应力筋等材料本构模型的选取和基于柔度法的梁柱非线性分析方法及其计算框图,计算了无粘结部分预应力混凝土梁在低周反复荷载作用下的弯矩-挠度滞回曲线,与试验曲线比较得到了令人满意的结果,为OpenSEES解决无粘结部分预应力混凝土结构恢复力模型提供了一条新的途径。     

单跨斜向预应力组合框架受力与造价分析

结合某一特殊的工业建筑输送燃料的支撑体系,本文给出了斜向上升的钢-混凝土组合结构方案和先垂直-后水平输送的剪力墙-框架结构方案,从方案的合理性、造价和施工三个方面对两种方案进行了对比,最终选择了斜向上升的钢-混凝土组合结构方案.对角钢混凝土柱-预应力混凝土梁组合二维框架开展了静力与动力分析,静力分析中考虑了二阶效应对内力的影响,采用IDARC软件对单跨双层框架开展了弹塑性分析,得到塑性铰的分布及破坏机制,对纵向预应力框架进行了内力分析,最后给出节点构造和施工方法,为同类工程提供参考和借鉴.     

水平低周反复荷载作用下无粘结部分预应力混凝土框架的抗震性能研究

本文通过五榀梁中配有无粘结预应力筋的“强柱”、“弱柱”型框架在水平低周反复荷载作用下的试验研究和非线性分析,探讨其延性、耗能及恢复力特性,为无粘结部分预应力混凝土框架的抗震设计提供参考依据。     

型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙恢复力特性的试验研究

通过对5榀型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙模型在低周反复荷载作用下的骨架曲线、滞回曲线、延性及耗能等的分析,得到骨架曲线中各特征点的试验数据。在此基础上,利用ORIGIN8.0软件拟合得到考虑各类参数影响的无量纲化骨架曲线模型,进一步回归分析提出卸载刚度和再加载刚度退化规律,最终提出型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙的恢复力模型。将实测骨架曲线与恢复力模型进行对比分析表明,该模型拟合效果较好,可用于型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙的弹塑性地震反应分析。     

劲性环梁式钢管混凝土节点恢复力模型

基于劲性环梁式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的低周往复荷载试验及ABAQUS有限元数值模拟结果,分析了节点试件的滞回特性,通过对有限元计算结果进行回归分析,考虑刚度退化的影响,提出了劲性环梁式钢管混凝土节点的三折线恢复力模型,该恢复力模型包括骨架曲线模型和具有刚度退化规律的滞回规则。最后将所提出的恢复力模型和试验所得曲线进行比较,结果符合较好。建立的恢复力模型可用于劲性环梁式钢管混凝土框架节点的弹塑性分析。     

预应力与非预应力高性能混凝土梁抗震性能试验研究与有限元分析

基于预应力与非预应力高性能混凝土梁的低周反复荷载试验,对其受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、恢复力模型、变形恢复能力、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行了较为深入的研究与分析。研究表明:非预应力高性能混凝土梁具有良好的抗震性能,中等预应力度的高性能混凝土梁也具有较好的抗震性能。编制了预应力与非预应力高性能混凝土梁基于本构关系的滞回全过程非线性有限元分析程序,程序计算值与试验结果吻合良好。     

基于IDRAC的高强度RC框架损伤评价

采用6层高强度RC框架结构为算例进行地震波输入下结构损伤的评价。引进损伤分析程序IDACR2D对框架结构在大震作用下进行动力分析,研究了高强度RC框架结构的抗震性能,并对损伤程度评价。研究表明采取加权系数组合法由构件损伤组合出层或结构整体损伤的方法较为合理,适用性较好。比较修正Park&Ang损伤模型与基于IDRAC损伤分析方法的损伤指标,表明本文的损伤模型更适用于评价高强度RC结构。采用加权系数组合法和自振频率衰减法计算的损伤指数分布情况能较实际地反映结构整体的损伤情况。     

钢框架单元恢复力模型研究

进行钢框架弹塑性静动力分析时,各单元恢复为模型的选用直接影响分析结果的精度.作者对钢框架的柱、梁及节点板域单元的恢复力特性进行了讨论分析,给出了简化的线性单元恢复力模型,并给出了拐点的处理方法.算例分析表明本文的恢复力模型是可靠的.     

HRB400高强钢筋混凝土柱抗震性能分析

本文通过对4个HRB400高强混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行试验研究,获得高强混凝土柱的主要破坏形态、骨架曲线和滞回曲线。考虑混凝土强度、纵向配筋率的影响,分析其对滞回特性、规则化骨架曲线、刚度退化、强度退化、延性与耗能性能的影响。研究结果表明:构件的破坏形态主要为剪切型;随着混凝土强度的提高,构件开裂后刚度衰减加快,强度退化速度加快,构件总耗能增加,抗震性能变差;由循环中滞回能量与现有的延性系数关系可知数据离散性较大。本文的抗震性能分析可供工程技术人员参考。     

基础隔震密肋壁板大开间结构地震反应分析

采用微分型滞回恢复力模型模拟隔震支座的恢复力特性,通过对基础隔震密肋壁板大开间结构动力性能的分析表明,采用隔震技术可以有效降低上部密肋壁板大开间结构的地震反应,使其既达到抗震设防的要求,又满足建筑功能的需要.     

