新型斜柱转换结构的抗震性能分析

为了研究新型斜柱转换结构的抗震性能影响,对五榀不同肢厚比的新型斜柱转换结构进行竖向荷载和水平低周期反复荷载共同作用下的受力性能分析,分析试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、位移延性及刚度退化。研究结果表明:当肢厚比控制在8.5~9.5之间,能取得良好的耗能性能,下部框架梁主要受拉,建议设计时加强配筋并通长布置。     

斜柱式与梁式转换层结构的抗震试验分析

为了研究框支短肢剪力墙斜柱式与梁式转换层结构的抗震性能,分别对一榀框支短肢剪力墙斜柱式转换框架及一榀相同尺寸的梁式转换框架进行了竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的拟静力试验.试验结果表明:斜柱式转换结构传力直接,可有效减小转换梁尺寸,且更易实现"强柱弱梁,强剪弱弯,更强节点"的抗震设计原则.斜柱式转换结构转换层侧向刚度较大,不易使转换层形成结构薄弱层;斜柱式转换结构,只要设计合理,可以获得较好的抗震性能.     

带新型斜柱转换的框支剪力墙结构力学性能分析

本文总结了新型斜柱转换结构的设计要点,并对一实际工程(建筑高度95.7 m)分别采用新型斜柱转换和实腹大梁转换进行整体性能的对比分析。结果表明:带型钢的新型斜柱转换能提供更强的整体刚度,明显改善转换层与其相邻上层结构的侧向刚度比,减小转换梁的截面尺寸,增大楼层的净高,为新型斜柱转换结构在工程中的应用和推广提供一定的理论依据。     

框支短肢剪力墙转换结构变角斜柱抗震试验研究

通过对斜柱角度分别为69°、74°的框支短肢剪力墙斜柱式转换试件进行竖向荷载和水平荷载共同作用下的拟静力试验。对比分析斜柱式框支短肢剪力墙结构不同斜柱角度试件的实验结果,得出斜柱角度的变化对整个结构受力性能的影响。为实际工程中这种转换结构提出合理的设计建议和构造要求。     

钢套法加固方钢管混凝土柱抗震性能试验研究

针对方钢管混凝土柱加固后的抗震性能进行了6根柱的低周反复荷载破坏试验,研究了外套钢套法和外包钢套法两种加固方法以及钢套壁厚、施焊和加固高度对加固效果的影响,分析了相应的加固机理。通过对试件的滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、承载力及刚度退化系数等参数的分析可知:钢套法合理加固保证了混凝土柱"强剪弱弯"抗震延性设计目标,其破坏形态均表现为压弯破坏;外套钢套法加固提高柱的承载力作用有限,但极大提高了混凝土柱的延性性能,使其抗震性能明显提高;外包钢套法加固显著提高了混凝土柱的承载力、刚度,使其延性性能有所改善,抗震性能显著提高。     

竖向荷载作用下变角斜柱的局部转换节点

通过2个不同角度的斜柱局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验以及有限元分析,获得了斜柱角度变化对该节点受力性能影响的基本规律.研究结果表明,斜柱角度的不同会导致转换梁和短肢剪力墙的应力分布有明显不同,斜柱角度越大,转换梁所受的拉力就越大,转换梁开裂就越早,结构承载力越低.相反,斜柱角度越小,短肢剪力墙内的应力分布要均匀些,转换梁开裂较晚,可以有效地抑制转换梁刚度的退化,结构承载力也越高.而且,从受力性能上来说,整个节点具有类似桁架模型的受力特征.     

竖向荷载作用下变角斜柱局部转换节点的试验研究

通过2个不同角度的斜柱局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验以及有限元分析,获得了斜柱角度变化对该节点受力性能影响的基本规律。研究结果表明,斜柱角度的不同会导致转换梁和短肢剪力墙的应力分布有着明显的不同,斜柱角度越大,转换梁所受的拉力就越大,转换梁开裂就越早,结构承载力越低。相反,斜柱角度越小,短肢剪力墙内的应力分布就要均匀些,转换梁开裂较晚,可以有效地抑制转换梁刚度的退化,结构承载力也越高。而且,从受力性能上来说,整个节点具有类似桁架模型的受力特征。     

型钢混凝土L形柱空间角节点抗震性能试验及影响因素分析

通过9个型钢混凝土L形柱空间角节点模型试件的低周反复加载试验,以揭示该类节点的抗震性能指标.观察了其破坏过程及形态、得到荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及特征点参数等抗震性能指标,并对柱截面配钢形式、轴压比、加载角度以及连接梁的结构形式4个变化参数对抗震性能的影响规律进行了深入分析.结果表明:型钢混凝土L形柱空间角节点发生了伴随扭转的节点核心区破坏;滞回曲线饱满、位移延性系数较大、耗能能力强;强度、刚度衰减退化过程缓慢,表现出较好的抗震性能.     

