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OpenSees人字和X型支撑加固RC框架抗震性能非线性分析

为了研究不同支撑形式对开洞框架结构加固抗震性能的影响,以人字支撑加固框架结构的水平低周反复试验为基础,采用抗震性能分析软件OpenSees,分别对采用人字形、X形和局部人字形支撑加固的开洞框架结构进行了模拟地震作用的非线性数值分析,通过对不同形式支撑加固框架的滞回曲线和骨架曲线比较分析,结果表明:数值分析结果与试验结果吻合较好,采用不同形式支撑加固后,框架的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载得到不同程度的提高,其中人字支撑加固效果最好,局部人字支撑加固效果次之。     

ANSYS分析短肢剪力墙抗震性能

利用ANSYS对两组6个钢筋混凝土短肢剪力墙进行单调荷载作用下的非线性有限元分析。将计算的荷载一位移曲线与试验的骨架曲线进行对比分析，结果表明两者符合较好。在此基础上总结出了轴压比和连梁跨高比对短肢墙的力学特征参数和内力分布的影响，为实际工程的截面设计提供     

基于OpenSees的巨型SRC柱低周反复试验数值分析

为研究巨型SRC柱抗震性能的数值模拟方法,本文基于有限元分析软件OpenSees,采用纤维单元模拟5根具有不同复杂截面型钢形式的巨型SRC柱试件的低周反复加载试验,并与试验滞回曲线以及骨架曲线进行对比分析。结果表明,该基于纤维单元的有限元模型能够较好模拟巨型SRC柱试件的滞回反应,具有一定的合理性和可靠性。同时采用一种新型高性能分层壳单元对其中一根巨型SRC柱试件进行精细有限元建模分析,分析结果与试验结果对比表明分层壳能够较好地模拟试件的初始刚度和峰值承载力;与纤维单元模拟结果对比表明纤维单元能够更好地模拟试件承载力的下降,结果更加精确,且计算效率更高;新型高性能壳单元DKGQ能够弥补原有壳单元的不足,更好地模拟构件因混凝土大量开裂剥落导致的承载力下降。     

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。     

复合纤维抗震加固异型柱框架试验研究

本文通过对混凝土异型柱框架，在加固前和加固后的低周反复加载试验，初步对比分析了复合纤维抗震加固的效果。试验研究表明，复合纤维抗震加固，能够提高异型柱框架的水平承载能力和变形性能。但进入非弹性段后水平变形有增大的趋势。     

基于ECC的小雁塔抗震加固性能分析

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)是一种高强度、高延性的新型建筑材料,在加固工程中具有广泛的应用前景。本文利用ECC的高延性和抗剪性,提出一种采用ECC面层加固小雁塔的保护方案,以提高古塔抗震性能;通过有限元软件ANSYS进行模拟分析,比较了小雁塔加固前后的地震响应。分析结果表明:采用ECC面层加固可显著增强塔身整体的延性和承载力,有效地提高塔体损伤容限,为ECC在古塔抗震加固的实际应用中提供借鉴,可作为古塔抗震保护的新途径。     

钢纤维增强十字形异形柱中节点的抗震性能试验

针对异形柱节点的薄弱特性,通过在节点处掺加钢纤维,对比了钢纤维增强的异形柱中节点和未掺加钢纤维的普通混凝土异形柱中节点的破坏特征、承载力、延性、滞回性能和刚度退化等抗震性能指标。结果表明:钢纤维增强的异形柱节点试件承载力明显提高,节点核心区破坏程度明显较轻,加载后期,刚度保持效果有明显改善,说明钢纤维可以提高异形柱节点的抗震能力。     

CFRP加固半高填充墙短柱框架抗震性能试验研究

设置半高填充墙的钢筋混凝土框架结构在地震中极易发生短柱破坏,进而引起结构整体倒塌,为改善半高填充墙框架结构的抗震性能,制作了3组半高填充墙框架结构试验模型,采用不同方法对短柱外包(Carbon fiber reinforced polymer, CFRP)加固,分析了CFRP布条带加固模型和全包加固模型的延性系数、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力及破坏模式。试验结果显示：CFRP加固将半高填充墙框架结构的薄弱环节从短柱转移到填充墙,在填充墙完全破坏后框架结构表现为强柱弱梁型的节点破坏,外包CFRP加固将半高填充墙框架短柱破坏的脆性破坏模式转变为强柱弱梁型的框架延性破坏模式;全包加固后结构的初始刚度有所提高,条带加固可以大大提高结构的耗能能力,2种加固方法都能提高结构的延性和抗震性能。     

