钢筋混凝土剪力墙构件地震损伤性能试验

为了研究剪力墙的地震损伤和基于位移的抗震性能设计,对7片不同设计参数的钢筋混凝土剪力墙构件进行了低周反复加载试验,记录了构件各损伤阶段的变形和裂缝宽度。根据试验结果,对比研究了轴压比、边缘构件配箍率、截面形式对剪力墙构件延性、承载力、变形特点和地震损伤的影响规律。研究结果表明:随着轴压比增大,构件承载力增大,剪切效应增大,延性降低,残余裂缝率减小;随着变形的增大和损伤加剧,构件剪切效应增强;工字形截面构件剪切效应更明显,裂缝开展较慢。     

钢筋混凝土梁柱构件的地震损伤性能试验

钢筋混凝土框架结构的抗震性能主要取决于框架梁、柱的抗震性能.为提供钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计依据,对钢筋混凝土梁、柱构件进行了低周反复荷载试验,研究了构件的地震损伤破坏过程和破坏程度,详细记录了构件各损伤阶段的裂缝宽度和破坏时混凝土保护层的剥落高度,对比研究了轴压比、剪跨比、配箍率和纵筋配筋率对构件延性、承载...     

柱脚损伤木构架的抗震性能研究

为了研究柱脚损伤对古建木构架抗震性能的影响,研制了2种不同损伤工况、缩尺比例为1∶3.52的6个直榫木构架试件,对试件进行水平低周往复加载试验,得到了不同损伤柱脚下木构架的破坏形态与滞回性能,进一步分析讨论了损伤木构架的骨架曲线、刚度退化曲线、耗能曲线。研究结果表明,随着柱脚损伤程度的增大,木构架滞回曲线的饱满程度和峰值逐渐降低,骨架曲线的趋向平缓,等效黏滞阻尼系数也逐渐减小,木构架的抗震性能逐渐下降。     

钢筋混凝土梁变幅滞回耗能能力衰变规律试验研究

在基于能量的结构性能设计方法中,需要根据耗能需求对构件进行能力设计,而了解位移历程和配筋状况对构件滞回耗能能力的影响规律是实现这一步骤的基础。通过对22根钢筋混凝土梁试件分别采用稳态变幅加载和任意变幅加载,分析位移历程、配箍率和配筋率的变化对钢筋混凝土梁滞回衰变规律的影响。研究表明,常幅滞回条件下,增加配箍率能够延缓钢筋混凝土梁滞回耗能能力的衰变过程,其延缓效果随滞回幅值的增大而降低;配筋率的变化对构件耗能能力的衰变过程未见规律性的影响;相对于配箍率与配筋率,滞回位移幅值的影响更为明显且更具规律性,滞回位移幅值越小,构件衰变至稳定的过程会更快,而衰变稳定后的残余耗能能力将更高。变幅滞回条件下,钢筋混凝土梁在某个半滞回的耗能能力决定于历史最大位移和已累积耗散的滞回能量,即钢筋混凝土梁的滞回耗能能力受最大历史位移和累积耗能的双控。基于这一双控规律,通过量化箍筋与滞回位移幅值对构件滞回耗能能力衰变的影响,提出了钢筋混凝土梁变幅滞回耗能能力的估计方法。     

形状记忆合金丝约束RC墩柱抗震性能试验研究

为增强RC墩柱在强震作用下的耗能、变形及自修复能力,实现震后桥梁结构功能的快速恢复,该文采用超弹性形状记忆合金(shape memory alloys, 简称SMA)丝约束RC墩柱,并通过试验研究水平循环荷载作用下SMA丝约束RC墩柱的抗震性能。试验制作6个SMA丝约束RC墩柱试件和1个普通RC墩柱试件,通过低周往复加载,分析SMA丝配置率和预应力水平对RC墩柱抗震性能的影响,包括破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、刚度和耗能。研究结果表明：相比普通RC墩柱的剪切破坏,SMA丝约束RC墩柱的破坏模式转变为具有一定延性的弯剪破坏或剪弯破坏;随着SMA丝配置率的增大,RC墩柱的抗剪承载力、延性和耗能能力均有所提升,抗震性能得到增强;预应力丝材提供更大的约束力,分担更多的剪力,提高核心混凝土的变形能力,增强RC墩柱的抗震性能。研究成果将为RC墩柱的加固和震后快速恢复提供新思路和试验基础。     

