碳纤维加固与钢板加固混凝土梁抗震性能对比

通过对地震损伤钢筋混凝土梁加固修复方法的研究,进行了不同配筋率的梁在水平低周反复荷载作用下的试验。对损伤后的梁进行了加固修复,并对加固修复梁在再次地震作用下的抗震性能进行了试验。主要研究内容:完成了6根试验梁的制作,并对其在位移控制下进行了水平低周反复荷载试验,重点研究了不同配筋率的钢筋混凝土梁碳纤维加固与钢板加固的抗震性能分析比较。     

局部锈蚀矩形RC墩重度震损后加固试验研究

为探究局部锈蚀矩形截面钢筋混凝土（RC）桥墩重度震损加固后的抗震性能,本文对拟静力破坏后的6个矩形截面RC桥墩试件进行扩大截面加固。通过加载试验,对加固桥墩试件从破坏形态、滞回特性、水平承载力、位移延性、侧向刚度以及耗能等方面进行了系统分析。结果表明:相比于普通箍筋,横向施加预应力的改进扩大截面加固方式对破坏后桥墩试件的抗震性能修复成效更佳;在同等位移幅值下,锈蚀率不断增大,桥墩试件抗震性能呈现逐渐降低的趋势;钢筋锈蚀位置上移,加固后桥墩试件的抗震性能提升;轴压比加大,加固后桥墩试件承载力和侧向刚度增大,但延性降低。     

损伤钢筋混凝土框架抗震加固Pushover分析

基于钢筋混凝土框架模拟地震作用下的试验及有限元分析,对整体损伤钢筋混凝土框架结构采用CFRP布、角钢、钢支撑加固方法进行了推覆(Pushover)分析,对比分析加固前后钢筋混凝土框架结构屈服荷载与位移、极限荷载与位移、延性系数的变化,综合分析损伤程度及加固方法对钢筋混凝土框架加固后抗震性能的影响。结果表明,模型的塑性铰位置与试验结果基本相同;损伤的混凝土框架CFRP布加固与未损伤CFRP布加固框架相比,极限荷载、屈服位移、延性系数和试验结果基本一致;对于已经明显损伤的钢筋混凝土框架,先进行梁柱局部损伤修复加固,再采用人字形角钢进行支撑加固,效果更好。     

用碳纤维布改善钢筋混凝土极短柱抗震性能的试验研究

本文进行了5根钢筋混凝土极短柱（λ=1.0）在周期反复荷载作用下的试验，研究了使用碳纤维布横向包裹钢筋混凝土极短柱以提高其延性这种加固方法的有效性。本文研究了碳纤维布横向包裹钢筋混凝土极短柱的受力特性，分析了碳纤维布抗拉强度对试件抗震性能的影响，并对碳纤维布加固钢筋混凝土极短柱使其延性提高的机理进行了探讨。试验结果表明，横向包裹碳纤维布可显著提高钢筋混凝土极短柱的变形性能。     

锈蚀箍筋约束混凝土加固柱抗震性能分析

为研究加固后锈蚀箍筋约束混凝土柱的抗震性能,设计16个钢筋混凝土矩形柱,对加速锈蚀后的试件采用外包钢及CFRP、GFRP材料进行加固处理,随后开展低周往复荷载试验,以研究不同加固材料、不同加固包裹方式、不同黏结材料等因素对锈蚀箍筋约束混凝土柱滞回曲线、骨架曲线、刚度衰减、延性性能及耗能能力等抗震性能指标的影响。研究结果表明:(1)与未锈蚀柱相比,加固后的箍筋锈蚀柱以弯剪破坏为主,CFRP加固试件较GFRP加固试件具有更高的承载力,但破坏时延性不如GFRP加固试件;(2)外包钢加固试件、CFRP加固试件、GFRP加固试件的耗能能力较未锈蚀试件分别增大222.3%、123.9%、98.5%,延性系数也相应增大45.3%、22.3%、25.6%。总之,外包钢加固对箍筋锈蚀柱抗震性能的提升最大,CFRP加固次之,但优于GFRP加固;整包加固优于环包加固;环氧树脂胶黏结略优于水泥基灌浆料黏结。     

基于位移设计的钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究(Ⅱ):振动台试验

通过模型振动台试验研究了基于位移设计的钢筋混凝土桥墩的抗震性能。以完成的拟静力试验中的桥墩试件为参考原型,利用基于位移抗震设计方法和现行桥梁抗震规范方法设计了4根1:2的钢筋混凝土桥墩试件并进行了模型振动台试验。对小震、中震和大震作用下桥墩试件的破坏形态、加速度和位移反应、位移延性系数和地震总输入能(耗能)等方面进行了比较分析。综合拟静力试验和振动台试验结果,可以认为基于位移设计的钢筋混凝土桥墩能够达到预期的延性抗震要求。     

