钢筋混凝土核心筒水平双向抗震性能研究

本文利用ABAQUS有限元分析软件,对双向水平往复荷载作用下的钢筋混凝土核心筒进行非线性分析,将所得结果与现有试验结果对比验证,明确了其破坏形态、承载力、刚度退化和耗能能力等抗震性能。研究结果表明,两个方向受力的耦合作用会导致刚度退化的加剧,降低其抗震性能;通过分析轴压比、连梁跨高比和截面长宽比等参数,并与单向加载下的结果对比,发现轴压比和连梁跨高比均是影响筒体破坏形态的重要因素,且两个方向的刚度差异则会导致筒体变形能力与延性有较大的降低;给出了考虑加载方式、洞口大小以及混凝土强度影响的核心筒在压、弯、剪、扭复合状态下的承载力计算公式,并与现有试验结果对比,吻合较好。     

双层钢箱-混凝土组合墩双向地震损伤模型研究

既有的地震损伤模型大多基于水平单向拟静力试验得到的,未考虑结构或构件在双向地震作用下水平两个方向相互耦合作用所导致的性能退化加剧,计算所得的损伤因子不能体现双向耦合影响引起的损伤加剧。本文基于Kumar-Usami地震损伤模型,进一步考虑不同位移幅值下的有效耗能影响,提出了双层钢箱-混凝土组合墩双向地震损伤模型,并利用水平双向拟静力试验得到的双向耦合作用下的变形和耗能数据对双层钢箱-混凝土组合墩的双向地震损伤模型参数进行标定。研究结果表明:(1)该地震损伤模型可以反映加载顺序、加载历史及不同加载位移权重的有效耗能等对双层-钢箱混凝土组合墩地震累积损伤的影响;(2)提出了双层钢箱-混凝土组合墩不同程度损伤的指标限值,给出了考虑双向地震作用下水平两个方向耦合作用的总体损伤计算表达式,模型计算结果与试验吻合良好。本文建议的双向地震损伤模型可供双层钢箱-混凝土组合墩基于性能的抗震设计与损伤评估使用。     

钢管混凝土重力柱—混凝土核心筒结构静力弹塑性分析

以钢管混凝土柱框架—混凝土核心筒结构为背景,将钢管混凝土柱、钢框架梁、核心筒之间的刚性连接改为螺栓铰接,形成钢管混凝土重力柱—混凝土核心筒结构.运用有限元软件Canny建立数字模型,对新型结构进行3种不同侧向加载模式的pushover分析,根据能力谱法求出7度大震作用下的性能点,并与动力时程分析结果对比,得出倒三角形加载模式精度更高.进一步研究结构塑性铰发展过程,指出结构中部区段为薄弱层,核心筒连梁和底部剪力墙为薄弱部位,应加强抗震构造.     

偏心水平荷载下内藏钢桁架混凝土核心筒抗震试验研究

对两个1／6缩尺的核心筒结构模型进行了偏心水平荷载作用下的低周反复荷载试验研究，其中包括一个普通混凝土核心筒和一个内藏钢桁架混凝土组合核心筒。在试验的基础上，分析了两个试件的承载力、刚度、延性、滞回特性、耗能能力、破坏特征以及抗震机理。试验研究表明：偏心水平荷载作用下，内藏钢桁架混凝土组合核心筒比普通混凝土核心筒抗震能力显著提高。     

带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒斜向加载拟静力试验研究

为研究双向耦合作用对带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒抗震性能的影响,对两个试件进行了低周往复荷载试验,其中HCW-P加载角度为0°,HCW-D为45°。研究了不同加载角度时,试件的破坏形态、承载力、延性、耗能等。结果表明,斜向45°加载试件的破坏形态与0°加载试件有较大的不同,HCW-D斜裂缝主要集中于中部墙肢,端部墙肢则主要为水平裂缝,而HCW-P则是水平及斜裂缝共存于腹板;在抗震性能方面,HCW-D的屈服位移、极限位移均有提高,延性系数下降,峰值承载力及耗能增加。对HCW-D的混凝土及钢筋应变进行了分析,应变分布表明,在受到正向水平荷载作用时,一个端部墙肢以受拉为主,呈小偏心受拉,另一个则是以受压为主,呈小偏心受压,且中部墙肢洞口约束边缘构件受压较大,连梁参与作用较小。     

钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架核心筒抗震性能试验研究

为进一步改善混凝土核心简的抗震性能,本文提出了钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架组合核心筒.进行了2个1/6缩尺的核心筒模型在低周反复荷载下的抗震性能试验研究,1个为钢管混凝土叠合柱边框毛组合核心筒,1个为钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架组合核心筒.通过试验,对比分析了2个核心简的承载力、延性、刚度及其衰减、滞回特性、耗能能力及破坏特征,给出了钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架组合核心筒的承载力计算模型,计算结果与实测值符合较好.研究表明,钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架组合核心筒与钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒相比,其抗震性能明显提高.     

