四柱传统摇摆木构架恢复性的试验研究

为了探究宋式传统摇摆木构架的结构受力特征，对1∶2宋式四柱四梁木构架缩尺模型进行了水平低周往复试验，基于滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线的变化特征，采用滞回环屈服刚度、位移恢复系数和层间位移集中系数探究其恢复性。结果表明：各狭长S型带状滞回环具有相似性，其等效刚度退化显著；水平位移超过屈服位移后，滞回环屈服刚度趋于整体屈服刚度；位移恢复系数介于0.6～0.8之间，木构架具有良好的位移恢复能力；木构架的层间位移集中系数在1.08～1.65之间，水平变形集中在柱架层，柱架层是木构架恢复性的来源。研究成果是建立传统木构架理论分析模型的基础，可为现存古建筑木结构的现状评估以及加固修缮提供参考。     

广府木祠堂箍头榫节点力学性能试验研究

以岭南地区具有代表性的广府木祠堂建筑为研究对象,分别进行了1榀菠萝格木构架缩尺模型的竖向加载与1榀木构架缩尺模型的水平低周反复加载试验,研究广府木祠堂箍头榫节点的力学性能.通过木构架的竖向荷载试验,获取箍头榫节点在竖向荷载作用下的破坏形式、受力特点和刚度特性;从木构架的水平低周反复荷载试验中,得到箍头榫节点在水平荷载作用下的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化及能量耗散能力等性能.试验结果表明,木构架在梁跨中竖向荷载作用下为梁底部木纤维突然拉断而破坏;而木构架在水平低周反复荷载作用下为节点梁端外侧被挤压劈裂破坏,箍头榫节点呈现出典型的半刚性,其滞回曲线较为饱满,割线刚度曲线呈下凹型且趋于收敛,等效粘滞阻尼系数较大,试件表现出较好的抗震性能.     

销钉式花岗岩石材幕墙面板平面外承载力试验

传统销钉式花岗岩石材幕墙在外荷载作用下的破坏时有发生。为分析销钉式花岗岩石材幕墙面板在平面外荷载作用下的力学性能,通过单调与低周往复加载对其进行平面外承载力试验,分别得到对应的荷载-位移关系曲线,结合有限元数值模拟验证试验结果的准确性,并对比研究两种加载方式对面板的强度、变形能力和破坏模式的影响。结果表明:花岗岩石材幕墙面板的力学性能和破坏模式受加载方式的影响;面板与销钉之间的滑移对低周往复荷载作用下的承载力影响较大,对单调荷载作用下的承载力影响较小;面板与销钉连接处是薄弱部位,在平面外荷载作用下面板会出现应力集中现象,且呈现脆性破坏的特征。试验研究结果可为销钉式花岗岩石材幕墙的设计提供参考。     

基于OpenSEES的钢管混凝土组合柱抗震性能数值分析

为了研究低周往复荷载作用下钢管混凝土组合柱的抗震性能,采用有限元软件OpenSEES对其进行数值模拟.研究结果表明:OpenSEES可以很好地模拟钢管混凝土组合柱在往复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线,模拟的峰值承载力和试验结果吻合良好,误差小于10％.滞回曲线形状基本一致,能反映组合柱试件在反复加载过程中的刚度及强度的退化现象.     

水平加速度作用下古建筑木构架初始运动状态影响因素的研究

为研究传统木构架在水平加速度作用下的动力响应,将木构架简化为平面构架模型,分析水平加速度作用下的4种初始运动状态,并分析径高比、质量比和摩擦系数对初始运动状态的影响。结果表明,在水平加速度作用下,木构架有4种初始运动状态:静止,滑移,摇摆和滑移摇摆;初始运动状态的影响因素有:水平加速度、径高比、质量比和摩擦系数;随着加速度的增加超过了临界加速度,中国传统木结构将进入摇摆状态;径高比是木构架进入摇摆或滑移摇摆状态的关键参数;质量比的增加能够抑制滑移摇摆状态的出现。     

空间塔架钢管节点试验加载反力架设计与应用

针对苏通大跨越工程中四管组合柱与双斜材连接节点的加载试验,结合工程研究需要,在试验室现有平面加载试验机的基础上,自行设计并制作了可以辅助其进行空间加载的反力架。为了验证反力架在极限试验荷载下的可靠性,采用有限元分析验证了反力架的强度和变形。最后介绍了采用该反力架已经完成的大型空间复杂节点试验。试验结果表明该反力架结构合理,具有良好的工作性能。为实现塔架节点试件的空间加载提供了可能,也为其他大型节点试件的空间加载提供了设计参考。     

铁路桥梁新型柱板式高墩双柱模型的抗震性能

采用往复荷载下的钢筋和混凝土本构,用非线性有限元分析法研究铁路桥梁新型柱板式高墩双柱模型在低周往复荷载作用下的滞回特性、延性及耗能等抗震性能,研究墩柱截面形式、腹板厚度、墩柱配筋率对这些特性的影响.通过对4个缩尺模型的拟静力试验,进一步研究轴压比、腹板厚度和水平加载制度等对柱板式高墩破坏性状的影响.研究结果与数值模拟结果吻合较好,说明本文采用的分析方法结果可靠,新型柱板式高墩具有较好的抗震性能.     