考虑地震持时的钢筋混凝土构件损伤性能指标研究

基于9个RC构件在不同变幅历程下的往复加载试验,研究根据刚度损伤指数对不同变幅历程下的损伤过程给出性能划分标准的可能性,并探讨地震持时、峰值位移、配筋量对RC构件损伤发展的影响。研究发现,刚度损伤指数能够对不同变幅历程下的损伤过程给出统一的性能划分标准,提出了对应于5个性能状态（无损、轻度损伤、中度损伤、重度损伤和破坏）的刚度损伤指数区间,并采用PEER数据库中的9个矩形受弯破坏试件对该标准进行了验证;通过将刚度损伤指数与峰值变形指标、Park-Ang损伤指数进行对比,发现刚度损伤指数与峰值变形指标在界定RC构件的轻度损伤时具有较好的一致性,刚度损伤指数与Park-Ang损伤指数在界定RC构件的中、重度损伤时,两者具有较好的一致性;基于算例分析,讨论了刚度损伤指数与配箍率、强震持时、延性系数的相互关系。     

锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究钢筋锈蚀对钢筋混凝土(RC)柱抗震性能的影响,设计并制作了8根RC柱试件,其中包括1根未锈蚀柱、3根纵筋锈蚀柱和4根箍筋锈蚀柱.采用5％ NaC1溶液浸泡试件并通电对钢筋进行锈蚀试验,通电锈蚀完成后,分别对8根试件进行了低周往复循环荷载试验,分析得到了不同锈蚀率下各试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延...     

冻融损伤钢筋混凝土柱恢复力模型研究

为研究寒冷及地震设防地区既有钢筋混凝土结构的抗震性能,对经历冻融循环作用的8根钢筋混凝土柱进行低周反复荷载试验研究。综合考虑冻融循环次数与轴压比对试件柱承载力和滞回性能的影响规律,通过理论分析与试验回归相结合的方法,提出了冻融损伤钢筋混凝土柱的三折线刚度退化骨架曲线,给出了试件柱屈服前后卸载刚度的计算式及具体的滞回规则,进而建立了冻融损伤钢筋混凝土柱“指向定点”的刚度退化三线型恢复力模型。通过试验曲线与计算曲线的对比分析表明：建议的恢复力模型预测结果较好,可为冻融环境下钢筋混凝土柱的地震反应分析提供理论依据。     

钢筋混凝土剪力墙变形性能指标试验研究

为研究矩形截面钢筋混凝土剪力墙变形指标,根据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了20个剪力墙试件进行低周往复荷载试验,研究不同剪跨比、试验轴压比、边缘构件纵筋配筋率对矩形截面剪力墙破坏形态、滞回性能、变形能力的影响。试验结果表明：随着剪跨比减小,剪力墙的破坏形态由弯曲破坏转向剪切破坏;随着试验轴压比增大,剪力墙的延性降低;随着边缘构件纵筋配筋率提高,弯曲破坏剪力墙延性提高,弯剪破坏与剪切破坏剪力墙延性降低。根据试验结果,建立了构件变形-构件损坏程度-构件承载能力的关系,提出了基于骨架曲线和破坏现象两种性能状态划分方法,得到剪力墙的变形性能指标,并将两种方法的结果进行对比,结果表明两者较为吻合,验证了基于骨架曲线划分性能状态方法的合理性与有效性。     

低轴压比夹芯复合剪力墙抗震性能试验研究

针对寒区传统村镇砌体结构抗震及节能水平较低的现状,提出一种由内外叶墙和内置聚苯板保温层组成的夹芯复合剪力墙结构。为研究该夹芯复合剪力墙的地震破坏模式、抗震性能指标,本文设计了2组与村镇建筑实情相吻合的低轴压比墙体试件,即1个实心剪力墙试件和1个夹芯复合剪力墙试件,分别进行低周往复水平加载试验,对比了2种墙体的破坏模式、抗震承载力、滞回及骨架曲线、刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明：在水平地震作用下,低轴压比的夹芯复合剪力墙和实心剪力墙分别发生剪切滑移破坏和压弯破坏;夹芯复合剪力墙承载力是实心墙的0.87倍,滞回曲线更为饱满,其延性和耗能能力分别是实心剪力墙的2.3倍、1.64倍,其层间位移角达到规范剪力墙限值要求;夹芯复合剪力墙内外叶墙通过三维钢丝网架可实现协同抗震工作,应适当提高竖向插筋配筋率。相关结论可为村镇夹芯复合剪力墙结构设计提供依据。     

