型钢混凝土异形柱的受剪机理及承载力影响因素分析

为了揭示型钢混凝土(SRC)异形柱的受剪机理,进行了17个试件的低周反复荷载试验,试验表明:SRC异形柱的破坏形态有剪切斜压、剪切粘结、剪弯型和弯曲破坏;试验实测的荷载-应变滞回曲线反映了试件在发生剪切斜压破坏时型钢及箍筋屈服,而发生剪切粘结、剪弯型和弯曲破坏时,型钢及箍筋尚未屈服.同时也对异形柱中翼缘、截面的配钢形式、荷载加载方向、剪跨比以及轴压比等因素对SRC异形柱受剪性能的影响进行了分析;结果表明:翼缘的存在能提高异形柱的抗剪承载能力,提高的程度与截面形式和荷载作用方向等因素有关;实腹配钢试件的抗剪承载能力大于空腹配钢试件;SRC异形柱的抗剪承载力随着轴压比的增大而增大,但随着剪跨比的增大反而减小.     

反复荷载作用下型钢混凝土异形柱框架边节点力学性能试验研究

通过对9个型钢混凝土(SRC)异形柱框架边节点进行低周反复加载试验,观察了不同配钢形式、不同轴压比条件下SRC异形柱框架边节点的受力过程及破坏形态,得出了SRC异形柱框架边节点的荷载一位移滞回曲线和骨架曲线.根据试验结果,分析了节点承载力、延性、耗能以及刚度退化等性能.研究表明,SRC异形柱框架边节点的滞回曲线比较饱满,承载力高,耗能能力强,位移延性系数平均值可达到3.60,具有较好的抗震性能.     

钢骨超高强混凝土框架边节点抗震性能试验研究

为研究钢骨超高强混凝土框架边节点的抗震性能,开展了6个钢骨超高强混凝土框架边节点试件的低周反复加载试验。试件设计参数为轴压比、配箍率。针对不同设计参数试件的破坏形态、延性、耗能能力、抗剪承载力及箍筋应变等进行了分析,得到了各设计参数的影响规律。研究结果表明:轴压比对钢骨超高强混凝土边节点抗震性能的影响以0.38为分界点,随着轴压比增大,节点组合体破坏形态由弯剪破坏转变为小偏心受压破坏,其节点核心区水平抗剪承载力在试验轴压比区间内,也表现为先增大后下降的变化规律。该研究结果为钢骨超高强混凝土框架节点抗震设计提供了重要依据。     

反复荷载下高强混凝土框架内节点抗震性能试验研究

在13个高强混凝土框架内节点试件试验研究的基础上,分析了反复荷载作用下节点核心区开裂特点、破坏形态和抗剪性能,并重点讨论了节点配箍率、轴压比对框架内节点抗剪性能的影响.根据试验实测数据的回归分析,提出了高强混凝土框架内节点抗剪计算公式,并将该公式与建筑抗震设计规范(GBJ11—89)的框架节点受剪承载力计算公式作了比较.试验结果表明C60级高强混凝土框架节点的抗剪强度计算采用现行建筑抗震设计规范的计算方法是可行的.     

不同轴压比条件下Z 形截面混凝土柱 梁柱节点抗剪性能试验研究

通过对不同轴压比条件下的Z 形截面混凝土柱梁柱节点进行抗剪承载力试验, 研究分析了 轴压比对试件节点抗剪性能的影响.结果表明:随着轴压比的增加, Z 形截面混凝土柱梁柱节点极 限抗剪承载力下降, 试件变形与耗能能力减弱, 节点处剪切主裂缝的走向与轴力的夹角变小.根据 试验结果, 回归得到了基于斜压杆理论的Z 形柱节点抗剪承载力公式, 可供设计人员参考.     

预应力混凝土扁梁框架内节点的三维有限元模拟分析

为了分析轴压比对预应力混凝土扁梁框架内节点抗震性能的影响,运用ANSYS软件,模拟了单调荷载作用下预应力混凝土扁梁框架内节点的荷载-位移曲线,并与相应的试验结果进行比较分析。在有限元模拟试验的扁梁框架内节点的基础上,用ANSYS软件模拟了未做过试验的不同轴压比下的扁梁框架内节点荷载-位移曲线,模拟结果表明,轴压比的增大在一定程度上可以提高试件的承载力,但是太大的轴压比则会使试件的延性不足,反而会对抗震不利。     

T形截面钢-混凝土组合异形柱抗震性能试验研究

为研究T形截面钢-混凝土组合异形柱的抗震性能,对4根不同配钢形式和轴压比试件进行低周反复荷载试验.基于实测的滞回曲线和破坏形态,分析配钢形式、轴压比对滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化和耗能性能的影响.研究表明:试件均发生弯曲破坏;配钢形式为T形钢+方钢管试件较实腹式试件除承载力略低外其他抗震性能指标均较好;轴压比较大时,试件承载能力提高,达到极限承载力后刚度退化较快,延性降低;型钢的加入使钢-混凝土组合异形柱的承载能力、变形能力及延性明显提高.     