装配式梁柱内套筒组合螺栓连接节点的力学性能试验研究

为深入研究装配式梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能,进行了3个十字形1/2缩尺比例节点试件在低周往复荷载作用下的试验研究,对节点的破坏模式、滞回性能、刚度退化、节点核心区剪切变形、弯矩-转角关系曲线等进行了分析.研究结果表明,在低周往复荷载作用下节点的破坏模式主要表现为对穿螺栓被拉断,外伸端板屈曲,柱壁凹屈,柱壁间连接焊缝断裂;上段柱对穿螺栓往复滑移造成的塑性变形集中在柱壁及外伸端板区域并形成塑性铰,节点具有一定的耗能能力,受对穿螺栓贯穿柱壁连接效应影响,在往复荷载作用下出现"对称凹屈"现象;随内套筒厚度增加,节点核心区剪切变形减小,抗剪刚度增加;节点具有一定的转动刚度,表现出半刚性节点性质.提出的装配式梁柱内套筒组合螺栓连接节点可以实现上柱与下柱、梁与柱全装配式连接.     

钢管混凝土柱-钢梁错层节点地震损伤评估

为研究地震作用下钢管混凝土柱-钢梁错层节点的地震损伤演化规律,进行了8个钢管混凝土柱-钢梁错层节点的低周往复加载试验.基于低周往复加载试验的研究成果,研究了试件循环加载过程中变形和能量的非线性组合关系.从钢管混凝土柱-钢梁错层节点地震损伤破坏机理出发,提出适合于钢管混凝土柱-钢梁错层节点的双参数地震损伤模型.通过低周往复加载试验得到数据,基于双参数地震损伤模型,计算其地震损伤指数,定量地描述钢管混凝土柱-钢梁错层节点在地震作用下的损伤演化规律.对钢管混凝土柱-钢梁错层节点地震损伤评估,分析了轴压比、错开高度和剪压比对错层节点地震损伤的影响.发现轴压比小的试件在损伤过程中会有所提前,累积损伤比轴压比大的试件大,错开高度大的试件的损伤发展与累积大于错开高度小的试件,剪压比大的试件的累积损伤大于剪压比小的试件.     

冷弯薄壁型钢蒙古包结构低周往复荷载试验研究

通过对冷弯薄壁型钢蒙古包空间结构在水平低周往复荷载作用下的试验研究,得到了往复荷载下结构的滞回曲线及各关键部位的受力变形情况。分析了其承载能力、耗能能力、刚度退化、延性、破坏形式等指标,在此基础上,分析冷弯薄壁型钢蒙古包结构的受力特点以及加载平面内与平面外刚架的相互作用。结果表明:该结构具有良好的延性和耗能能力,安全储备较高;半刚性节点传力良好;加载平面内与平面外刚架具有良好的协同作用;完全由热轧钢板和高强螺栓连接的结构,可避免焊接产生的残余变形。该结构为装配式钢结构建筑,大大提高了施工效率,研究结果可为草原地区新型房屋结构和冷弯薄壁型钢房屋结构进一步的工程应用和理论研究提供参考。     

钢筋环扣连接的叠合梁柱节点力学性能研究

提出一种叠合梁柱节点的钢筋环扣连接技术,对4个试件进行低周往复加载试验,研究节点的滞回性能,耗能能力、刚度退化等力学性能。试验结果表明：钢筋环扣连接节点在低周往复荷载作用下的承载力和刚度退化方面优于现浇与弯锚节点。在此基础上,采用ABAQUS对不同弯折高度的钢筋环扣连接节点进行单调加载计算分析,参数分析结果表明：增加钢筋环扣的弯折高度会降低节点的抗弯刚度,但在节点受拉钢筋屈服后,其承载力下降较缓。     

掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土 梁、柱性能研究

为探究掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁、柱性能。本文对两根掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁及一根普通混凝土梁进行三分点静力加载试验,观察试验过程中裂缝的开展以及极限破坏形式。同时对两根掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土柱及一根普通混凝土柱进行低周往复加载,试验过程中观察裂缝开展、屈服状态以及极限破坏状态。试验结果表明,掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁与普通混凝土梁的破坏状态相同,均为弯曲破坏,荷载、跨中位移、延性性能以及耗能能力差别不大。镍铁渣复合矿物掺合料的掺入没有改变柱子的破坏形态,三根试验柱的水平荷载差别不大。说明两根掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁的力学性能可以满足普通混凝土梁的要求,两根掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土柱能够符合普通混凝土柱的抗震性能。     

