村镇建筑叠层轮胎隔震支座竖向力学性能试验研究

提出一种利用废旧轮胎的新型村镇建筑简易隔震结构,该结构利用叠层轮胎片制成隔震支座,配合两层齿型圈梁作为房屋隔震层进行隔震。对平面尺寸为180mm×180mm的叠层轮胎隔震支座进行了不同叠层层数下竖向极限承载力试验,发现支座竖向极限压应力离散性较大,取下包络线得到,叠层轮胎隔震支座竖向压应力为9MPa。对叠层轮胎隔震支座进行了不同叠层层数、不同设计压应力下竖向压缩刚度试验,分析得到,随叠层层数自4层增至8层,竖向压缩刚度最高下降53.58%;随设计压应力从3MPa增至6MPa,竖向压缩刚度最高上升80.19%。对叠层轮胎隔震支座进行了不同叠层层数、不同设计压应力下竖向变形性能试验,发现各支座第1次循环竖向刚度较其他循环小,其余循环下支座竖向刚度稳定,变化量小于1%。分析得到该结构竖向力学性能稳定,隔震效果良好,适合我国广大村镇建筑。     

SBS改性沥青隔震支座性能及其应用研究

提出利用SBS改性沥青隔震支座作为村镇民居建筑的隔震装置。通过实验研究了SBS改性沥青隔震支座的竖向性能和水平性能,结果表明该隔震支座具备一定的竖向承载能力且水平滞回曲线饱满,与铅心橡胶隔震支座类似。根据实验获得的性能参数,选择合理的数值模型,采用有限元软件分析了装有SBS隔震支座的一栋三层民居建筑的隔震效果。结果表明虽然在多遇地震条件下SBS改性沥青隔震支座对村镇民居建筑的隔震效果并不明显,但在罕遇地震作用下的隔震功效显著。说明SBS改性沥青隔震支座是一种造价低廉,施工方便,在村镇民居建筑中有应用潜力的隔震装置。     

基于等效线性化的SISC隔震框架结构动力响应分析

为探究采用废旧轮胎隔震垫(STP)制成的柱下新型隔震装置(SISC)在村镇框架结构中的隔震效果,通过SAP2000建立隔震与非隔震三层框架结构模型,利用简化计算方法进行初步布置,采用反应谱法及时程分析法对比了隔震前后层间剪力比,并进行了上部结构的动力响应分析。结果表明：简化计算方法、振型分解反应谱法及时程分析法得到的底部剪力比分别为0.4207、0.4091、0.4491;隔震结构较非隔震结构自振周期延长2～3倍,由时程分析法可得隔震结构中上部结构层间位移角、顶层加速度较非隔震结构最大分别降低86.48%、49.26%,均满足规范限值要求,上部结构整体呈现平动;SISC隔震框架结构按照简化计算方法进行SISC初步布置具有可行性,该研究成果为STP隔震体系在村镇框架结构中的实际应用提供参考。     

低周反复荷载作用下钢筋混凝土柱抗震性能尺寸效应试验研究

通过对不同轴压比下截面边长分别为300、500、700mm的钢筋混凝土柱试件进行低周反复加载试验,研究各试件的破坏模式、滞回特性、骨架曲线、延性和耗能能力,分析截面尺寸对受弯承载力、延性、耗能和塑性铰长度的影响。结果表明：钢筋混凝土柱试件的受弯承载力、延性和塑性铰转动能力随截面尺寸的增大而减小,尺寸效应明显,平均耗能系数也随截面尺寸的增大而减小,表现出明显的尺寸效应。在试验基础上,提出考虑反复加载截面尺寸影响系数的钢筋混凝土柱受弯承载力计算式。     

砂与橡胶粒复合隔震装置分析研究

介绍了隔震技术及其工作原理,分析了村镇房屋抗震、减震新型技术研究开发的必要性。提出带钢绞线的砂与橡胶粒复合隔震装置;基于土的抗剪强度理论,阐述其作用机理,通过数值分析说明其隔震性能。这种新型隔震装置适合在村镇低矮建筑中推广应用,值得开发研究。     

