反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱力学性能研究

采用有限元软件ABAQUS,以锈蚀率（0%、5%、10%、15%和20%）为变量,对5根钢筋混凝土柱的力学性能进行了数值模拟,研究各试件的滞回性能、骨架曲线、延性及耗能能力,分析钢筋锈蚀率对承载力、延性、耗能和塑性铰转动能力的影响。研究结果表明:模拟分析得到的锈蚀钢筋混凝土柱的强度和变形与试验结果吻合较好,建立的有限元模型可用于锈蚀钢筋混凝土柱的力学性能分析;混凝土开裂前,锈蚀构件的力学性能基本与未锈蚀构件相同,混凝土开裂后,构件的承载力、屈服荷载、极限位移、延性等均随钢筋锈蚀率的增大而降低;轻度锈蚀构件的滞回性能和破坏形式与未锈蚀构件类似,随着钢筋锈蚀率逐渐增大,滞回环的饱满程度降低,“捏拢”现象严重,滞回曲线由“弓形”逐渐发展成“反S形”,耗能能力降低,破坏形式趋于脆性破坏,位移延性系数、平均耗能系数等指标逐渐下降。     

基于纤维模型的CFT框架柱滞回性能模拟及模型灵敏度分析

研究了基于纤维模型的CFT框架柱滞回性能模拟的建模方法,建立了基于不同材料本构模型的CFT框架柱数值模型,并探讨了材料本构关系、纤维截面网格划分、积分点数量等因素对模拟精度的影响。以试验为依据,运用Opensees软件,通过计算结果与试验结果的对比,分析了影响滞回模型计算精度的主要因素。结果表明,受约束混凝土本构关系的下降段,钢材本构关系的强化段,是影响滞回模型准确性的主要因素,而网格划分和积分点数量的影响则主要体现在程序运行速率方面。研究将为基于纤维模型法的CFT框架柱滞回性能模拟分析提供理论依据。     

往复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱黏结滑移模型及数值模拟研究

为实现地震作用下锈蚀钢筋混凝土柱精细化数值模拟分析,基于已有研究成果建立往复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土间的黏结滑移本构模型:结合课题组前期试验结果,采用ABAQUS有限元分析软件对建立的黏结滑移本构模型进行有效性验证,通过对数值计算结果与试验结果之间误差分析,进一步对黏结滑移模型中的摩擦黏结应力系数和退化系数进行修正,...     

底部矩形柱上部异形柱框架抗震性能试验研究

通过对底部为矩形柱上部为异形柱框架结构的抗震性能试验研究。分析了该种结构的承载力,刚度及其衰减过程,延性,滞回特性和破坏特征,试验表明,这种框架抗震性能良好。     

考虑锈蚀的钢框架柱地震损伤模型研究

为准确评估锈蚀钢框架在地震作用下的损伤,对已有的地震损伤模型进行改进,并对框架柱的地震损伤特性进行分析。建立基于变形和能量组合的双参数损伤模型,对损伤模型中相应的参数给出具体定义和表达式,定义不同破坏等级的损伤指数范围。对3个具有不同锈蚀率的空间钢框架结构进行弹塑性时程分析,并对损伤模型的准确性进行验证。研究结果表明,该模型能够较好地描述锈蚀钢框架柱的地震损伤程度。研究结果可为该类结构构件的地震损伤评估以及基于损伤的抗震设计方法的建立提供理论依据。     

薄壁波纹钢管混凝土柱滞回性能试验研究

近年来,薄壁钢管混凝土柱由于其良好的力学性能和施工性能在各类建筑结构和桥梁上得到了广泛应用,但震害表明,普通薄壁钢管混凝土柱抗局部屈曲能力和屈曲后抗震性能较差。提出了一种薄壁波纹钢管混凝土柱,为了初步探索其抗震性能,以轴压比和截面形式为主要参数,进行了2根薄壁波纹钢管混凝土柱和2根普通薄壁钢管混凝土柱低周反复加载试验研究。主要结论如下:在轴压比相同的情况下,薄壁波纹钢管混凝土柱的滞回曲线明显要比其它两种截面形式的饱满;在相同位移时,薄壁波纹钢管混凝土柱的耗能能力明显好于方形和圆形的。三种截面形式的延性较接近且延性系数均超过3,且强度退化和刚度退化趋势和程度基本一致。综合分析,薄壁波纹钢管混凝土柱抗震性能较之圆、方形薄壁钢管混凝土柱的相当或稍好。研究结果可供城市高架桥的分析与设计参考。     

模卡式节能墙体钢框架体系滞回性能研究

设计制作了内填充榫卯砌块墙体的钢框架,对体系施加低周水平往复荷载。在往复荷载的作用下,在榫卯节点连接处产生了应力集中,榫头的上部边缘发生剪切破坏,使得插孔处混凝土被压碎,最终导致墙体与连接件发生脱离而体系破坏。开裂后,滞回曲线由梭形向弓形、反S形变化,开裂荷载约为极限荷载的48%,大于同类钢框架填充墙体的比值。说明榫卯结构改善了墙体的变形能力,在墙体达到极限荷载后,可保持裂而不倒。体系的能量耗散系数、等效粘滞阻尼比和延性优于普通填充墙体,说明榫卯结构提高了墙体的耗能能力进而提高了抗震能力。     

部分锈蚀钢筋混凝土结构动力特性的数值分析

钢筋的锈蚀将使其有效截面面积减小,并导致钢筋与混凝土间的粘结性能退化,进而对结构的动力特性产生一定影响.采用有限元分析方法,对钢筋发生锈蚀后的钢筋混凝土框架结构的动力性能进行了数值模拟,探讨了钢筋混凝土框架结构在不同位置发生钢筋锈蚀损伤时结构固有频率的变化情况.结果表明:结构的固有频率不仅与钢筋锈蚀程度有关,还与锈损位置密切相关.     