CFRP布约束增强高强混凝土柱抗震性能数值分析

采用地震工程开源模拟软件OpenSees（Open System for Earthquake Engineering Simulation）对CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纤维增强复合材料）布加固高强钢筋混凝土方柱的抗震性能进行了数值分析。采用Steel02Material和Concrete02Material材料本构模型模拟了CFRP布加固高强混凝土方柱的抗震性能;在此基础上,进一步研究了轴压比和剪跨比这2个因素对试件抗震性能的影响。将所得数值分析结果与相同条件下的试验结果对比后发现：基于Steel02 Material和Concrete02 Material材料本构,利用OpenSees,可以较好地模拟CFRP布加固高强混凝土方柱的抗震性能,并且与试验结果（滞回曲线、骨架曲线、水平承载力和位移延性系数）能够较好地吻合,从而说明该数值分析方法还可以准确地反映出轴压比和剪跨比对高强混凝土柱抗震性能的影响规律。     

异形柱框架节点抗震性能试验研究

通过6个2/3比例的T形柱框架节点的低周反复试验,考察了轴压比、柱翼缘宽度等因素对节点裂缝开展、节点的破坏机理的影响。提出了翼缘宽度对节点抗剪性能的影响与梁柱抗弯刚度比有关,指出了翼缘板对节点抗剪承载力影响的修正系数ξf须考虑梁柱抗弯刚度比的影响,而不能仅按《混凝土异形柱结构技术规程》(征求意见稿)中的bf-bc来反映。     

A new macromodel for the assessment of the seismic response of infilled RC frames

Numerous research studies have proved that numerical models aiming at an accurate evaluation of the seismic response of RC framed buildings cannot ignore the inelastic behaviour of infills and the interaction between infill and frame elements. To limit the high computational burden of refined non-linear finite element models, in the latest decades, many researchers have developed simplified infill models by means of single or multiple strut-elements. These models are low time-consuming and thus adequate for static and dynamic analyses of multi-storey structures. However, their simulation of the seismic response is sometimes unsatisfying, particularly in the presence of infill walls with regular or (particularly) irregular distributions of openings. This paper presents a new 2D plane macro-element, which provides a refined simulation of the non-linear cyclic response of infilled framed structures at the expense of a limited computational cost. The macro-element consists of an articulated quadrilateral panel, a single 1D diagonal link, and eight 2D links and is able to model the shear and flexural behaviour of the infill and the non-linear flexural/sliding interaction between infill and surrounding frame. The proposed macro-element has been implemented into the open source software OpenSees and used to simulate the response of single-storey, single-span RC infilled frame prototypes tested by other authors. The above prototypes are selected as made of different masonry units and characterised by full or open geometric configuration.     

Modeling RC column flexural failure modes under intensive seismic loading

The aim of this work is to model beam‐column behavior in a computationally effective manner, revealing reliably the overall response of reinforced concrete members subjected to intensive seismic loading. In this respect, plasticity and damage are considered in the predominant longitudinal direction, allowing for fiber finite element modeling, while in addition the effect of inelastic buckling of longitudinal rebars, which becomes essential at later stages of intensive cyclic loading, is incorporated. Α smooth plasticity‐damage model is developed for concrete, accounting for unilateral compressive and tensile behavior, nonlinear unloading and crack closure phenomena. This is used to address concrete core crushing and spalling, which triggers the inelastic buckling of longitudinal rebars. For this reason, a uniaxial local stress‐strain constitutive relation for steel rebars is developed, which is based on a combined nonlinear kinematic and isotropic hardening law. The proposed constitutive model is validated on the basis of existing experimental data and the formulation of the buckling model for a single rebar is developed. The cross section of rebar is discretized into fibers, each one following the derived stress‐strain uniaxial law. The buckling curve is determined analytically, while equilibrium is imposed at the deformed configuration. The proposed models for concrete and rebars are embedded into a properly adjusted fiber beam‐column element of reinforced concrete members and the proposed formulation is verified with existing experimental data under intensive cyclic loading.     