偏心水平荷载下内藏钢桁架开洞混凝土核心筒抗震研究

对两个1/6缩尺的开洞核心筒结构模型进行了偏心水平荷载作用下的低周反复荷载试验研究,其中包括一个普通开洞混凝土核心筒和一个内藏钢桁架开洞混凝土组合核心筒。在试验的基础上,对比分析了两个试件的承载力、刚度、延性、滞回特性、耗能能力、破坏特征以及抗震机理。试验研究表明,在偏心水平荷载作用下,内藏钢桁架开洞混凝土组合核心筒比普通开洞混凝土核心筒抗震能力显著提高。     

叠合柱边框内藏钢板-钢撑核心筒抗震性能试验研究

提出了钢管混凝土叠合柱边框内藏钢板-钢撑混凝土组合核心筒,为了解该新型多重组合核心筒的抗震性能和破坏机理,文中进行了1个1/6缩尺的钢管混凝土叠合柱边框内藏钢板-钢撑带洞口混凝土组合核心筒的低周反复荷载试验研究.在试验研究基础上,分析了该多重组合核心筒的承载力、滞回特性、延性、刚度衰减和破坏形态.研究结果表明:钢管混凝土叠合柱边框内藏钢板-钢撑带洞口混凝土组合核心筒的抗震性能良好.     

约束边缘区域不同构造的带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒抗震性能研究

针对带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒结构,探讨约束边缘区域不同构造措施对其抗震性能的影响,共完成了3个核心筒的低周反复加载试验。试验结果表明:带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒结构具有良好的变形能力,约束边缘区域配置型钢能提高试件的强度和延性;在角部设置叠合柱的试件,其抗侧刚度和耗能能力有显著提高;带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒翼墙存在剪力滞后效应,角部叠合柱的设置能降低剪力滞后系数,进一步发挥核心筒的整体空间作用。通过与试验结果的对比与校验,应用OpenSees有限元软件建立高阻尼混凝土带钢板暗支撑组合核心筒试件非线性分析模型,以此非线性分析模型为基础,考察了轴压比对高阻尼带钢板暗支撑混凝土核心筒抗震性能的影响,结果表明即使在试验轴压比为0.6的情况下,这种核心筒的延性与变形指标仍能满足规范要求。     

不同方向水平力下多腔钢管混凝土巨型柱抗震性能研究

提出了一种异形截面的多腔钢管混凝土巨型柱,研究了其在不同方向水平力作用下的抗震性能。进行了6个1/25缩尺的巨型柱模型在竖向荷载和不同方向水平反复荷载作用下的抗震性能试验研究,其中:2个试件的水平力沿截面长轴方向施加,2个试件的水平力沿截面短轴方向施加,2个试件的水平力沿与长轴及短轴呈45度方向施加,3种水平力加载方向的试件轴压比分别为0.5、0.25。基于试验结果,分析了各试件的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性、耗能和破坏特征。进行了数值模拟分析,计算结果与试验符合较好。研究表明,提出的异形截面多腔钢管混凝土巨型柱有良好的抗震性能,且其抗震性能与水平力作用方向相关。     

钢筋混凝土核心筒体抗震性能试验研究

本文对两组五个钢筋混凝土核心筒试件进行了低周反复荷载试验，研究了不同轴压比和剪跨比的核心筒破坏机理、承载能力、延性和耗能能力等方面的抗震性能。结果表明，轴压比对核心筒的抗震性能有较大影响。     

钢筋混凝土带暗支撑核心简体抗震性能试验研究

本文在带暗支撑剪力墙研究的基础上,进一步提出了带暗支撑核心筒体,通1/6缩尺的1个带暗支撑筒体结构和1个普通筒体结构的低周反复荷载试验,比较分析了它们的承载力、刚度、延性、滞回特性、耗能能力及破坏机制。试验表明,带暗支撑筒体比普通筒体的抗震性能明显提高。     