钢骨混凝土框架滞回分析研究

根据非线性有限元原理，编制了基于恢复力模型的钢骨混凝土框架滞回全过程分析程序。程序设计中考虑了材料非线性、几何非线性、预应力作用、轴力二次矩等因素的影响，并考虑了钢骨的特点。通过与已有钢骨混凝土框架试验结果的对比，验证了该程序的合理性。在此基础上，应用该程序对八榀钢骨混凝土框架进行了滞回分析，分析表明钢骨混凝土框架具有良好的抗震性能。     

基于人工神经网络的钢筋混凝土异型节点滞回模型

讨论了应用神经网络技术模拟钢筋混凝土材料滞回行为的若干问题，建立了钢筋混凝土异型节点滞回特性的BP神经网络预测模型，并获得了满意的结果。分析表明，神经网络计算是钢筋混凝土构件抗震性能研究中的一种很有潜力的新方法。     

劲性钢筋混凝土框架柱累积损伤分析

本文提出了一种劲性钢筋混凝土构件地震累积损伤的分析模型，并利用该模型对若干弯曲型破坏的ＳＲＣ框架柱进行了损伤分析。     

钢筋混凝土异型柱框架抗震设计若干问题的研究

钢筋混凝土异型柱框架是新型住宅结构，本文以粉煤灰砌块填充墙异型柱框架试验研究［１］，［２］，［３］及异型柱试验研究［４］，［５］，［６］为基础，分析了结构动力计算模型问题，控制薄弱层问题和异型柱工作性能问题，提出了若干供抗震设计参考的建议。     

型钢高强混凝土柱抗震性能的试验研究

通过14根型钢高强混凝土柱的低周反复加载试验，得到了型钢高强混凝土柱在压、弯、剪共同作用下的主要破坏形态，并探讨了剪跨比、配箍率、混凝土强度对型钢高强混凝土柱滞回曲线、耗能能力以及延性的影响。试验结果表明，型钢高强混凝土柱具有抵御二次地震作用的能力，其抗震性能优于钢筋混凝土柱。     

内置钢板钢筋混凝土组合剪力墙数值模拟

内置钢板钢筋混凝土组合剪力墙具有良好的抗震性能,目前已在超高层建筑中得到越来越多的应用。采用OpenSees程序对普通钢筋混凝土剪力墙和钢板组合剪力墙试验构件进行模拟分析,验证了建模与分析方法的合理性与准确性,分析结果表明,该方法能够较好地模拟组合剪力墙的弹塑性行为。分析了轴压比和配钢率这两个关键参数对内置钢板组合剪力墙抗震性能的影响。计算结果表明,与普通钢筋混凝土剪力墙相比,内置钢板可以明显提高构件的承载力、延性和滞回耗能;轴压比和配钢率对组合剪力墙的抗震性能有较大影响。     

钢管高强混凝土压弯构件滞回性能的研究

本文根据适用于三向周期受力的钢材本构关系模型,和适用于三向周期受力改进的混凝土本构关系的边界面模型,采用有限元法对钢管高强混凝土压弯构件的荷载－位移滞回曲线进行了理论分析,并进行了6个核心混凝土的强度为77N/mm2的钢管高强混凝土压弯构件滞回性能的试验研究。将理论分析和本试验研究及其他试验研究结果进行了对比,分析了荷载－位移滞回曲线的特点。     

低周反复荷载作用下复合耗能支撑钢筋混凝土框架结构的抗震性能试验研究

本文介绍了三榀钢支撑钢筋混凝土框架结构（包括两榀复合耗能支撑框架、一榀普通支撑框架）在低周反复荷载作用下的试验结果。对复合耗能支撑框架结构在低周反复荷载作用下的工作性能（包括受力性能、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力等）进行了探讨,揭示了复合耗能支撑框架结构良好的抗震性能。     

钢筋混凝土框架柱侧向变形能力的研究

本文介绍了8根钢筋混凝土柱的往复荷载试验、并且与理论计算结果进行了对比，另外，通过对收集到的103根钢筋混凝土框架柱试验的数据分析。，峄影响柱位移角的因素进行了讨论，最后提出了钢筋混凝土柱位移角以及为满足变形能力要求所需箍筋量的估算方法。     

两类铅阻尼器的滞回性能研究

在研制一套具有竖向耗能能力的抗倾覆装置过程中,针对该装置对阻尼器的要求,设计了两种铅阻尼器,铅剪切阻尼器和钢铅组合耗能器。根据实验得出的两种铅阻尼器的滞回曲线的基础上,简化滞回规则,并通过算例分析,给出控制效果分析。分析表明,两种阻尼器对结构的竖向震动起到了一定的控制效果,适合工程应用。     

钢筋混凝土大开间异型柱框架抗震设计若干问题的研究

钢筋混凝土大开间异型柱框架是新型住宅结构.本文以大开间异型柱框架试验研究及异型柱试验研究为基础,分析了结构动力计算模型问题、控制薄弱层问题和异型柱工作性能问题,提出了若干供抗震设计参考的建议.     

带暗柱Z形短柱抗震性能试验研究

提出了带暗的Z形短柱。通过3根Z形短柱抗震性能的试验研究,分析比较了Z形柱在两个工程轴受力方向的承载力、刚度、延性、滞回曲线和破坏特征,分析了暗柱对提高Z形短柱抗震能力的作用。试验表明加设暗柱后可明显提高Z形截面短柱的抗震性能。