基于Pushover分析的CFRP网架失效模式及其控制方法

空间结构正在向着超大跨度发展,结构自重是限制其实现这种跨越能力的重要因素。碳纤维复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,为这一问题的解决提供了有效的途径。以空间结构中最普遍采用的平板网架为研究对象,采用Pushover分析方法,对CFRP平板网架的抗震能力、失效破坏模式及其控制方法进行了研究。首先,研究了CFRP网架竖向多模态Pushover分析方法;其后,以一个100m跨度正放四角锥CFRP网架为例,研究了考虑支座情况下CFRP网架在单向水平、双向水平、竖向及三向等荷载情况作用下的失效准则、失效模式及其控制方法。分析结果表明,CFRP网架支座的建模方法对网架的Pushover分析结果有很大影响。在水平地震荷载及三向地震荷载作用下,控制CFRP网架失效的关键条件是网架支座水平位移不超过其位移限值。     

纤维增强混凝土异形柱框架抗震性能的试验研究

通过薄弱部位应用纤维增强的混凝土异形柱框架和同条件下无纤维异形柱框架的拟静力试验研究,对比了两榀框架的破坏特征、出铰顺序、承载能力和延性、滞回特性、耗能能力及刚度退化等抗震性能指标。研究表明：应用纤维增强的异形柱框架承载能力和整体刚度显著提高,薄弱部位破坏程度减轻,耗能能力有所增强,纤维可以改善异形柱框架薄弱部位的抗震性能,提高异形柱框架结构的整体抗震能力。     

基于OpenSees的钢筋混凝土桥墩拟静力试验数值分析

以4个呈弯曲破坏形态的圆形钢筋混凝土桥墩的拟静力试验结果为依据,基于OpenSees中的Beamwith Hinges Element单元,建立了相应的桥墩滞回分析纤维单元模型。由模拟结果与试验结果对比可知,所建立的纤维单元模型对桥墩的骨架曲线及滞回曲线都有良好的模拟效果,且能体现桥墩在反复加载过程中刚度、强度退化现象,表明了模型的有效性。     

改善钢筋混凝土短柱抗震性能的研究

简要介绍了改善钢筋混凝土短柱抗震性能的若干措施。为进一步提高短柱的抗震性能，本文提出了内藏“斜向劲性核心束”矩形截面混凝土短柱，并进行了7根短柱的抗震性能试验研究，试验表明，内藏“斜向劲性核心束”矩形截面混凝土短柱比普通矩形截面短柱的抗震性能显著提高。     

模型化方法对钢筋混凝土框架地震反应的影响分析

结构非线性动力分析平台OpenSees具备丰富的材料、单元、模型化方法等分析选项和强大的求解功能。在OpenSees平台,对按我国规范设计的八度区二级和九度区一级典型钢筋混凝土框架结构进行了一系列罕遇烈度地震作用下的非线性动力反应分析。通过对分析结果的对比、判断,并结合各种模型化方法对结构地震反应的影响方式进行解释,从顶点侧移、层间侧移角、基底剪力、框架塑性铰分布等方面揭示了不同单元力学模型以及箍筋、板筋对结构整体、局部地震反应的影响规律。     

基于有限元模拟的RC框架结构抗震性能影响因素分析

总结现行的RC框架结构抗震设计、抗震鉴定标准和震害资料,选取了场地条件、规则程度、混凝土强度以及结构层数4个影响框架结构抗震性能的主要因素进行分析;以7度设防的西南地区典型双跨外廊式教学楼为原型,设置8个分析工况,采用基于位移控制的非线性静力（Pushover）分析方法得到各工况在不同烈度罕遇地震下的最大层间位移角（ISDA）,以此为指标对4个框架结构抗震性能影响因素的重要性进行评价分析;最后采用模糊层次分析法,给出了以上影响因素在RC框架结构抗震性能评估中的重要性排序以及初始权重值。