不等肢配箍矩形截面框架柱双向受剪承载力

通过5根无腹筋和7根有腹筋矩形截面钢筋混凝土框架柱试验,研究低周往复斜向水平荷载作用下不等肢配箍框架柱的双向受剪的机理和计算方法．通过试验分析了无腹筋混凝土框架柱受剪承载力的双向相关性,提出了对混凝土项修正的双向受剪承载力理论．结果表明,无腹筋矩形截面框架柱双向受剪承载力相关关系可以近似用椭圆描述．有腹筋框架柱的受剪承载力中轴压力和两向的箍筋单独作用．根据分析结果,建立了低周往复荷载作用下不等肢配箍矩形截面框架柱的双向受剪承载力计算公式．与试验值比较,双向受剪承载力计算公式用于设计是偏于安全的．     

掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁、柱的性能分析

为探究掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁、柱性能,对两根掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁及一根普通混凝土梁进行三分点静力加载试验,观察试验过程中裂缝的开展以及极限破坏形式. 同时,对两根掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土柱及一根普通混凝土柱进行低周往复加载,试验过程中观察裂缝开展、屈服状态以及极限破坏状态. 试验结果表明,掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁与普通混凝土梁的破坏状态相同,均为弯曲破坏. 镍铁渣复合矿物掺合料的掺入没有改变柱子的破坏形态,试验柱的水平荷载差别不大. 说明两根掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土梁的力学性能可以满足普通混凝土梁的要求,两根掺镍铁渣复合矿物掺合料预制混凝土柱能够符合普通混凝土柱的抗震性能.     

高温后钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究高温后混凝土框架的抗震性能,设计了2个强梁弱柱框架和2个强柱弱梁框架,预先对其中2个框架进行明火升温试验,然后对所有试件进行低周往复加载试验.考察了各榀框架的破坏模式、荷载-位移关系、承载力、变形能力、刚度和耗能能力与高温和梁柱尺寸等因素的关系.试验结果表明:受火后混凝土框架的承载力和耗能能力有所降低,强梁弱柱型框架的承载力下降更为明显,且屈服位移增大,极限位移减小;受火后混凝土框架的塑性铰出现顺序改变为柱底—梁端—柱顶,柱端更容易出现塑性铰.常温下强柱弱梁型(破坏形态为梁端先出现塑性铰)框架在火灾后可能转化为"强梁弱柱"型破坏.     

异形钢骨混凝土柱—钢梁节点受剪承载力试验

为研究异形钢骨混凝土柱—钢梁框架节点的地震破坏机理和受剪承载力,进行了4个T形配钢柱—钢梁节点和4个L形配钢柱—钢梁节点的低周往复荷载试验,研究了轴压比、混凝土强度等级和核心区配箍率对节点受剪承载力的影响。观察其受力过程和失效模式,分析了节点核心区混凝土、箍筋、钢骨腹板及钢骨翼缘框在低周往复荷载作用下的应变变化规律及受力机理,分析了节点的各组成部分的抗剪性能。通过对试验数据的分析,得到节点在水平荷载作用下受剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合良好。     

反复荷载作用下双向受剪框架柱的刚度退化

双向受剪框架柱在反复荷载作用下的刚度退化是结构抗震分析中的重要内容．该文通过对不等肢配箍框架柱在低周施加反复荷载作用试验，提出了在加载初期刚度退化不明显，斜裂缝出现以后，刚度退化程度加大的特征．并指出反复荷载作用下框架柱的剪切破坏属于脆性破坏．结果表明，双向受剪柱的刚度退化与单向受剪柱比较无明显差别．     

装配式轻钢承重保温一体化墙板受剪性能研究

提出了一种装配式轻钢承重保温一体化墙板，并设计了3种不同构造形式的墙板，通过水平单调加载和低周往复加载试验，对其受剪性能进行了研究。构造合理的新型轻钢承重保温一体化墙板具有较高的抗剪承载力，在竖向和水平荷载作用下表现出良好的延性。经分析使用新型墙板作为低层房屋的承重墙体，可以满足高烈度区抗震要求的水平承载力。     

木构架的弹塑性有限元分析

采用通用有限元分析软件ANSYS10.0对一种木构架及其7种加固方案进行了静力弹塑性分析,将木梁的有限元计算结果与其材料力学的计算结果进行对比,验证了建模的正确性.分析了木梁的应力、应变的变化规律.对木构架通过加固方式之后的屈服荷载、极限荷载进行分析比较,结果表明,对木构架施加隅撑可以显著提高其抗侧承载力.文中同时提出了对木构架进行加固的方案.     

嵌筋与外贴钢板加固木框架填充墙抗震性能试验研究

为了研究木框架内砖砌体填充墙的抗震加固方法,共完成了3个缩尺试件的低周往复荷载试验.基于试验研究,得到了试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性和耗能能力等抗震性能指标.试验结果表明:未加固试件的破坏主要由填充墙的剪切裂缝控制且伴有平面外倾斜,木框架未见损伤;对砖砌体填充墙采用嵌入水平钢筋与端部外贴钢板进行加固可以有效地提高试件的承载力与延性,且一定程度的裂缝损伤对加固后试件的名义屈服荷载、峰值荷载影响不大,但对延性与能量耗散能力影响明显.