震损钢筋混凝土框架节点修复后抗震性能试验研究

针对已震损的钢筋混凝土框架节点加固后的抗震性能,进行了8个带楼板的三维框架节点的预震损、加固和低周反复荷载破坏试验。试验研究了玄武岩纤维和外包钢套两种加固方法,不同的预震损程度,灌缝等因素对加固效果的影响。对加固节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、承载力及刚度退化等参数的分析可知：玄武岩纤维加固提高节点的承载力作用有限,但提高抗震性能效果明显;外包钢套法在提高节点承载力、刚度及抗震性能各方面均有显著的效果。加固后节点由“弱柱强梁”转变成了“强柱弱梁”的破坏形式。试验表明,通过加固,节点恢复并超过了受损前的抗震性能,说明此类加固方法是合理、有效的。     

钢筋混凝土剪力墙板的剪切滞回性能试验研究

为提高低矮钢筋混凝土剪力墙板的数值模拟精度,完善混凝土在循环荷载作用下的剪切本构理论,进行6个钢筋混凝土剪力墙板的循环剪切试验,研究配筋率及钢筋角度对钢筋混凝土剪力墙板在循环剪切应力作用下滞回性能及累积耗能能力的影响,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、累积耗能能力等。试验结果表明：所有试件均发生剪切破坏模式。配筋率对钢筋混凝土剪力墙板的抗剪承载力有一定影响,对其变形能力影响不明显。钢筋角度对钢筋混凝土剪力墙板的滞回曲线有显著影响,分布钢筋与剪力墙剪切斜裂缝夹角越小,其滞回曲线越饱满,累积塑性剪切角、累积延性比、等效黏滞阻尼比及累积塑性耗能系数越大,但其初始剪切刚度反而越低。该文的试验结果可为完善混凝土的本构理论提供参考。     

装配整体式钢筋混凝土框架中节点地震损伤试验研究

为研究装配整体式钢筋混凝土框架中节点地震损伤特性,对1根现浇节点试件和3根不同轴压比的装配整体式节点试件开展了拟静力试验,观测其损伤破坏过程,分析其荷载-变形及刚度退化等力学性能,并对轴压比的影响进行比较.最后,运用修正的Park-Ang损伤指数模型探讨轴压比、混凝土强度、箍筋特征值和纵向配筋率等参数对节点损伤的影响规...     

两边连接薄钢板剪力墙加固损伤RC框架结构抗震性能

为了提高损伤RC框架的抗震性能,采用两边连接薄钢板剪力墙对其进行加固.通过2个1/3缩尺比单跨2层两边连接薄钢板加固损伤RC框架的低周往复加载试验,对其抗震性能进行了研究,并与未损伤RC框架试验结果进行对比分析.结果 表明:设置两边连接钢板剪力墙,可显著提高损伤RC框架的承载力、抗侧刚度和延性;加固后的结构钢板剪力墙屈...     

可恢复功能装配式中柱节点耗能装置试验研究

基于损伤控制及滑移耗能等思想,提出了两种震后功能可快速恢复的装配式中柱节点耗能装置。对三个节点试件和一个修复件进行了低周往复荷载试验及疲劳加载试验,获得节点的滞回曲线、刚度退化曲线、主体梁段的应变分布曲线等性能指标,考察了腹板连接件形式对节点滞回性能的影响。结果表明,提出的两类装配式钢结构中柱节点均具有良好的承载性能、耗能能力、延性及塑性转动能力;更换连接盖板等耗能构件的修复方案切实可行,且修复前后的节点耗能性能稳定,可作为一种位移相关型阻尼器使用;腹板连接件的形式对节点整体的承载能力及初始刚度影响较小,但会影响节点的转动能力和主体梁的应力、应变情况。     

震损可更换组合柱抗震性能试验研究

为适应现代建筑工业化和震后结构性能快速恢复的需要，提出了一种适用于钢筋混凝土（RC）装配结构的震损可更换组合柱。进行了8个足尺可更换组合柱试件的低周往复荷载试验，研究了可替换构造和轴压比等因素对试件抗震性能的影响。研究表明：按照“强柱弱消能件”原则设计的所有试件，塑性变形均集中于可更换消能部件上，在经历了3次1/50位移角幅值作用后，仍可实现试件的损伤部件原位替换；最大位移角不超过1/50时，替换前后试件的抗震性能无明显差异，说明两种可替换构造均可实现试件的震损后性能恢复；所有试件均具有良好的延性和滞回耗能性能。采用加强型消能件构造的试件耗能性能最好；试件设计轴压比从0.3提高到0.5，其承载力和耗能能力均有显著提高，同时延性没有明显降低；核心方钢管锚固于地梁的可替换构造B与核心方钢管未锚固于地梁的构造A相比具有更高的承载能力，同时损伤部件的替换也更容易实现，但对连接螺栓的强度要求也更高。     