型钢再生混凝土高轴压比柱抗震性能试验

为研究3种不同再生粗骨料取代率的足尺型钢再生混凝土柱试件在高轴压比及较低轴压比下的抗震性能差异,本文通过40 000 k N多功能试验机对4个柱试件进行了低周反复荷载试验.观察分析各试件的受力性能及破坏特征,得到不同设计变量对试件的水平承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能、变形及刚度等的影响规律.结果表明:4个柱试件的最终破坏形态均为弯剪破坏;各试件滞回曲线较饱满,试件耗能性能较好;再生粗骨料取代率增大,会使试件的变形能力有所降低,但对试件水平承载力及刚度退化影响不大;轴压比增大,试件的水平承载力、刚度及耗能性能提高,但承载力下降加快,刚度退化加剧,延性降低.总体来看,型钢再生混凝土柱在高轴压比下仍然能保持较好的抗震性能,可为后续的理论研究及实际工程应用提供依据.     

预压型钢混凝土柱抗震性能有限元分析

以型钢混凝土柱为基础上,设计预压型钢混凝土柱;采用ANSYS有限元分析软件,对9个试件按照预压比、强度等级、轴压比、剪跨比、配箍率分别进行低周反复荷载试验,得到不同条件下的预压型钢混凝土柱破坏形态及滞回曲线．研究结果表明,预压型钢混凝土柱有良好的抗震性能,但抗震性能随着轴压比增大和混凝土强度的提高而降低．     

轴压比和面承板厚度对混合节点抗震性能的影响

为了研究新型柱全截面隔板式钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架节点形式的抗震性能,考虑不同轴压比和面承板厚度的影响,对2组共6个3/4比例的梁柱节点进行低周往复加载试验研究.试验中所有试件均发生设计预期的节点剪切破坏,滞回曲线呈弓型,表明节点具有良好的抗震性能.试件最终因节点区的混凝土开裂剥落而丧失承载力.试验结果表明,当轴压比为0～0.25时,随着轴压比的增大,RCS节点开裂荷载有所增大,峰值荷载前斜裂缝数量减少、宽度减小,试件的承载力、刚度和耗能能力均有所提高.节点域柱纵筋黏结应力随轴压比增大而减小,表明节点域内黏结状况有明显改善.相较于单向面承板试件,双向面承板试件在承载能力、延性和耗能能力方面均表现出显著提高;当双向面承板厚度由6 mm增加至10 mm时,试件峰值承载力和刚度的提升幅度相对有限.     

分散式配筋梁异形柱框架节点抗震性能试验

为解决异形梁柱框架节点配筋拥挤的问题,提出将梁中部分钢筋分散到翼缘中,并对分散式配筋梁异形柱(L,T和+形)框架顶层节点在低周反复荷载下的抗震性能进行了试验研究.通过6个试件的试验,比较了分散配筋与异形柱框架顶层节点的差异,研究节点核心区的开裂荷载、屈服荷载、极限承载能力、破坏形态和滞回特性等力学性能,以及按不同比例分散梁上部钢筋对节点抗震性能的影响.试验研究表明,T形、十字形截面柱节点,适当的分散比例不会给框架节点的受力性能和抗震性能带来不利影响.但L形截面柱节点分散配筋将加剧累积损伤,刚度退化较为严重.同时理论分析表明分散钢筋在板中的分布范围应予以严格控制,以防止发生锚固破坏.     

后置混凝土翼墙加固框架角柱抗震性能试验

为考察后置混凝土翼墙加固框架角柱的抗震性能,设计制作了6个在相邻两侧面后置混凝土翼墙的试件.这6个在役框架角柱加固前试验轴压比分为0.31、0.36、0.40三档,纵筋采用HRB400钢筋,纵筋配筋率分为1.23%、1.05%、0.82%三档;箍筋采用HPB300钢筋,箍筋配箍率为0.6%.对这6个试件进行低周反复荷载试验,发现加固后的试件平行于受力方向翼墙在远离角柱一侧损伤严重,而角柱和垂直于受力方向翼墙损伤较轻,达到了加固后原柱同时承受竖向荷载和水平地震作用,翼墙以抵御水平地震作用为主并作为耗能元件有效耗能的目的.     

异形柱结构在多维地震作用下的反应分析

通过ANSYS软件建立异形柱框架及矩形柱框架结构弹塑性空间分析模型,并将宁河地震波两个水平方向分量及作者计算获得的扭转分量同时输入结构,对其进行弹塑性时程分析,研究结构在水平地震波及考虑扭转地震波分量时最大位移反应的差异,并将异形柱结构与普通框架结构的地震反应进行了对比.结果表明,多维地震波对异形柱框架结构的影响大于普通框架结构,是对地震扭转分量非常敏感的结构体系,设计时应充分考虑扭转分量对结构效应的增大,提高异形柱结构的抗震安全性.     

