带暗柱钢筋砼等肢L形柱轴压比限值调整系数研究

至今,带暗柱的等肢L形柱轴压比限值调整系数尚未得到充分研究,因而限制了其在工程中的应用.为此,针对等肢L形柱,采用非线性全过程数值分析方法,通过C++编制程序,并使用相关实验数据对程序进行了验证;在不同抗震等级、肢高纵筋配筋率及体积配箍率下,计算了带暗柱与不带暗柱钢筋混凝土等肢L形柱的截面曲率延性比,并根据《混凝土异形柱结构技术规程》给出的不同抗震等级下异形柱截面曲率延性比的要求,确定了各抗震等级下带暗柱与不带暗柱的等肢L形柱的轴压比限值及其比值;最后通过拟合分析法及调整系数法确定了带暗柱等肢L形柱轴压比限值的调整系数.     

高强钢筋增强UHPC-NC组合柱抗震性能研究

为探讨高强钢筋增强UHPC-NC组合柱抗震性能,基于大型有限元程序ABAQUS,结合UHPC、NC和高强钢筋材料本构关系,校准损伤塑性模型中相关参数,建立高强钢筋增强UHPC-NC组合柱抗震有限元模型。通过与3个NC柱和3个UHPC柱拟静力试验结果对比,验证分析模型的有效性。在此基础上,进一步探讨轴压比、纵筋直径、纵筋强度、箍筋间距和UHPC高度等敏感参数对高强钢筋增强UHPC-NC组合柱抗震性能的影响。结果表明,高强钢筋增强UHPC-NC组合柱位移延性系数随轴压比、纵筋直径和箍筋间距的增大而降低,随纵筋强度和UHPC高度的增加表现出先增大后逐渐平缓的趋势,合适的UHPC替换高度能充分发挥高强钢筋和UHPC材料特性并取得良好的经济性。     

承插式预制混凝土桥墩抗震性能试验与数值模拟

为探究不同结构参数下承插式预制混凝土桥墩的抗震性能，依据桥墩抗震性能试验，采用有限元软件建立现浇和承插式预制桥墩模型，对比不同钢筋本构模型模拟结果，选取最优钢筋本构模型开展后续分析。共建立8组承插式预制混凝土桥墩模型，分析轴压比、高宽比、纵筋配筋率和箍筋配筋率对桥墩抗震性能的影响。研究结果表明：采用Clough钢筋滞回本构关系的桥墩模型与试验结果吻合良好，具有有效性；提高预制承插式桥墩的轴压比和高宽比，可大幅度提高桥墩的峰值承载力和累积耗能，减小残余位移；提高纵筋配筋率，提高承载能力和累积耗能，残余位移变化并不明显；提高箍筋配筋率，对桥墩承载力和耗能能力无明显影响。轴压比、高宽比和纵筋率3种构造参数对承插式预制桥墩抗震性能具有一定的影响。     

周期反复荷载作用下高轴压比框架柱抗震性能的试验研究

本文是关于框架柱在低周反复荷载作用下抗震性能的试验研究。根据16个“上”形试件在固定轴向荷载和水平周期反复荷载作用下的试验结果,首先讨论了影响框架柱开裂荷载的因素,接着深入分析了混凝土强度等级、轴压比、长细比、纵筋配筋率、箍筋形式及配箍特征值等因素对框架柱的延性和位移转角的影响。最后,根据本次试验结果,分析和讨论了框架柱轴压比超限问题和轴压比超限时配箍特征值的取值问题。     

钢筋混凝土空心桥墩的振动台试验研究

为研究空心桥墩的抗震性能及影响参数,对9个不同配筋率、配箍率和轴压比的试件进行振动台试验。研究了不同性能量化参数对破坏现象、加速度响应、动力放大系数、延性和耗能等的影响。结果表明:轴压比和配筋率较小时,裂缝开展较多且位置距墩底相对偏高。增大配筋率,加速度响应、动力放大系数和位移延性系数增大,耗能减小;轴压比的影响与配筋率相反。增大配箍率,加速度响应和动力放大系数减小,位移延性系数和试件耗能增大。可为矩形空心桥墩的抗震设计提供参考。     

