GFRP管混凝土柱抗震性能试验研究

为了研究GFRP(玻璃纤维增强聚合物)管混凝土结构的抗震性能,对低周反复荷载作用下的4个GFRP管混凝土柱和1个无套管约束的普通混凝土柱进行试验,研究其破坏形态及滞回性能,分析混凝土强度、轴压比等因素对柱延性的影响。试验结果表明,GFRP管混凝土柱具有良好的抗震性能。     

复式钢管混凝土装配式连接节点抗震性能试验研究

为研究复式钢管混凝土装配式连接节点的抗震性能,设计了5个复式钢管混凝土单边螺栓节点试件及1个穿心螺栓对比节点试件,进行了柱端固定轴压下水平往复加载试验,分析了T型件加肋、T型件翼缘厚度、梁柱线刚度比等对节点破坏形态、荷载-位移曲线、承载力、延性、耗能、刚度退化等抗震性能的影响。结果表明:复式钢管混凝土单边螺栓T型件连接节点滞回曲线饱满,变形耗能能力较强; 相比T型件未加肋试件,加单肋的节点极限承载力提高39%,加双肋节点极限承载力提高44%; T型件翼缘厚度20 mm的节点比14 mm的极限承载力提高13%,且极限位移也相应提高; 当梁柱线刚度比增大时,节点试件极限承载力和耗能能力均明显提高; 单边螺栓可发挥复式钢管混凝土柱内层钢管单边锁紧优势,内钢管应变值较大但节点域无明显变形,节点传力可靠且结构整体性较好; 对比穿心螺栓节点,单边螺栓节点初始刚度略小,极限承载力略有提高,二者等效黏滞阻尼系数基本相当,而节点变形能力及延性显著提高,说明单边螺栓装配式连接能较好地保证节点的稳定性和抗震性。     

填充墙框架结构延性破坏准则

填充墙框架结构与纯框架结构抗震性能差异显著,建立填充墙框架结构的破坏准则,有助于揭示填充墙破坏对结构整体性能的影响规律,阐明其性能退化机理。为此,对14组共59榀不开洞填充墙框架模型的变形能力和承载力对结构性能退化的影响规律进行研究,得到破坏过程中框架柱、填充墙及整体性能退化之间的量化关系,进而提出不开洞填充墙框架的延性破坏准则和性能评价标准。研究结果表明：填充墙框架模型对应延性准则的破坏指数平均值在0.724～0.928之间,延性准则能够实现填充墙框架结构倒塌破坏的量化表征;综合6组19榀填充墙框架的试验现象、性能退化特点和破坏指数统计结果,建议中等破坏和严重破坏临界点破坏指数分别取0.1和0.4,延性准则可用于填充墙框架结构的抗震性能研究和倒塌破坏评估。     

中空型外壁钢板-混凝土组合桥塔塔柱承载力研究

以某跨海大桥原型设计提出的一种新型中空型外壁钢板-混凝土组合桥塔塔柱为背景,设计制作了4个中空型外壁钢板-混凝土组合塔柱试件。通过轴心受压试验,研究中空型外壁钢板-混凝土组合桥塔塔柱破坏过程,并分析混凝土强度、钢板厚度、连接件型式等参数对试件轴压性能的影响。采用ABAQUS软件进行有限元模拟,分析不同结构型式和设计参数(混凝土强度、钢板强度和钢板厚度)对组合塔柱受力性能的影响。研究表明：中空型外壁钢板-混凝土组合塔柱具有优异的承载能力和延性,其承载能力和延性与内外壁钢板-混凝土组合塔柱相当,明显优于普通钢筋混凝土柱;提高混凝土强度、钢板强度和增加钢板厚度均能够提高组合塔柱承载力,但对结构刚度提高不明显。研究成果可为大跨桥梁设计提供参考。     