不同方式连接下钢柱-一体式预制混凝土墙组合构件抗震性能试验研究

钢框架与内部混凝土墙形成的组合构件具有优越的抗震性能。为进一步分析钢柱-一体式预制混凝土墙不同方式连接（梁柱刚接与柱边焊接、梁柱刚接与柱边不焊、梁柱铰接与柱边焊接、梁柱铰接与柱边不焊）时的抗震性能,分别对4个不同连接形式的钢柱-一体式预制混凝土墙的1/2缩尺模型进行了低周往复加载试验。得到了该类构件的滞回曲线及骨架曲线,并通过分析各构件的试验现象、承载力、刚度、耗能能力、延性及应变和变形,得出了不同连接形式对该类构件抗震性能及受力机理的影响。试验结果表明：钢柱 一体式预制混凝土墙体呈现三道防线特征,其中混凝土墙板为第一道防线,内斜撑为第二道防线,边框为第三道防线。柱边焊接对构件的承载力、刚度及边框与内墙组合作用的影响最为明显;内支撑对构件的刚度贡献最为显著且对边框与内部墙板组合作用的发挥具有关键作用。节点铰接且柱边不焊的构件位移延性系数可达2.83,可按1/20作为其弹塑性最大层间位移角限值,其他连接方式的构件位移延性系数在1.22～1.53之间,建议按1/100作为其弹塑性层间位移角限值。按位移控制进行设计的结构推荐采用节点铰接且柱边不焊的构件,而按承载力控制进行设计的结构推荐采用节点刚接且柱边焊接的构件。     

钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验研究

完成了2组剪跨比为1.5、截面纵筋率分别为1.7%和2.5%、轴拉力不同的11片钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验。在拉力和剪力的共同作用下，因两者相对大小不同，剪力墙分别处于大偏心受拉、小偏心受拉两种状态，破坏时分别表现为剪压破坏、滑移破坏两种模式。试验结果表明，轴拉力和截面纵筋率对剪力墙的抗剪承载力、水平抗侧刚度和累积滞回耗能等抗震性能的影响是相反的，当轴拉力增加时它们减小，当截面纵筋率提高时它们提高；与压剪破坏相比，拉剪剪力墙的极限变形能力有所提高，延性加大；截纵筋率提高了剪力墙的变形能力；剪力墙等效黏滞阻尼系数当轴拉力增加时增大，当截面纵筋率增加时降低。     

CFRP环包加固RC梁柱边节点抗震性能试验研究

传统CFRP加固钢筋混凝土梁柱节点技术无法克服正交梁空间障碍,难以对节点核心区形成有效横向约束,且易出现CFRP端部锚固失效,影响加固效果。引入金刚石绳锯切割技术,实现对节点核心区CFRP布的环包黏贴加固。为验证该加固方法的可行性和有效性,进行5个RC梁柱边节点试件在水平低周往复加载下的抗震性能试验,对试件的破坏特征、滞回性能和耗能能力等抗震性能指标进行分析,并将加固试件与未加固试件和“强节点”试件进行对比分析。试验结果表明：该加固方法显著提高了节点核心区受剪承载力,抑制节点核心区斜裂缝发展,实现破坏位置转移和破坏形态改变,加固后试件的破坏形态由节点核心区的脆性剪切破坏转变为梁端延性弯曲破坏,试件的承载能力、延性和耗能等抗震性能指标均得到明显提高,且加载过程中加固试件CFRP布未出现搭接锚固失效或界面剥离,加固效果显著,验证了CFRP环包加固技术的可行性和有效性。在试验和理论分析的基础上,提出了CFRP环包加固RC梁柱节点核心区斜截面承载力计算式,能较好地预测加固RC框架节点斜截面承载力。     

经历平面外损伤的柔性连接填充墙框架结构平面内抗震性能试验研究

为研究墙体构造措施和墙-框连接方式对砌体填充墙框架结构抗震性能的影响,设计制作了1榀空框架、2榀部分柔性连接和2榀全部柔性连接填充墙框架试件,然后在平面外单调静力加载试验的基础上进行了平面内水平低周往复荷载试验,最后结合试验结果对各试件的抗震性能进行综合分析和对比。试验和分析结果表明：墙-柱刚性连接的部分柔性连接方案对结构平面内及平面外水平承载力和初始刚度有利,但从变形能力和延性角度来看,墙-柱柔性连接更有利;全部柔性连接条件下,通过增强填充墙构造可以实现填充墙框架结构平面内及平面外综合抗震性能的改善,其中“井字梁”形式的填充墙构造方案综合抗震性能最优,且有利于降低平面外损伤对平面内抗震性能的影响。