低周反复扭矩下再生混凝土受扭构件抗震性能试验研究

通过对两根再生混凝土试件(再生骨料替代率为100%)在低周反复纯扭荷载作用下的抗震性能试验,对再生混凝土纯扭试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力等进行了分析。研究表明,再生混凝土受扭试件在低周反复扭矩作用下滞回环呈反S形,延性系数在3.67～4.14之间,具有良好的抗震性能。结合混凝土结构设计规范推导了抗扭承载力的计算公式,其计算值与试验值符合较好,具有一定的参考价值。     

带拉筋中空夹层钢管混凝土纯弯构件试验研究

为加强中空夹层钢管混凝土的力学性能,提出了在中空夹层钢管混凝土内外钢管间焊接双向对拉拉筋的构造措施。针对带拉筋中空夹层钢管混凝土纯弯构件受力性能开展了试验研究,研究配置拉筋对试件极限弯矩、抗弯刚度和横向变形系数的影响。采用合理的混凝土三轴受力状态本构模型和钢材本构模型,应用ABAQUS有限元软件建立并验证了带拉筋中空夹层钢管混凝土纯弯构件三维实体有限元模型,试验结果与有限元计算结果吻合良好;在此基础上,分析了拉筋对内外钢管应力及核心混凝土应力的影响,研究结果表明:拉筋能有效缓解了内外钢管的局部鼓曲,提高试件的极限弯矩、抗弯刚度;拉筋加强了内外钢管对混凝土的约束作用,使得内外钢管受力更加合理。     

新型方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能试验研究

通过柱端加载的低周反复荷载试验对8个内隔板三边焊接,而在未焊一边柱壁板上布置圆柱头栓钉的方钢管混凝土柱-H形钢梁节点进行了试验研究,研究了不同轴压比情况下节点的破坏模式、延性、耗能性能等。试验结果表明,破坏之前节点具有良好的滞回性能、延性及耗能能力,满足现行抗震规范的要求。该节点可以用于方钢管混凝土柱两侧弯矩相差较大时,弯矩较小一侧节点。提出了相关的设计建议。     

钢筋混凝土梁板柱空间节点抗震性能试验研究

通过对一个钢筋混凝土框架中柱空间梁柱节点和一个带现浇楼板空间节点在平面内施加低周反复荷载以及对一个带板空间节点在斜向施加低周反复荷载,深入研究了空间节点在平面内加载和斜向加载下的破坏形态,滞回性能等抗震性能。试验结果表明:在正向弯矩作用下,带板试件梁端承载力略有提高,延性发展直至纵筋拉断;在负向弯矩作用下,带板试件由于板筋参与工作承载力提高2倍以上,变形能力受受压区混凝土破坏控制,与无板试件相当;带板试件在斜向荷载作用下由于相邻梁上作用弯矩相反,减少了板筋参与工作范围,承载力略低。     

反复荷载作用下型钢混凝土L形柱的受力性能

为了揭示型钢混凝土L形柱在地震作用下的受力性能,设计8个试件进行低周反复加载试验.试验分两批,第一批4个试件采用"建研式"加载,另外4个采用"悬臂柱式"加载.试验中考虑截面配钢形式、荷载加载方向、轴压比和剪跨比4个参数的影响.由试验获得了型钢混凝土L形柱的主要破坏形态和滞回曲线,分析了各参数对构件的破坏特点及滞回性能的影响,并对不同加载方式的试验结果进行了理论诠释.结果表明:型钢混凝土L形柱的破坏形态主要为剪切斜压破坏、剪弯破坏和弯曲破坏,破坏形态与剪跨比有关;构件具有良好的延性,极限侧移角大,耗能能力强,抗震性能好;L形柱截面不对称,采用"悬臂柱式"加载时,滞回曲线不对称,而"建研式"加载时,由于受到加载装置上下端头的约束,试件的滞回曲线对称.在框架结构中型钢混凝土L形柱受到刚性楼盖的约束,在水平荷载作用下滞回曲线是对称的.研究结果可供工程设计参考.     