地震作用下高强混凝土柱延性计算方法研究

阐述了延性的定义及其对于结构和构件的重要性与作用,并指出了当前延性计算方法存在的缺陷。收集了国内63个高强混凝土柱的试验数据,逐次分析了轴压比、配箍特征值、纵筋配筋率、保护层厚度、剪跨比与延性指标的关系。研究表明,配箍特征值与延性的关系呈现出线性相关性,并建立了它们之间的关系式。通过10个高强混凝土柱试验数据证明,该表达式计算方便且计算结果比较准确,相对误差在15%之内。     

钢筋混凝土带暗柱等肢T形柱轴压比限值调整系数的研究

若干研究已表明设置暗柱能有效提高T形柱的延性,但迄今为止带暗柱T形柱轴压比限值的研究尚为空白,这影响了带暗柱T形柱的工程应用。文中采用非线性全过程数值计算方法,计算了不同肢长、不同抗震等级下带暗柱与不带暗柱钢筋混凝土等肢T形柱在不同纵向受力钢筋配筋率和不同体积配箍率时的截面曲率延性比;根据《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149-2006)给出的各抗震等级下对异形柱截面曲率延性比的要求,确定了带暗柱与不带暗柱的等肢T形柱的轴压比限值,进而求出两者同一肢长下轴压比限值的比值;最后通过回归分析得到了带暗柱等肢T形柱轴压比限值的调整系数公式。利用此公式并根据《规程》JGJ149-2006中规定的不带暗柱T形柱的轴压比限值即可求出带暗柱等肢T形柱的轴压比限值。     

免拆超高性能混凝土模板钢筋混凝土柱抗震性能研究

为研究预制超高性能混凝土(UHPC)模板钢筋混凝土(RC)柱的抗震性能,并验证预制UHPC模板在往复荷载作用下是否发生剥离,考虑轴压比、剪跨比、箍筋间距和保护层厚度,设计制作6根免拆模板柱(PTC)和1根RC对比柱试件,对其进行拟静力试验,研究其破坏形态、滞回性能、变形和耗能能力以及强度和刚度退化规律等。结果表明,与加载方向垂直的预制UHPC模板大约在PTC试件峰值荷载的70%时发生剥离,与加载方向平行的预制UHPC模板在试件最终破坏时剥离;在剪跨比、轴压比和箍筋数量均分别相同的条件下,由UHPC模板加10 mm混凝土作为保护层的试件,其抗震性能相对较好,但其承载力和前期刚度略有减小。     

钢管混凝土叠合转换柱抗震性能有限元分析

利用有限元软件ABAQUS,对不同参数的108根钢管混凝土叠合转换柱(STRC-RC)试件进行了低周反复加载模拟分析。结果表明,钢管延伸高度对转换柱承载力影响不大,但对转换柱延性影响较大;随着轴压比的增大,转换柱承载力先增大后减小,同时,较大的轴压比限制了弯曲变形的发展,导致试件延性和变形能力更差;随着含钢率的增大,转换柱承载力不断增大,位移延性系数则先增大后减少,因此需要保证转换柱合理的含钢率;增大配筋率可以显著提高STRC-RC转换柱的承载力,但对STRC-RC转换柱的延性影响较小;改变配箍方式对转换柱承载力和位移延性系数影响都较小。转换柱破坏形态主要有剪切破坏和弯曲破坏两种。钢管延伸高度越小、轴压比越大、含钢率越大的转换柱越容易发生剪切破坏;钢管截断位置箍筋加密能有效控制剪切裂缝的发展。     

CRB600H级箍筋混凝土短柱抗震性能研究

为研究高强箍筋混凝土柱抗震性能,通过对CRB600H级高强箍筋混凝土短柱低周往复加载试验展开数值模拟研究。利用OpenSEES中的Nonlinear Beam Column单元、零长度截面转动弹簧单元和零长度剪切弹簧单元,建立了考虑弯-剪耦合效应的抗震数值分析模型。分析轴压比、剪跨比对CRB600H级箍筋柱的滞回性能、刚度退化、延性及耗能性能的影响,并以HRB400级箍筋柱进行对比分析,结果表明：轴压比越大的构件水平抗剪承载力,延性和耗能能力越差;剪跨比越大构件的水平抗剪承载力越低,延性和耗能能力越好;CRB600H级和HRB400级箍筋柱,两者承载力接近,CRB600H级箍筋柱延性和抗震性能更好。     

