超高韧性水泥基材料新型框架节点性能研究

进行了9个超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)新型框架节点的抗震试验。研究了轴压比和核心区箍筋间距对新型节点承载能力、滞回特性和耗能能力的影响。结果表明,UHTCC节点出现了大量裂缝间距仅为1mm左右的微细斜向裂缝,节点的开裂荷载和抗剪承载力都有明显的提高。UHTCC材料可降低甚至消除节点核芯区箍筋的用量。在试验基础上,对UHTCC新型框架节点的开裂荷载和极限承载力进行了理论计算,计算值和试验结果总体吻合较好。     

超高强钢筋UHPC梁受弯性能试验研究及承载力分析

将超高强钢筋与超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)组合成超高强钢筋UHPC梁,以减小钢筋用量和提高梁承载能力。开展2根超高强钢筋UHPC梁和2根超高强钢筋普通混凝土(normal concrete, NC)梁的两点弯曲试验,分析混凝土类型和受拉钢筋配筋率对梁破坏模式和受弯性能的影响。试验结果表明：试验梁的破坏模式均为受弯破坏,NC梁顶部受压区混凝土大量压碎,出现明显的弯曲变形,而UHPC梁受压区混凝土未发生明显破坏,且未出现明显变形。纵筋配筋率由1.59%提高至1.88%时,开裂荷载基本没有变化,而UHPC梁和NC梁的受弯承载力分别提高17.4%和13.3%。基于平截面假定,推导超高强钢筋UHPC梁受弯承载力计算公式,并与国外计算方法进行比较,建议方法计算值与试验值吻合较好。     

部分预制型钢混凝土梁抗震性能试验研究

为探究部分预制型钢混凝土梁的抗震性能,进行了7个部分预制型钢混凝土梁试件的拟静力试验,研究了试件的裂缝开展过程、破坏形态、承载能力、延性、耗能能力和刚度退化情况,探究预制截面模式、剪跨比和后浇混凝土强度等对其抗震能力的影响。结果表明:地震作用下,该7个试件力学性能较好,剪跨比是影响试件抗震性能的首要要素,剪跨比大的试件耗能能力强,型钢约束部分混凝土可以提高试件的耗能能力,截面模式和后浇混凝土强度对抗震性能影响不大。     

十字带侧板型抗剪连接件受剪性能试验研究

提出一种十字带侧板型抗剪连接件,以混凝土强度、抗剪连接件长度、抗剪连接件数量为参数设计四个试件,并进行往复加载试验,研究其破坏形态、剪力-位移曲线、骨架曲线、初始刚度、抗剪承载力和应变等指标。结果表明:四个试件的破坏形态基本一致,均由抗剪连接件与混凝土梁连接处率先产生裂缝,并向上端和下端发展,在混凝土出现压溃后达到极限状态;剪力-滑移曲线走势基本相同,均包括初始弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。另外,提高混凝土强度可增大试件初始刚度达16.44%,并能有效降低位移及应变;增大抗剪连接件长度仅提高试件初始刚度的4.25%,且对位移和应变的影响也较小;提高抗剪连接件数量可使初始刚度增大47.82%,抗剪连接件始终处于弹性,且有效减小位移和混凝土损伤,以及提高试件承载能力,满足弯剪分离式组合连接节点预期1mm最大位移的要求。     

震后混凝土缺陷加固修复构件性能实验分析

为避免震后建筑工程加固不合理导致再次受损,并为加固修复工程提供合理化建议,促进震后救灾工作顺利开展,提出震后建筑工程混凝土缺陷加固修复方法的研究。首先,对混凝土梁试件和混凝土柱试件进行设置,研究基于碳纤维布或外包钢套加固方法对混凝土梁和混凝土柱试件展开循环荷载试验;其次,通过混凝土梁试件滞回曲线、骨架曲线、延性及耗能情况,分析不同加固修复方法的混凝土梁试件抗震性能;最后,通过混凝土柱试件延性及耗能、刚度退化和承载力退化情况,分析采用不同加固方法修复的混凝土柱试件抗震性能。试验结果显示：高配筋率可提升混凝土梁试件滞回特性,外包钢套加固混凝土梁试件滞回饱满程度较高、耗能较少,碳纤维布加固梁试件可将加载位移由10 mm延缓至30 mm,提升延性;碳纤维布加固可提升混凝土柱延性,外包钢套加固重度缺陷混凝土柱可以良好抑制其刚度和承载力退化。试验结果验证了碳纤维加固可提升震后建筑工程混凝土结构延性,外包钢套加固可抑制混凝土结构刚度、承载力退化。     

钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土剪力墙抗震性能试验研究

本文设计了1片普通混凝土剪力墙试件和5片混杂纤维混凝土剪力墙试件,进行低周往复加载试验,研究混杂纤维混凝土分布位置和高度对剪力墙抗震性能的影响。根据拟静力试验数据,分析了墙体试件的滞回曲线、骨架曲线及关键点、位移延性、刚度退化性能、耗能能力以及关键位置钢筋应力应变分布情况。结果表明:（1）剪力墙试件中采用混杂纤维混凝土的区域以均匀的水平裂缝为主,有效控制了剪力墙的斜裂缝的产生,最终表现出弯曲破坏模式。（2）相比混杂纤维混凝土分布在约束边缘区域,混杂纤维混凝土分布在底部的试件滞回曲线更加饱满,耗能能力更好。（3）混杂纤维混凝土分布高度越高,滞回曲线越饱满。当分布高度大于0.3h （h为全长）时,混杂纤维混凝土分布高度的提升对承载能力和变形能力的影响较小。（4）混杂纤维混凝土的掺入提高了剪力墙的抗剪性能,在一定程度上可替代水平分布筋。     

汶川地震中离震中较远地区的高层建筑的震害

汶川地震中,陕西省西安市和宝鸡市两地处于远震区。远震区高层建筑比多层建筑的震害重。这两地高层建筑的震害主要表现为砌体填充墙和隔墙普遍出现裂缝;房屋顶部附近防震缝两侧的装饰材料震损,部分混凝土构件被撞坏;楼梯间的填充墙普遍开裂等。主体结构中的混凝土梁、柱和剪力墙等承重构件一般没有可见裂缝,部分剪力墙洞口连梁及框架一剪力墙结构中的连梁出现剪切斜裂缝或弯曲裂缝。文中初步分析了震害原因,并提出了设计建议。     

新型竖向连接的带暗支撑预制叠合剪力墙抗震试验研究

为研究得到带暗支撑的预制叠合板剪力墙合理的竖向连接方法,分别设计了1片带钢板暗支撑的局部高阻尼混凝土U型连接预制叠合剪力墙和1片带90°钢板暗支撑的局部高阻尼混凝土预制叠合剪力墙,并设计1片普通钢板暗支撑现浇剪力墙做对比,进行了拟静力试验研究,对比三个试件在受力作用下的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、耗能性能、裂缝发展情况以及破坏形态。研究结果表明:采用U型连接的带暗支撑预制叠合板剪力墙与现浇带暗支撑剪力墙的承载能力以及抗震性能基本相近,90°暗支撑的预制叠合板剪力墙在减少钢材用量的前提下也拥有足够的承载能力和良好的抗震性能。     

基于缝宽-滑移理论的铝合金配筋混凝土梁粘结性能研究

铝合金筋与混凝土的粘结性能是影响铝合金配筋新型混凝土梁承载力的重要因素。对9根铝合金配筋混凝土梁和2根钢筋混凝土对比梁进行了静载试验,分析混凝土梁在加载过程中的裂缝发展情况,基于缝宽-滑移理论研究试验梁的粘结性能。研究结果表明:同级荷载作用下,钢筋混凝土梁的裂缝宽度小于铝合金配筋混凝土梁,钢筋与混凝土的粘结性能优于铝合金与混凝土的粘结性能;混凝土梁中纵筋所受拉力,实质上是混凝土开裂后,单元体内部粘结力的合力;纵筋与混凝土的粘结滑移量与粘结力直接相关,可通过代数和微积分计算得到二者的对应关系。     

配置600MPa钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁试验研究

通过进行9根配置600 MPa级钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的试验研究,研究预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级及配筋率、混凝土强度等级对无粘结部分预应力混凝土梁受弯承载力、应力增量及刚度的影响。研究结果表明:增加预应力度和非预应力筋配筋率能够显著提高配置600 MPa级钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的受弯承载力,减缓试验梁的刚度退化。随着预应力度或非预应力筋配筋率的增加,配置600 MPa级钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的预应力筋应力增量减小。提高非预应力钢筋强度等级,能够使预应力筋的极限应力增量和结构的极限承载能力得到提高。     

不同跨高比对多层钢框架内填混凝土深梁结构抗震性能影响

为了研究不同跨高比多层钢框架内填混凝土深梁结构的抗震性能,在钢框架内填混凝土深梁滞回性能试验的基础上,利用ABAQUS对六层纯钢框架（结构一）、钢框架内填跨高比为2混凝土深梁结构（结构二）和钢框架内填跨高比为0.75混凝土深梁结构（结构三）进行弹塑性时程分析。结果表明:内填混凝土深梁使结构整体刚度明显增大;在地震波的作用下,结构二的最大顶点位移降低可达58.3%,结构三的最大顶点位移降低可达89.3%,内填混凝土深梁,结构的抗侧移性能得到了极大改善,且随着深梁跨高比的减小而大幅度提升;结构二滞回曲线饱满,呈现纺锤形,混凝土深梁充分起到了第一道防线作用。经济合理的钢框架内填混凝土深梁结构具有一定的工程应用价值。     