边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑中的主要抗侧力构件，边缘约束情况是影响剪力墙抗震性能的一个重要因素。为研究边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响，本文进行了三片边缘约束情况不同的钢筋混凝土剪力墙的低周反复试验，并对试验结果进行了分析，分析内容包括：破坏形态、水平承载力、位移延性系数、刚度退化、抗震耗能能力等方面。研究结果表明，合理地设置边缘约束能够扩大塑性破坏区域，提高试件的水平承载力，改善其抗震耗能性能。研究进一步发现，边缘纵筋配筋率在提高试件的水平承载力，改善其抗震耗能性能和刚度退化程度方面影响显著，而边缘配箍率对抗震性能的贡献在本次试验分析中表现得并不明显。     

框架结构性能设计中钢筋混凝土变梁中节点性能指标量化研究

通过分析结构及构件变形与损伤的关系,选取层间位移角作为钢筋混凝土变梁中节点基于性能的抗震设计指标.根据钢筋混凝土结构破坏的特点和框架结构基于性能抗震设计的需要,将钢筋混凝土框架结构性能水平划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和防止倒塌5个层次.在8个钢筋混凝土变梁中节点伪静力试验研究的基础上,根据节点试件的破坏过程、骨架曲线以及结构性能曲线将钢筋混凝土变梁中节点的性能水平划分为“五档”,建议了不同性能水平下钢筋混凝土变梁中节点的变形和相关参数的量化标准,重点以层间位移角为性能指标量化参数,提出了节点基于性能的“五水平”参数量化指标,并结合我国现行规范给出了“三水准”设防目标下的参数量化指标.     

管壁开孔足尺钢管混凝土柱抗震性能试验研究

针对钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱的穿筋连接形式,研究了钢管开穿筋小孔及加固对钢管混凝土柱抗震性能的影响。对于未开孔、开孔和开孔并加固三种情况,进行了3个直径为610 mm的足尺钢管混凝土柱试件的低周反复荷载试验。试验结果表明:未开孔试件在距根部100 mm处发生钢管屈曲破坏;开孔试件的破坏主要是开孔处屈曲撕裂,开孔对钢管混凝土柱初期刚度和峰值承载力影响不大,但在峰值承载力后受孔边撕裂破坏影响,开孔试件的刚度和强度退化较快、延性和耗能能力降低;开孔并加固试件的破坏位置上移至加固段上部约90 mm处,与未开孔试件表现出相似的抗震性能。     

基于位移设计的钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究(I):拟静力试验

通过拟静力试验研究了基于位移设计钢筋混凝土桥墩的抗震性能。利用基于位移抗震设计方法和桥梁抗震规范方法设计了各2根和1根1:2.5比例钢筋混凝土桥墩试件,对低周反复荷载作用下试件试验破坏形态、承载力、位移延性、滞回耗能、刚度退化等方面进行了比较分析,可以认为基于位移设计的钢筋混凝土桥墩能够达到预期的延性抗震要求,并且在相对耗能能力(与理想弹塑性模型相比)、刚度退化性能方面与现行规范抗震设计方法设计的桥墩相当。试验表明建议的钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法是实际可行的。     

基于位移设计的钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究(Ⅰ):拟静力试验

通过拟静力试验研究了基于位移设计钢筋混凝土桥墩的抗震性能。利用基于位移抗震设计方法和桥梁抗震规范方法设计了各2根和1根1：2．5比例钢筋混凝土桥墩试件,对低周反复荷载作用下试件试验破坏形态、承载力、位移延性、滞回耗能、刚度退化等方面进行了比较分析,可以认为基于位移设计的钢筋混凝土桥墩能够达到预期的延性抗震要求,并且在相对耗能能力（与理想弹塑性模型相比）、刚度退化性能方面与现行规范抗震设计方法设计的桥墩相当。试验表明建议的钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法是实际可行的。     

不同加固方式对混凝土梁柱节点抗震性能的影响

在简要分析了汶川地震中钢筋混凝土框架结构的震害后,通过芳纶布(AFRP)加固钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验,研究了不同加固方式对混凝土梁柱节点抗震性能的影响。研究结果表明:采用AFRP加固后的梁柱节点,极限承载力和抗震性能得到了显著改善,破坏形式由脆性破坏变为延性破坏。     

钢筋网砂浆面层加固震损砖墙抗震性能模拟

利用数值模拟方法研究低强度砂浆强震损伤砖墙采用钢筋网砂浆面层加固的适宜性及加固后抗震性能。依据砖墙承载力损失程度划分损伤等级,对砖墙模型施加作用形成预损伤,对加固墙体模型完全重启动实现砖墙应力初始化,然后对加固试件施加低周往复荷载,得到损伤加固试件破坏特征及荷载-位移滞回曲线,并与原砖墙模型进行比较,验证加固方法的适宜性和增强效果。研究结果表明:本研究数值方法获得的损伤砖墙采用单面、双面钢筋网砂浆面层加固后的力学性能结果真实可靠,可作为钢筋网砂浆面层加固震损砖墙抗震性能评估的依据。     