中空暗缝RC剪力墙板拟静力试验及数值模拟分析

为明晰中空暗缝RC剪力墙抗剪机理和滞回性能,进行1榀1∶3缩尺单层、单跨中空暗缝RC剪力墙板拟静力试验,得到了试件破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、强度退化、延性和耗能能力。通过数值模拟分析了混凝土强度、中空暗缝厚度、缝间墙配筋率对剪力墙板水平抗剪承载力的影响。研究结果表明:试件滞回曲线呈捏缩状,耗能能力一般,但具有较好的剪切变形能力;试件最终呈中空暗缝剪碎、缝间墙两端形成弯曲塑性铰的破坏模式;随着混凝土强度的提高和中空暗缝厚度的减小,试件水平抗剪承载力呈增加趋势;缝间墙配筋率对试件水平抗剪承载力及损伤状态的影响较小。     

高强钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对采用高强钢筋的6片T形混凝土短肢剪力墙和采用高强钢筋高强混凝土的6片L形短肢剪力墙进行低周往复加载试验,研究了T形和L形的破坏形态与性能差异,分析了高厚比、轴压比、配箍间距等参数对构件破坏形态、滞回耗能、骨架曲线、延性及耗能等抗震性能的影响,对比分析了构件与普通短肢剪力墙的抗震性能差异。试验结果表明:采用腹板端部箍筋加密的方式可减轻构件端部的损伤和降低正负向加载时承载力和延性的不对称性;T形构件中高厚比为5的试件表现为弯曲破坏,其他构件表现为弯剪破坏;试验中高厚比小的构件相对于高厚比大的试件延性耗能更好,轴压比增大,构件承载力提高但延性降低;与普通短肢剪力墙相比,T形短肢剪力墙承载力和变形能力提高,耗能增加,L形短肢剪力墙承载力提高较大,极限位移增大,构件后期变形能力略有降低,但可以满足抗震性能要求。     

L形高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

L形短肢剪力墙由于其肢短的特点,已经广泛应用于民用建筑的外围结构。为研究使用高性能材料加强后的新型L形短肢剪力墙的抗震性能,本文基于不同轴压比、高宽比和配箍率,设计制作了六片短肢剪力墙试验模型,对其进行了低周往复荷载试验,根据试验结果,对试件的滞回性能、刚度退化、破坏形态、耗能能力等抗震性能指标进行分析与研究。结果表明:高强材料的使用提高了试件的整体承载能力;在满足最小配箍率的前提下适当增大配箍率有利于提高试件的承载力和延性;轴压比大小是影响试件破坏形态的主要因素,随着轴压比逐渐增大,试件趋于脆性破坏;高厚比大小是影响试件抗震性能的次要因素,其影响程度主要根据工程实际情况来确定,但可以肯定的是,较大高厚比有利于提升墙体的稳定性和承载能力。     

不同轴压比下内藏钢桁架混凝土组合剪力墙抗震研究

轴压比是影响剪力墙抗震性能的一个主要因素,直接决定其延性性能。本文对两组共六个高剪力墙1/3缩尺的试件模型进行了不同轴压比下的低周反复荷载试验,研究了轴压比对内藏钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能的影响,对比了各试件的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性及破坏特征。试验表明:随着轴压比的提高其试件的承载力提高但延性下降;不同轴压比下内藏钢桁架混凝土组合剪力墙均能明显提高钢筋混凝土剪力墙的抗震性能。     