带有可更换连梁的钢筋混凝土结构设计方法

钢筋混凝土剪力墙结构通过设置可更换连梁,在地震作用下集中损伤,保护主体结构不受或只受微小破坏,震后更换损伤构件即可恢复结构功能。参照现行规范和已有试验分析结果,在普通钢筋混凝土结构设计基础上,提出带有可更换连梁的钢筋混凝土结构实用设计方法,设定性能目标,总结设计流程。采用提出的设计方法对1个50层钢筋混凝土结构进行设计,并采用大型有限元分析软件ABAQUS建立数值模型,验证结构性能目标和提出的设计方法。结果表明:按该方法设计的带有可更换连梁的钢筋混凝土结构能满足所设定的性能目标,设计方法合理实用,为该新型结构的工程应用提供了参考。     

混凝土梁纯扭加载装置研制

为满足教学实验要求,特研制了一种混凝土梁纯扭加载装置。该装置不仅设计简约,而且安装方便和操控简单。建立了试验加载的力学模型,利用已有条件,设计了该纯扭加载装置及其测量方法。在试验加载过程中,加载装置的位移将会引起试件受力状态和测量结果的变化;文中介绍了测量扭矩及扭转角与实际情况的偏差,混凝土梁会产生的附加弯矩,讨论了偏差及附加弯矩对试验的影响程度。通过若干试件梁的纯扭试验,可以认为该装置符合设计要求。     

Experimental and analytical study on seismic behavior of steel-concrete multienergy dissipation composite shear walls

In this paper, a steel-concrete multi-energy dissipation composite shear wall, comprised of steel-reinforced concrete(SRC) columns, steel plate(SP) deep beams, a concrete wall and energy dissipation strips, is proposed. In order to study the multi-energy dissipation behavior and restorability after an earthquake, two stages of low cyclic loading tests were carried out on ten test specimens. In the first stage, test on five specimens with different number of SP deep beams was carried out, and the test lasted until the displacement drift reached 2%. In the second stage, thin SPs were welded to both sides of the five specimens tested in the first stage, and the same test was carried out on the repaired specimens(designated as new specimens). The load-bearing capacity, stiffness, ductility, hysteretic behavior and failure characteristics were analyzed for both stages and the results are discussed herein. Extrapolating from these results, strength calculation models and formulas are proposed herein and simulations using ABAQUS carried out; they show good agreement with the test results. The study demonstrates that SRC columns, SP deep beams, concrete wall and energy dissipation strips cooperate well and play an important role in energy dissipation. In addition, this study shows that the shear wall has good recoverability after an earthquake, and that the welding of thin SP’s to repair a deformed wall is a practicable technique.     

方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点抗剪承载力分析

为研究方钢管混凝土柱-H型不等高钢梁框架节点的抗剪承载力,分析其破坏机理,建立适用于不等高钢梁节点的抗剪计算模型,提出了节点的抗剪承载力计算公式,比较了基于不同抗剪模型建立的抗剪承载力计算值与试验值的差异性。结果表明:节点域的破坏模式主要为上核心区的剪切斜压破坏;节点域抗剪承载力主要由钢管腹板、核心区混凝土主斜压杆及约束斜压杆共同承担。对比分析表明:提出的节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力理论公式计算值更为接近试验值,验证了方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点传力机理和承载力计算公式的正确性。     

既有地下结构用于地铁工程的可行性研究(I)

7381工程是70年代初哈尔滨市按照当时地铁限界标准修建的一条地下人防工程。隧道穿越粉质粘土、细砂土层,埋深10～20米。为了评价7381工程现在用于地铁运营的安全性,本文从结构承载能力、构造、变形和裂缝等方面进行了详细检测,主要内容包括混凝土强度、混凝土碳化、混凝土表面裂缝、钢筋强度及锈蚀、隧道衬砌拱顶厚度等,检测结果为旧隧道的安全性与使用性评价奠定了基础。     

Hilbert谱分析在探地雷达薄层识别中的应用

针对实际勘探中的需要,本文对薄层的电磁波反射特性进行了深入研究.薄层在反射电磁波时,会对入射电磁波进行滤波作用.薄层的类型和厚度会影响其滤波特性,利用此特点,本文将Hilbert谱分析方法引入到薄层识别中.该方法能将探地雷达对递变型薄层的垂直分辨率提升至λ/8.本文利用该方法对实测探地雷达资料进行了层位识别研究,该方法能很好地提高探地雷达的层位识别能力.