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料弯曲性能计算分析与试验研究

超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)具有优异的抗裂和能量吸收能力,用其取代混凝土可显著提高结构的耐久性和延性。为了推广UHTCC在限裂要求严格的结构中的应用,开展了钢筋增强UHTCC受弯构件即RUHTCC梁的研究。根据RUHTCC梁受拉区UHTCC不退出工作的特点,采用弹性理论推导RUHTCC梁受弯承载力计算公式,并将计算结果与无腹筋长梁弯曲试验结果进行验证对比。结果表明:在正常使用状态下,裂缝宽度保持在0.05mm以内,满足处于高腐蚀环境下结构裂缝宽度限值要求;RUHTCC梁平截面假设成立;起裂后直至钢筋屈服,UHTCC和钢筋保持很好的变形协调性;试验结果与理论计算吻合,计算得到的延性指数偏于安全,在实际工程设计中用其来预测结构或构件的延性是合理的;与钢筋混凝土梁相比,UHTCC能够延缓钢筋屈服,提高结构或构件的承载力和延性,降低钢材用量;低配筋率有利于UHTCC材料性能的发挥。     

矩形钢管混凝土框架节点的拟静力试验研究

完成了四个矩形钢管混凝土框架节点(外加强环)模型的拟静力试验。研究表明:矩形钢管混凝土框架节点滞回曲线饱满,耗能能力强;达到极限荷载后具有良好的延性和稳定的后期承载能力,位移延性系数在3.5~4.76之间,满足延性节点的要求,具有较好的受力性能和抗震能力。梁柱线刚度比较大的试件具有较高的承载力和弹性阶段刚度,增大轴压比对试件的弹性刚度影响不大,但随着轴压比的增加,试件的后期变形能力有减小的趋势。     

基于静力弹塑性数值计算的素土坯墙体抗震性能分析

应用有限元弹塑性静力方法,对3种不同厚度素土坯墙的5种不同开洞尺寸进行了数值模拟计算.通过计算分析了素土坯墙的抗侧承载力、裂缝形态、荷载位移曲线、延性以及开洞尺寸对素土坯墙体抗震性能影响的程度,并提出了素土坯墙体的抗侧承载力简化计算公式.同时,对土坯墙体在不同烈度地震作用下的抗震性能进行了评估,提出了针对素土坯墙体的开洞尺寸限制条件.此项研究结果可为村镇传统生土民居的改造及抗震加固提供参考依据.     

浅谈钢筋混凝土框架结构的抗震性能

阐述了在钢筋混凝土框架结构的设计上,必须综合考虑一定程度的承载能力和一定范围的延性,结合某工程实例,分析了结构的周期、振型和各层地震力及位移,根据分析可知,该结构的层间位移角均满足规范要求,且有一定的延性。     

氢致裂纹扩展的分形模型

基于氢致裂纹扩展的氢增塑性理论,提出一种氢致裂纹扩展 的分形模型,并根据分形几何理论,建立了金属在氢环境下广义有效表面能Γ(H)与分形 维数D以及氢致裂纹扩展应力强度因子KIH的关系,从而得到D与KISCC的 关系,并进行实验验证,表明方法的正确性.     

析出强化Fe53Mn15Ni15Cr10Al4Ti2C1高熵合金强韧化机制

以fcc结构高熵合金为基础合金,通过添加Al、Ti和C元素,设计了新型析出强化Fe₅₃Mn₁₅Ni₁₅Cr₁₀Al₄Ti₂C₁高熵合金。经过轧制后该合金含有纳米结构轧制条带(含有变形孪晶)和高密度位错结构。中温长时间热处理后该合金具有纳米结构非均匀组织,包括轧制条带、位错和大量的纳米析出相,表现出优异的强度-塑性匹配关系。该合金优异的力学性能是由于组织中与基体共格的L1₂型析出相起到了显著的析出强化作用,使该合金强度明显提高;另一方面,高密度位错得到有效回复,改善了合金的应变硬化能力。采用中温长时间热处理可获得强度-塑性匹配优异的非均匀组织析出强化高熵合金。