型钢连接装配式低矮剪力墙抗震性能试验研究

采用带锚筋的锚板、腹板、端板以及加劲板作为连接件,能够通过干式连接方法将上下预制剪力墙构件连为整体。为研究该新型全装配式剪力墙的受力性能和抗震性能,设计了2个剪跨比为0.783的试件和1个相同剪跨比及配筋率的现浇整体墙体,并进行了低周往复拟静力试验,分析了该全装配式剪力墙的承载能力、刚度、延性性能和耗能能力等。研究结果表明:现浇整体墙体和全装配式剪力墙的破坏形式均为受剪破坏,全装配式剪力墙的极限位移角大于现浇整体墙体极限位移角,分别为1/77和1/133,轴压比为0.3时平均延性系数3.47,低于现浇整体墙体平均延性系数4.62;但该全装配式剪力墙具有较高的承载能力和耗能能力。型钢与剪力墙的锚筋需采用穿孔塞焊的形式连接,避免锚筋与锚板焊接的位置发生剪断的现象。     

不同网格间距的小剪跨比网格剪力墙抗震性能研究

为研究网格间距对网格剪力墙抗震性能的影响,对两个竖肢中心距不同的小剪跨比网格剪力墙进行了拟静力试验及有限元分析。结果表明：横肢中心距相同、竖肢中心距分别为200 mm及300 mm的网格剪力墙破坏模式不同,竖肢中心距为200 mm的网格剪力墙下部和墙底角部混凝土破坏,破坏模式为剪压破坏;竖肢中心距为300 mm的网格剪力墙沿对角线主斜裂缝错动并产生滑移,破坏模式为剪拉破坏。两个试件的极限位移角均在1/100左右,竖肢中心距为300 mm的网格剪力墙刚度和承载力略大。有限元模拟结果与试验吻合良好,验证了模拟方法的有效性。提出了适用于不同间距网格墙的等效厚度计算方法,网格剪力墙可等效为实体剪力墙计算刚度和承载力。     

带暗支撑双肢短肢剪力墙抗震性能试验研究

钢筋混凝土短肢剪力墙结构是一种新型的中高层住宅结构体系,已有较多的工程应用,但是短肢剪力墙的抗震性能较差,如何提高短肢剪力墙的抗震性能是目前工程界十分关注的问题。本文提出了带暗支撑短肢剪力墙,并以典型的双肢短肢剪力墙为例,选择了4个1/3缩尺的双肢短肢剪力墙试验模型,2个为普通双肢短肢剪力墙模型,2个为带暗支撑双肢剪力墙模型,进行了对比性的抗震性能试验研究,较系统地分析了带暗支撑双肢短肢剪力墙的承载力、刚度、延性、耗能能力及破坏特征,建立了承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好。试验表明,带暗支撑双肢短肢剪力墙的抗震能力比普通双肢短肢剪力墙显著提高。     

Test and analysis of reinforced concrete (RC) precast shear wall assembled using steel shear key (SSK)

Reinforced concrete (RC) precast shear walls are extensively applied in practical engineering, owing to their fast construction speed. However, because of the transport conditions, RC precast shear walls have to be separated into small wall segments during the factory prefabrication procedure before being assembled on site. Typically, wet-type jointing methods are adopted to link the segments, which is time-consuming and results in unreliable post-pouring area strength. To overcome this problem, the novel scheme of the steel shear key (SSK) featuring steel shear panels and combined fillet and plug welding is proposed. Three RC precast shear wall specimens with different linking strength, termed as weakened SSK wall, standard SSK wall, and strengthened SSK wall, respectively, and an integrated shear wall specimen were designed. Quasi-static cyclic loading was applied to investigate the specimens' dynamic properties. The test results suggest the prefabricated wall segments equipped with SSKs showed reliable stiffness and bearing capacity and were improved in energy dissipation ability, compared with conventional shear walls. As the shear stiffness and number of equipped SSKs increased, the specimens exhibited higher strength, but their ductility and energy dissipation were slightly decreased. Most importantly, the standard SSK wall specimen could achieve satisfactory bearing capacity and deformability and is thus recommended for precast building structures. Finite element method (FEM) models were established to validate the test results, and parametric study analysis was conducted based on the coupling ratio of the SSK walls. Finally, an appropriate coupling ratio range is recommended for practical engineering applications.