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。     

CFRP加固一字形竖缝耗能预制剪力墙抗震性能研究

以一字形竖缝耗能预制剪力墙作为研究对象,设计了3个装配式剪力墙试件及1个现浇剪力墙对比试件,进行低周往复荷载试验,并对破坏墙体进行CFRP加固,再次进行拟静力试验。试件变化参数包括轴压比、混凝土强度等级及配筋率,对比分析加固前后试件滞回性能、刚度退化、承载力和耗能能力等性能。试验结果表明,与现浇剪力墙相比,一字形竖缝耗能预制剪力墙工作性能良好,阻尼器屈服耗能提高了试件整体工作性能;CFRP加固可有效抑制墙体斜裂缝的发展,对墙体承载力及耗能能力均有显著改善作用;各试件均满足剪力墙弹塑性层间位移角限值要求,延性较好;试件整体表现出良好的抗震性能。     

钢筋混凝土梁柱边节点抗震性能参数分析

通过2个钢筋混凝土梁柱边节点的低周反复荷载试验,从骨架曲线、变形能力和耗能等方面对边节点的抗震性能进行了研究,进一步应用有限元程序ABAQUS对梁柱边节点进行有限元参数分析,研究轴压比和配筋率对节点抗震性能的影响。研究结果表明:随着柱端弯矩增大系数的提高,边节点试件的破坏模式从柱端混凝土压溃破坏转变成梁端塑性铰破坏,现行规范规定柱端弯矩增大系数有效实现了"强柱弱梁"预期设计目标;若边节点试件发生梁端破坏,柱轴压比变化对钢筋混凝土节点承载力和抗震性能影响甚微;随着柱配筋率逐步提高,框架梁梁端出现了塑性铰,显著提高了节点的承载力和抗震性能。     

角钢加固损伤RC框架结构Pushover分析

基于RC框架前期的水平低周反复荷载试验研究,采用有限元软件SAP2000对该试验试件进行了Pushover分析,模拟结果与试验值基本符合。以此为基础,通过定义材料的弹性模量即改变刚度,来表达RC框架的损伤程度,从而建立角钢加固损伤RC框架结构的有限元分析模型,继而对该模型进行了Pushover分析,研究角钢加固损伤RC框架结构的抗震性能及损伤程度对加固框架的影响。计算结果表明,角钢加固后RC框架的承载力大幅度提高,RC框架加固前的损伤降低了极限荷载,且大幅度降低了延性系数,说明损伤程度对加固后框架的延性耗能能力影响很大。     

考虑强余震的钢骨混凝土柱抗震性能试验研究

为了研究强余震对结构构件抗震性能的影响,设计了2个工字钢型钢混凝土柱,进行了10次循环加载和损伤后试件再次加载的低周往复加载静力试验。试验研究表明:随着循环加载次数的增加和试件的损伤,试件的滞回环面积、强度、刚度和等效黏滞阻尼系数等指标均呈现减小趋势,试验模拟的强余震作用导致试件的耗能能力和抗震性能出现劣化;在达到试件的承载能力极限状态前,第5次循环加载后各抗震性能指标曲线均趋向于稳定;超过试件承载能力极限状态后,循环加载次数的增加使试件的抗震性能指标出现不收敛。试验研究为揭示强余震对结构构件抗震性能的不利影响,完善抗震试验方法和抗震设计相关理论提供了数据支持。     

带有新型SIP墙板的框架结构抗震性能研究

介绍了带有新型SIP墙板的钢筋混凝土框架结构的低周反复荷载试验,4个试件分别为一榀空框架试件、一榀未开洞的新型SIP墙板框架试件和两榀在不同位置开洞的新型SIP墙板框架试件,且4个试件的钢筋混凝土框架设计均相同,对比4个框架试件的抗震性能,得到了新型SIP墙板对框架结构抗震性能的影响。观察试验现象及分析试验结果表明,新型SIP墙板作为填充墙板对框架结构的延性、强度、耗能等抗震性能是有利的,同时新型墙板与框架结构之间的连接方式是可靠的。     

高轴压碳化混凝土框架柱抗震试验研究

分别采用新浇混凝土试件和经碳化处理过的混凝土试件,对高轴压下的耐烦化和未碳化混凝土框架柱进行了低周反复荷载作用下的对比试验。通过试验研究,对碳化钢筋混凝土框架的抗震性能进行了分析。