装配式隔震结构中隔震节点抗震性能研究

针对装配式隔震结构,提出一种新型装配式隔震节点,采用1/2缩尺模型对该新型装配式隔震节点在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性性能、耗能能力等性能进行研究,并与现浇节点进行对比。结果表明,此类新型装配式隔震节点应用于装配式隔震结构是可行的。利用有限元分析软件Open Sees对试验的装配节点和现浇节点的滞回特性进行数值模拟,模拟结果与试验结果基本吻合。     

低造价天然橡胶垫隔震层抗震设计研究

建筑隔震的概念是清晰的,通过建筑的隔震层使上部结构的自振周期延长,减少结构的水平地震作用.目前国内外对城市建筑所采用的隔震装置基本都是由天然橡胶隔震垫构成的隔震层,大都采用直径400mm、500mm及以上的天然橡胶隔震垫.由于大直径的天然橡胶隔震垫造价高,多用在办公、医院等公共建筑中.而对于体量小、层数少的村镇建筑则显...     

某教学楼结构隔震设计及分析

以某教学楼结构设计为例,采用基础隔震技术,在上部结构与基础之间设置由橡胶支座和阻尼器组成的隔震层,以改变结构体系振动特性。采用分部计算方法,通过ETABS软件Rubber Isolator+gap单元模拟隔震支座,进行隔震分析。计算结果表明：结构采用基础隔震后,结构地震响应明显降低,隔震后上部结构水平地震作用可降低1度;罕遇地震作用下支座拉应力最大值<1.0 MPa,说明结构质心和刚心相距较小,没有发生倾覆的趋势;支座压应力最大值为14 MPa,远<30 MPa,该工程的隔震支座布置合理,安全性较好。     

考虑截面形状及钢筋阻滞作用的挡水建筑物剪力墙隔震设计

以截面形状替代原始形状,结合钢筋阻滞作用的挡水建筑物剪力墙隔震设计,弥补了原有墙体承载力、刚度及其廷性、耗能、滞回特性的不足。为确定截面形状钢筋阻滞作用下的剪力墙隔震设计的有效性,进行了挡水建筑物剪力墙开裂破坏试验,结果表明截面形状及钢筋阻滞作用的挡水建筑物剪力墙的隔震性能明显优于原始形状的剪力墙设计,钢筋阻滞作用明显增强,承载力和延性效果显著。     

高地震烈度区体育馆建筑隔震结构设计研究

合理地应用隔震技术可保证建筑在中、大震后的正常使用性能,对高烈度区体育馆建筑具有较强的适用性。以唐山新体育中心体育馆为例,对高烈度区体育馆建筑进行隔震设计研究。首先,对此体育馆进行刚性结构方案和隔震结构方案比选,以证明此体育馆采用隔震结构方案可减小构件截面尺寸、增大建筑使用空间,同时降低工程造价。其次,着重讨论了隔震层开洞、黏滞阻尼器布置及其位置等问题,通过在隔震层比赛场地区开洞且沿洞口周边布置黏滞阻尼器的方式,在实现经济性的同时保证隔震层的整体性,为带比赛场地的体育馆类建筑隔震设计提供参考。最后,详细阐述此体育馆隔震设计的主要计算结果,证明隔震技术在此项目中应用的有效性和安全性。     

Strength and deformability of waste tyre rubber-filled reinforced concrete columns

This study aims to investigate the efficiency of waste tyre rubber-filled concrete to improve the deformability and energy absorption capacity of RC columns by considering different concrete compressive strength, size of waste tyre rubber particles and rubber content. Twelve column specimens were tested using concrete of compressive strength 24 and 28 MPa mixed with 0.6 and 1 mm tyre rubber particles. For each concrete batch, 27 control specimens were prepared to examine the concrete properties. Using waste tyre rubber-filled concrete leads to a slightly lower compressive strength and modulus of elasticity, but the curvature ductility can increase up to 90%. It is concluded that this type of concrete can offer good energy dissipation capacity and ductility, which makes it suitable for seismic applications.     