混凝土异形柱结构特点及其应用分析

通过对异形柱结构设计计算原理、异形柱结构的刚度和延性以及抗震性能等方面的研究,并结合带暗柱异形柱结构和型钢异形柱结构新体系的研究现状,指出异形柱结构具有良好的工作性能和应用前景。随着研究的深入,异形柱结构在工业及民用建筑中的应用将得到进一步推广。     

现浇混凝土消能减震框架抗震性能试验研究

抵抗地震荷载时实现“强节点弱构件”的破坏模式是框架结构可发挥其良好抗震性能的前提条件,为确保“强节点弱构件”破坏模式的实现提出了加装扇形铅黏弹阻尼器（SLVD）保护节点区的消能减震技术方案。为研究加装SLVD对框架节点区的保护效果及对整体结构抗震性能的影响,设计并制作尺寸、材料及配筋完全相同的二层二跨普通现浇混凝土框架试件和加装SLVD的现浇混凝土消能减震框架试件各一榀。通过拟静力试验,对比分析两种框架的破坏模式、滞回性能、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能特性等变化情况。试验结果表明：普通现浇框架的节点区发生严重剪切破坏,现浇混凝土消能减震框架节点区没有发生严重破坏;SLVD起到良好的耗能保护作用,延缓并控制了节点核心区裂缝的出现与开展,减轻了整体结构的损伤;SLVD在框架中起到“耗能腋撑”作用,提高了框架结构的承载能力、抗侧刚度和耗能能力;加装SLVD改变了框架结构节点区附近的内力分布及传力路径,减小了传递到节点区的剪力与弯矩,但同时改变了梁柱构件的内力分布,在消能减震子结构设计时应予以考虑。节点区加装SLVD有利于框架结构“强节点弱构件”抗震设计理念的实现,现浇混凝土消能减震框架的抗震性能优于普通现浇混凝土框架。     

不同构造措施对异形截面多腔体钢管混凝土柱的力学性能影响

为比较不同构造措施对异形截面多腔体钢管混凝土巨型柱的力学性能影响,进行了5个不同构造措施的八边形多腔体钢管混凝土巨型柱模型的有限元计算分析,对其抗震性能和应力变化进行了比较,分析了其性价比,评价了不同构造措施的合理性.分析结果表明:钢管中设置分腔板、竖向肋板以及在塑性铰域设置角钢的构造措施对异形截面钢管混凝土柱的抗震性能影响明显,而水平肋板的设置对其影响不明显;因设置分腔板、肋板等构造措施可提高巨型柱的抗震能力,其性价比合理,可在工程中应用.     

不同肢长异型柱框架结构弹塑性时程分析

为提高异型柱框架结构的抗震性能，笔者利用DRAIN-2DX程序，对长肢、底层长肢异型柱框架以及普通异型柱框架分别进行了弹塑性时程地震反应计算，较系统地分析了肢长的变化对结构整体地震反应的影响，为合理确定长肢异型柱的设计参数提供了数值分析依据．得出增大薄弱层异型柱肢长能够显著提高异型柱框架结构的抗震性能的结论．底层长肢异型柱框架能有效地克服了普通异型柱框架底层的薄弱现象；各层层间位移分布更为均匀，有利于抗震；对控制各层位移比普通异型柱框架更为有效．     

翼缘框架柱框架结构的动力特性

对具有不同截面长度翼缘构件的翼缘框架柱框架结构进行了弹性动力特性分析,给出了该类构件按框架柱设计和按剪力墙设计的区分原则,并以工程实例及其结构振动台试验对翼缘框架柱框架结构体系的安全性能进行了验证。结果表明：等效截面长宽比为3～6的异形截面竖向构件在以梁、柱等杆件单元为主体的框架结构中按框架柱设计是可行的,翼缘框架柱框架结构体系具有足够的安全性能,可以在抗震设防区的多、高层建筑中应用。     

三种异形柱框架结构抗震性能对比分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了等肢异型柱、不等肢异型柱和底层加支撑的等肢异型柱三种不同异形柱框架结构的空间分析模型,对模型输入天津波,采用时程分析法对比分析了三种异形柱框架结构在水平地震作用下的受力和变形特性。计算结果分析表明：加大异型柱肢长可以提高结构抗震性能但作用不十分明显,而加支撑使结构抗震性能明显改善。     

桁架式型钢混凝土异形柱正截面承载力的试验研究

根据异形柱截面特点和型钢混凝土结构的粘结力特性,设计4根内含桁架式型钢骨架的不对称T形截面型钢混凝土异形柱试件,进行轴心和偏心压力(包括双偏压)作用下的试验研究,以揭示桁架式型钢混凝土异形柱的工作机理、破坏形态和极限承载力.试验结果表明:桁架式型钢混凝土异形柱的破坏过程与普通钢筋混凝土构件相似,横截面的平均应变基本符合平截面假定,型钢和混凝土能够保持协同工作直至极限承载力破坏,试件破坏时型钢没有屈曲.初步掌握了桁架式型钢混凝土异形柱正截面承载力破坏的一般规律,得出了桁架式型钢混凝土异形柱的承载能力比普通钢筋混凝土异形柱有明显提高的结论.