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。     

RC框架节点的弯矩-滑移转角恢复力模型

本文提出了框架结构梁端纵向受力钢筋在节点中锚固滑移所产生的附加转角的简化计算模型，并在梁柱组合件试验所获得的杆端弯矩—滑移转角滞回曲线基础上建立了杆端弯矩—附加滑移转角恢复力模型。该恢复力模型包括一条基于计算的双线型骨架曲线和一系列基于试验现象的滞回规则。计算结果与试验结果的比较表明，本文提出的杆端弯矩—附加滑移转角恢复力模型可以较好地反映试件的滞回性能，可供框架结构弹塑性地震反应分析时参考。     

型钢混凝土复合受扭构件的恢复力模型研究

为建立型钢混凝土复合受扭构件的恢复力模型,进行了6个1/2比例的型钢混凝土柱在低周反复荷载作用下的复合受扭试验。试验考虑了轴压比、混凝土强度、扭弯比、配钢率和配箍率对型钢混凝土柱复合受扭滞回特征的影响。通过对试验结果的回归分析及其理论分析,及扭矩-扭率骨架曲线特征点的计算公式,提出了反复加载下强度退化率和卸载刚度的确定方法。并建立了型钢混凝土复合受扭构件的扭矩-扭率恢复力模型,可供型钢混凝土复合受扭构件非线性地震反应分析和工程设计参考。     

仿古建筑钢-混凝土组合结构枋-柱节点力学性能研究

通过钢-混凝土组合结构形式及在雀替位置处设置黏滞阻尼器,可提升仿古建筑枋-柱节点的力学性能。为研究其力学性能,共设计3个试件,包括2个附设黏滞阻尼器的试件及1个未附设黏滞阻尼器的对比试件,进行快速往复加载试验,分析加载全过程中试件的破坏特性及破坏机制,对其力学特性关键指标进行对比分析,包括恢复力特征曲线、骨架曲线、延性及刚度变化等。试验结果显示：采用钢-混凝土组合结构形式的仿古建筑双枋-柱节点力学性能得到一定幅度的提高;结构破坏时形成梁铰机制,符合抗震设计要求;在阑额与柱连接处设置黏滞阻尼器能有效提升节点的变形性能及承载能力,并在一定程度上抑制试件的刚度退化速率。总体上,结构整体抗震性能有大幅提高。     

国家体育场柱脚锚固性能试验研究

大跨结构柱脚锚固性能是抗震设计的关键之一。国家体育场柱脚为钢柱脚,该钢柱脚锚固于钢筋混凝土承台中,其受力复杂,以往国内外类似的试验很少。笔者共进行了4个钢筋混凝土承台-钢柱脚试件锚固性能的试验研究,本文介绍其中2个几何尺寸较大的钢筋混凝土承台-钢柱脚试件锚固性能的试验研究概况,1个试件为混凝土承台中配置抗拔钢筋的试件,1个为混凝土承台中未配置抗拔钢筋的试件。通过单向重复加载下的钢柱脚锚固性能试验,对试件的锚固承载力、延性、合理配筋型式等进行了研究。试验结果表明,混凝土承台中配置抗拔钢筋的试件与未配置抗拔钢筋的试件相比其锚固承载力和延性显著提高。在试验基础上,建立了柱脚锚固承载力计算的桁架模型,计算结果与实测结果符合较好。     

钢管混凝土柱-钢筋混凝土环扁梁节点性能试验研究

本文进行了钢管混凝土柱-钢筋混凝土环扁梁节点的静载和低周反复荷载试验,分析了节点的破坏形态、承载能力、延性、耗能能力等性能。本次试验结果显示,钢管混凝土核心区未发生屈服破坏情况,塑性铰产生于扁梁和环扁梁交界处(静载)和环扁梁上(低周反复荷载),环扁梁与钢管混凝土柱间未发生明显滑移现象;试验节点连接可靠,具有较好的承载力、延性以及耗能能力,能够满足延性抗震设计要求。     

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。     

GFRP筋混凝土梁耐火性能的试验研究

进行了4根GFRP筋混凝土简支梁在ISO834标准升温曲线下的火灾实验,试件依据ACI440.1R-06进行截面设计,分别考虑了不同荷载比、保护层厚度、端部锚固方式对梁耐火性能的影响。试验结果表明,GFRP筋混凝土梁在火灾中的裂纹开展深度较传统的钢筋混凝土结构明显偏大。由于GFRP筋横向膨胀大更易造成梁底混凝土的开裂与剥落,建议在满足纵筋锚固性能要求的前提下,尽量减少端部J型锚固筋。GFRP筋在高温下的材料性能衰减严重,合理的设计保护层厚度和限制GFRP筋的使用内力,可使GFRP筋混凝土梁的耐火性能满足实际工程的需要。     