带楔形装置的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能试验研究

为减小耗能部件对自复位性能的影响,提出一种带楔形装置的自复位方钢管混凝土柱 钢梁节点。对4个2/3缩尺比例的自复位节点试件进行了拟静力试验,研究钢绞线初始预应力、耗能钢棒直径及是否布置楔形装置对节点受力性能、自复位性能和抗震性能等的影响。结果表明：在梁端往复荷载作用下,各试件的滞回曲线均为典型的“双旗帜”形,具有良好的自复位性能和耗能能力。加载过程中,仅耗能钢棒进入塑性,主体构件及钢绞线均保持弹性。震后仅需更换耗能钢棒并调整楔形装置位置即可快速恢复使用功能。增加钢绞线初始预应力可以显著提高节点的承载力;增大耗能钢棒直径明显提高了节点的承载力和耗能能力;设置楔形装置可以显著提高节点的耗能能力。提出了带楔形装置自复位节点的简化恢复力模型,简化恢复力模型与试验滞回曲线吻合较好。     

Performance of CFTST column to steel beam joints with blind bolts under cyclic loading

The objective of this research is to investigate the seismic performance of the composite joint consisting of square concrete filled thin-walled steel tubular (CFTST) column and steel beam with end plate and blind bolts. The cold-formed square tube in each CFTST column connection was fabricated by seam welding together four pieces of lipped angle with nominal wall thickness 1.5 mm or 3 mm. Four exterior joint specimens were tested under axially compressive load on the top of the columns and cyclic loads on the beam tip. The experimental parameters in the study were the thickness of the steel tube and the type of end plate. The seismic response of the blind bolted moment joints to CFTST columns was analyzed and evaluated in terms of the hysteretic behavior, failure modes, stiffness and strength degradation, ductility, and energy dissipation capacities of the joints. To improve the tension behavior of the blind bolted moment connections to the thin tube wall, the anchorage action of reinforcing rebar welded to the bolts with concrete-filled steel tubes was also investigated to consider the effect of cyclic loading. The experimental and analytical results indicated that when the end plate thickness is not less than 3 mm, the flush or extended end plate joints to CFTST columns exhibited large hysteretic loops and excellent seismic performance, such as ductility and energy dissipation capacity. The proposed innovative blind bolted joint was verified as a reliable and effective solution applied in mid- and low-rise buildings through properly design and detailing.     

大直径高强钢筋套筒灌浆连接预制柱抗震性能试验研究

设计了6个截面尺寸为600mm×600mm的钢筋套筒灌浆连接预制混凝土柱,对其进行了低周反复加载试验,其中配置的纵筋和箍筋均为500MPa级高强钢筋,受力纵筋直径为25mm和36mm。研究了预制柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力以及极限承载力,并分析了轴压比、纵筋直径和配箍形式对其抗震性能的影响。研究结果表明：达到峰值荷载时,500MPa级纵筋均能受拉屈服|试件极限承载力的计算值与试验值之比平均为0.78,具有一定安全度|轴压比为0.50的试件的滞回曲线饱满,而轴压比为0.25的试件,其根部灌浆接缝结合面发生破坏并出现了受力纵筋从套筒中拔出的现象,导致其滞回曲线出现捏拢,耗能能力相对较低|各试件的位移延性系数为3.80~5.31,极限位移角为1/47~1/33,均具有较高的延性水平|通过附加架立筋并配置复合箍的方式可保证大直径钢筋预制柱的抗震性能,并建议优选本文的配箍形式二。     

柔性连接填充墙RC框架结构抗震性能试验研究

为研究橡胶作为柔性连接材料对填充墙钢筋混凝土（RC）框架结构抗震性能的影响,以填充墙与框架之间的连接方式、砌块类型、柔性连接材料以及砂浆强度为变量,开展了7榀1/2缩尺填充墙RC框架的低周反复加载试验,对比分析各框架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标。结果表明：橡胶作为柔性连接材料,通过自身变形耗能能够增大填充墙的变形空间,减弱填充墙与框架之间的相互作用,有效保护墙体和框架,并使结构的耗能能力得到较大改善;柔性连接填充墙RC框架的承载力介于纯框架和刚性连接填充墙RC框架的承载力之间,但刚度退化、位移延性以及耗能能力等抗震性能指标均优于刚性连接填充墙RC框架的;对于柔性连接填充墙RC框架,橡胶的种类对RC框架的抗震性能有一定的影响,但影响不大。     