带斜筋单排配筋L形截面剪力墙的非工程方向抗震性能1

带斜筋单排配筋混凝土剪力墙结构是为取代粘土砖多层住宅结构而发展起来的一种新型多层混凝土结构,其经济性合理,抗震性能优于传统的砌体结构.为进一步充分了解其抗震性能,开展该新型结构体系中“L”形截面剪力墙的非工程轴方向抗震性能试验研究.进行1个单排配筋混凝土“L”形截面剪力墙和1个带斜筋的单排配筋混凝土“L”形截面剪力墙低周反复荷载试验,对比分析其破坏特征、滞回特性、耗能能力、承载力、延性、刚度,并利用ABAQUS软件进行非线性有限元分析,探究斜筋对其抗震性能的影响.研究结果表明,在非工程轴方向,带斜筋单排配筋“L”形截面混凝土剪力墙的抗震性能优于不带斜筋的剪力墙.     

钢筋混凝土核心筒性态水平及性能指标限值研究

结合国内外对钢筋混凝土结构性能水平的划分标准并根据核心筒结构破坏特征及抗震性能要求,文中在现行规范基础上进一步细分,将钢筋混凝土核心筒结构的性能水准划分为良好使用、暂时使用、生命安全和接近倒塌4个水平;基于混凝土连梁及剪力墙构件的受力、变形及破坏特点,分别提出了连梁及剪力墙构件对应于4个性能水平的失效判别标准和变形限值...     

Softening effects of RC nonstructural flat walls on ductile concrete buildings

Nonstructural reinforced concrete flat walls architecturally designed as exterior/partition walls in concrete buildings were severely damaged by the 2011 earthquake off the Pacific coast of Tohoku. This damage was observed in the monolithic nonstructural flat walls of relatively old ductile concrete buildings. Although these flat walls might affect the overall seismic performance and behavior of a building, the nonstructural wall effects have not been clarified because of the complex interactions among the structural components. To understand these effects, this paper conducts an experimental and numerical investigation of the nonstructural wall effects, focusing on a typical residential building damaged by the 2011 earthquake. A single‐story, one‐bay moment‐resisting frame model of the building with a nonstructural flat wall was tested to clarify the fundamental behavior. The results reveal that the wall significantly contributed to the seismic performance of the overall frame until it failed in shear, subsequently losing structural effectiveness. Such experimental wall behavior could be simulated by the isoparametric element model. Moreover, the structural effects of the nonstructural flat walls on the global seismic performance and behavior of the investigated building were discussed through earthquake response analyses using ground motions recorded near the building site and pushover analyses. Consequently, the building damage could be simulated in an analytical case considering the nonstructural flat walls, showing larger inter‐story drifts in the lower stories due to softening of the walls. The analytical results also indicated that the softening of the nonstructural flat walls decreased the building ductility, as defined by ultimate inter‐story drifts. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

高轴压比下钢桁架-混凝土组合剪力墙抗震研究

轴压比是剪力墙抗震设计中一个重要的控制因素，它直接关系到剪力墙的抗震性能。简要介绍了钢筋混凝土剪力墙和型钢混凝土剪力墙抗震研究的有关成果，重点介绍了轴压比对剪力墙抗震性能的影响。进行了3个1／3缩尺的剪力墙的抗震性能试验研究，包括1个普通混凝土剪力墙、1个内藏钢框架混凝土组合剪力墙和1个内藏钢桁架混凝土组合剪力墙。试验表明：在高轴压比情况下，内藏钢框架、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙明显提高。     

轴压比对中等高度LC结构剪力墙抗震性能的影响

轻骨料混凝土(L ight-we ight concrete,简称LC)剪力墙的轴压比是剪力墙抗震设计时一个重要的控制因素,直接关系到其延性性能。为使设计规程具有足够的理论依据,本文通过对六榀轻骨料混凝土剪力墙试件的试验,研究了在低周反复荷载作用下,着重考虑不同轴压比对中等高度有边框剪力墙的破坏形态和变形性能的影响效应,对其滞回特性进行分析,计算了各剪力墙的刚度退化率与延性系数,并将无竖缝剪力墙与带竖缝剪力墙的抗震性能进行了对比。     

新型节能复合混凝土空心砌块砌体抗震性能的试验研究

本文通过2片开窗洞加窗台梁节能复合混凝土小型空心砌块墙体和2片不开窗洞墙体的水平低周反复荷载试验,研究了节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、延性、耗能能力,刚度退化曲线等抗震性能,同时,考察了墙体外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理,探讨了不同构造措施以及开窗洞对墙体抗震性能的影响。研究结果表明:复合混凝土小型砌块砌体从开始加载到最终破坏,砌块保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉结筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作,此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大。