土坯墙体抗震加固的试验研究

通过对4片西北地区传统土坯墙体在低周往复荷载作用下的抗震性能试验研究,对比分析了竹胶板及木柱木梁加固墙片的破坏形态、水平承载力、变形性能、骨架曲线、刚度退化曲线、滞回曲线与耗能性能。试验研究表明:加固墙片可有效提高墙体的抗震性能。在此基础上提出用竹胶板加固既有且在用的村镇土坯墙体房屋,该加固方式经济有效,又能在一定程度上保存建筑原始风貌,满足实际工程的设计要求。     

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。     

钢混凝土组合截面外包薄钢组合管拟静力抗震性能试验研究

钢混凝土组合截面外包薄钢组合管具有良好的防腐蚀性能和力学性能,可用于海洋、水下以及具有腐蚀性环境中的管道运输或结构受力构件中。利用截面分层法设计加工满足受弯承载能力的试验试件,并对其进行拟静力抗震性能试验,研究分析构件几何特征和填充混凝土强度对其耗能减震能力的影响。结果表明:各试验试件的荷载-位移滞回曲线图形均比较饱满,钢混凝土组合截面外包薄钢组合管具有良好的耗能减震能力。通过提高构件"约束效应系数"的方法可优化构件的截面设计。试件几何特征及填充混凝土的强度对试件的力学性能有较大影响,长细比较大的试件在往复加载制度下屈服位移明显减小。     

深圳市急救血液信息三中心公共卫生项目结构设计

针对深圳市急救血液信息三中心公共卫生项目存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、尺寸突变及其他不规则超限项,对两侧塔楼各自独立抗震与两侧塔楼设置弱连接部位整体抗震进行包络,并对其进行多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下抗震性能化设计。计算结果表明:对结构之间的弱连接部位采取楼板加宽、框架梁及框架柱设置型钢等抗震加强措施,构件可满足预定的性能目标要求,结构整体趋于稳定。     

形状记忆合金绞线与混凝土的粘结滑移性能及影响因素研究

采用拉拔试验对SMA绞线与混凝土之间的粘结滑移性能进行研究,分析了拉拔试件的破坏模式和受力过程,阐述了SMA绞线与混凝土之间粘结滑移的相互作用机理,讨论了拉拔试件粘结滑移性能随混凝土强度、混凝土保护层厚度、SMA绞线锚固长度以及加载速度的变化规律,建立了SMA绞线锚固长度的计算公式。结果表明:拉拔试件的破坏模式以典型破坏为主,其受力过程分为5个阶段:弹性阶段、转动脱胶阶段、内部拥塞阶段、衰减阶段和残余阶段。同时,随着混凝土强度的增大,试件的极限粘结强度也增大;当保护层厚度达到一定数值后,增加保护层厚度对试件的极限粘结强度几乎没有影响;SMA绞线的锚固长度越大,试件的极限粘结强度越小;试件的极限粘结强度会随着加载速度的增大而小幅增大,若加载速度过快,SMA绞线则会发生散捆断裂。此外,所建立的SMA绞线锚固长度计算公式可以考虑多种影响因素,对SMA绞线用于土木工程结构中需要考虑的锚固、搭接和细部构造等结构设计问题具有一定的理论意义及实用价值。     

基于非协调参数Drucker-Prager模型的预应力节段拼装混凝土桥墩滞回性能研究

混凝土的数值计算模型在滞回性能分析中往往比较难收敛,利用有限元软件ADINA提供Drucker-Prager模型的Cap修正屈服准则确立的非协调参数Drucker-Prager模型对预应力节段拼装混凝土桥墩进行数值分析,对预应力节段拼装桥墩在低周往复荷载作用下的滞回性能进行分析。通过比较采用非协调参数Drucker-Prager模型建立的数值模型计算得到的滞回曲线与试验得到的结果,两者吻合程度较高。基于这一成果可以通过数值模拟的方式获得预应力节段拼装桥墩的滞回曲线与相关数据,可应用于预应力节段拼装桥墩抗震计算和设计。     

基于遗传算法的粘滞阻尼器减震结构优化设计研究

以线性粘滞阻尼器加固剪切型规则框架结构为研究对象,基于能量原理提出阻尼系数正比于层间位移(α+1)次方的分配方式,在此基础上提出了一种基于遗传算法的粘滞阻尼器减震结构优化设计方法.使得中震下结构最大层间位移角小于允许值,以满足"中震不坏"的设计目标,同时令附加总阻尼系数最小,满足经济性要求.以12层规则框架为例,分别采...