配置600 MPa级高强钢筋T形柱抗震性能试验研究

600 MPa级钢筋是一种新型高强度钢筋,为研究该钢筋应用于异形柱结构体系的可行性,对7根不同轴压比、体积配箍率和钢筋强度的混凝土T形柱试件进行低周往复荷载试验,分别对其承载力、位移、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能性能进行研究,综合评估其抗震性能。研究结果表明:配置600 MPa级钢筋的混凝土T形柱具有良好的变形能力和承载能力,提高配箍率能有效提高试件的抗震性能,提高轴压比可以提高试件的承载力,但降低其变形能力。随着钢筋强度的提高,试件的承载力显著提高。     

屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架抗震试验性能研究

屈曲约束支撑可以有效地提高装配式钢管混凝土组合框架的抗侧移刚度和耗能减震作用。为研究地震作用下屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架的抗震性能和破坏机理,进行两层单跨屈曲约束支撑单边螺栓端板连接钢管混凝土组合框架的水平低周反复荷载试验。考察柱截面类型和端板形式对结构整体抗震性能的影响。记录和研究了此类混合结构的破坏形式和水平荷载-水平位移滞回曲线,分析和评价其骨架曲线、强度和刚度退化规律、延性和耗能等。试验研究表明,在柱截面含钢率相同条件下,抗侧移体系采用屈曲约束支撑,梁柱连接采用单边螺栓端板连接方式,屈曲约束支撑方钢管混凝土组合框架的水平承载力和初始抗侧刚度大于屈曲约束支撑圆钢管混凝土组合框架,但是其延性和耗能能力反之。试验和分析结果表明：屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架结构具有良好的抗震性能,较大的可变形能力和耗能能力,可以在多高层建筑结构中应用和推广。     

Seismic behavior of L-shaped concrete-filled steel tubular columns with reinforcement stiffeners

制作了1根对拉钢筋加劲L形截面钢管混凝土柱试件和2根非加劲L形截面钢管混凝土柱试件,对其进行低周往复水平荷载作用下的滞回性能试验,考察对拉钢筋和轴压比对其抗震性能的影响规律。结合OpenSees有限元分析,研究其破坏模式和滞回性能,分析对拉钢筋的作用以及钢管对混凝土的约束作用。结果表明：对拉钢筋能有效限制钢板的局部屈曲以及阴角处钢管和混凝土的脱离,保证钢管和混凝土共同工作;轴压比从0.3增加到0.6时,非加劲L形截面钢管混凝土柱的耗能能力及延性均降低;相同轴压比下,相比非加劲L形截面钢管混凝土柱,对拉钢筋加劲L形截面钢管混凝土柱的破坏程度明显减轻,耗能能力及延性明显提高;有限元分析结果基本能反映试件在低周往复水平荷载作用下的抗震性能。     

钢筋缀件轻钢耗能格构柱抗震性能研究

新型轻钢耗能格构柱具有自重轻、产业化生产、施工周期短、抗震性能好等优点。主要是通过对两种轻钢耗能格构柱在低周往复荷载作用下的数值模拟分析,研究轻钢耗能格构柱的延性性能、刚度退化、滞回性能等。结果表明:轻钢耗能格构柱的滞回曲线饱满,具有较好的抗侧力能力,可以作为一种新型的轻钢耗能格构柱用于多层钢结构住宅。     

冻融循环作用下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究冻融环境下钢筋混凝土柱的抗震性能，采用人工气候实验室对6根依据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》所设计的框架柱进行了冻融循环试验，并观察了该冻融循环下材料层面和构件层面的冻融损伤发展过程。通过拟静力加载试验，分析了不同冻融循环次数和轴压比对试件破坏形态、滞回曲线、承载能力、变形能力和耗能能力等的影响。结果表明：随着冻融循环次数的增加，试件均发生以弯曲变形为主的弯剪破坏，承载力和耗能能力均有不同程度的退化，延性呈现先增后降的变化；当冻融循环次数相同时，随着轴压比的增大，试件破坏形态由大偏心受压破坏转为小偏心受压破坏，试件承载力和耗能能力均呈先增大后减小的趋势，延性逐渐减小。