装配式自复位摇摆钢框架的恢复力模型

传统的钢框架结构在强烈地震作用下梁端和柱脚通常会出现塑性铰,导致结构产生较大的塑性变形。为此,提出了一种装配式自复位摇摆钢框架结构,阐述了该结构的构造形式与工作机理,通过理论分析建立了该结构的恢复力模型。设计了单层和双层的传统钢框架结构模型和装配式自复位摇摆钢框架结构模型,通过有限元软件ABAQUS对结构模型的滞回性能进行了有限元分析。对比研究表明：采用所建立恢复力模型的计算结果与有限元分析结果吻合较好,验证了恢复力模型的正确性;装配式自复位摇摆钢框架模型在循环荷载作用下滞回曲线为旗帜形,具有良好的自复位性能;当加载至层间位移角0.02rad时,装配式自复位摇摆钢框架的梁柱节点和柱脚无塑性铰出现,结构基本无损伤,而传统钢框架结构受损严重。     

Modelling shear–flexure interaction in equivalent frame models of slender reinforced concrete walls

Quasi‐static cyclic tests on reinforced concrete (RC) walls have shown that shear deformations can constitute a significant ratio of the total deformations when the wall is loaded beyond the elastic regime. For slender RC walls that form a stable flexural mechanism, the ratio of shear to flexural deformations remains approximately constant over the entire range of imposed displacement ductilities. This paper proposes a method for incorporating shear‐flexure interaction effects in equivalent frame models of slender RC walls by coupling the shear force‐shear strain relationship to the curvature and axial strain in the member. The suggested methodology is incorporated in a finite element consisting of two interacting spread inelasticity sub‐elements representing flexural and shear response, respectively. The element is implemented in the general finite element code IDARC and validated against experimental results of RC cantilever walls. In a second step, it is applied in inelastic static and dynamic analyses of tall wall and wall‐frame systems. It is shown that ignoring shear‐flexure interaction may lead to erroneous predictions in particular of local ductility and storey drift demands. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑损伤效应的型钢高强高性能混凝土框架柱恢复力模型研究

为研究型钢高强高性能混凝土框架柱的抗震特性,基于已进行的9榀型钢高强高性能混凝土框架柱低周反复加载试验结果,进一步分析了其滞回特性,并将其骨架曲线简化为带下降段的理想三折线型骨架曲线模型,给出了骨架曲线的确定方法,同时简化了滞回环。通过引入基于损伤的循环退化指数对构件在反复荷载作用下的屈服荷载、硬化刚度、卸载刚度、再加载刚度以及承载力等各项力学性能指标的退化规律进行了描述,建立了基于损伤的型钢高强高性能混凝土框架柱的恢复力模型,给出了具体的滞回规则。结合试验结果,对恢复力模型的有效性进行了验证。研究结果表明：该模型能够较好地描述型钢高强高性能混凝土框架柱在反复荷载作用下的滞回特性,研究结果可为该类结构的弹塑性时程分析提供理论参考。     

底部框剪配筋砌块砌体房屋弹塑性地震反应的数值模拟

在总结底部框剪砖房和配筋砌块砌体的抗震性能研究成果的基础上,对底部框剪上部配筋砌块砌体结构的抗震特性进行了初步研究。采用层间剪切模型和三折线骨架曲线恢复力模型,分别按6、7、8度区的多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度,输入ElCentro地震波,模拟此类房屋的线性和非线性地震反应。通过分析加速度和位移地震反应,恢复力和层间位移角的变化,考察了该结构的抗震性能和抗震能力。结果表明:底部两层框剪上部六层配筋砌块砌体结构(高25.5m)可用于8度地震区,这种结构的底部框剪层是薄弱部位;应提高框剪层的水平地震剪力设计值,增强延性设计,提高抗倒塌能力。     

考虑施工缝影响的框架结构地震反应时程分析

在总结框架试验研究成果的基础上,运用动力时程分析方法,对有施工缝框架和整浇框架的非弹性抗震性能进行了研究.采用层间剪切模型和三线性恢复力模型,分别输入8度多遇地震和7度罕遇地震作用下的迁安地震波、El Centro地震波和天津地震波,对两个框架的弹塑性地震反应进行了模拟.将有施工缝框架和整浇框架的顶层位移、层间最大位移、层间最大剪力进行了对比分析.模拟结果表明:有施工缝框架和整浇框架,在迁安波、El Centro波和天津波的作用下,结构顶层的位移时程曲线和加速度时程曲线随着地震动时间的变化规律是基本一致的.     

低周反复荷载下两跨三层钢筋混凝土框架受力性能的试验研究

通过一榀1/2比例的两跨三层钢筋混凝土框架模型在低周反复荷载下的试验,验证了专题组提出的框架节点抗震设计方法。同时对强柱弱梁型框架的破坏机制、强度、延性、强柱弱梁关系、恢复力特性以及梁纵筋滑移等方面的性能进行了分析研究。