碳纤维布加固钢筋混凝土柱的抗震性能试验研究

对3根不同足尺碳纤维片材的加固混凝土柱在水平低周反复荷载作用下进行了试验研究。对比分析了试验柱的抗剪承载力、柱顶位移、延性、滞回曲线、骨架曲线等抗震性能。结果表明:采用碳纤维环绕包裹粘贴加固柱对混凝土柱的抗剪承载力提高较明显,柱的初始刚度增加,柱的变形能力和延性明显提高,钢筋混凝土柱消耗地震能量的能力增强,使柱的抗震性能得到显著改善;二层包裹与一层包裹碳纤维片材对比分析表明,这2种方法对结构影响区别不大,原因在于柱包裹碳纤维提高结构抗震性能主要是套箍作用增加了混凝土柱的约束,且增加层数对增加约束的效应有限。     

圆钢管高强再生混凝土柱抗震性能试验

设计并制作4根钢管高强再生混凝土圆柱,考虑再生粗骨料取代率单参数,对其进行拟静力试验,观察它们在试验过程中的受力和破坏形式;研究不同再生粗骨料取代率对试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力和延性、耗能性能、刚度退化等抗震性能的影响.结果表明:圆钢管高强再生混凝土柱的受力和变形与普通圆钢管高强混凝土柱的基本相同,滞回曲线普遍饱满,没有出现捏拢现象;再生骨料取代率对试件初始刚度略有降低,对试件的耗能、承载力以及后期的刚度退化影响不大;对比普通圆钢管高强混凝土柱,圆钢管高强再生混凝土柱的延性系数较大,具备良好的抗震性能.     

框支-短肢剪力墙结构中斜柱转换结构的抗震试验研究

通过对两个单榀框支—短肢剪力墙斜柱转换结构在竖向荷载及水平荷载共同作用下的静力试验,分析了构件内应力的分布状态、试件的破坏形态、荷载传递以及转换梁的受力性能和构件的抗震性能。试验结果表明框支—短肢剪力墙斜柱转换结构具有较好的抗震性能。同时提出了在工程实践中该结构设计应注意的问题。     

钢管约束超高性能混凝土柱的抗震性能

使用Abaqus通用软件对钢管约束超高性能混凝土柱的抗震性能进行数值仿真分析,探讨该类新型组合柱的破坏模式、滞回曲线、位移延性、刚度退化以及能量消耗等,研究轴压比、长细比、混凝土强度、钢管强度、径厚比等参数对钢管约束超高性能混凝土柱抗震性能的影响,提出合理参数范围.结果表明:钢管约束超高性能混凝土柱具有良好的耗能能力及抗震性能;轴压比和长细比对其抗震性能影响较大,轴压比宜为0.1～0.3,长细比宜为5～11;而混凝土强度、钢管强度和径厚比对其抗震性能影响较小.     

预制装配式钢骨混凝土组合柱抗震性能

为研究预制装配式钢骨混凝土组合柱的抗震性能,采用有限元软件ABAQUS对新型预制装配式钢骨混凝土组合柱建立9个有限元模型,分析连接模块位置高度、加劲板厚度及盖板厚度对其抗震性能的影响规律.研究结果表明:模型最终失效时,位移延性系数均值为3.01,表现良好的变形能力;提升连接模块位置高度,模型的水平承载力、刚度与同级加载位移角下的耗能能力增大,但延性降低;增大加劲板板厚,模型的水平承载力与刚度提高,延性系数减小;增大盖板板厚可提高模型的整体抗震性能.研究结论可为改进预制装配式钢骨混凝土柱连接区的连接形式提供参考.     

斜拉筋加固砌体结构伪静力试验研究

对普通砖砌体应用斜拉筋加固技术,在低周反复荷载作用下就加固砖砌体的抗震性能进行试验研究,分析结构的滞回特性、骨架曲线、延性系数、耗能能力以及刚度退化等指标的变化规律.结果表明,随着斜拉筋配筋量的增大,试件的开裂荷载和极限荷载均得到提高,结构耗能能力和延性系数增加,墙体破坏形态由脆性到延性转变.斜拉筋加固作为砌体结构加固的一种新技术被提出.     

对斜支撑结构于抗震设计中作用的探讨

单个结构单元的非线性分析说明,在异型柱框架中添加了人字形支撑后,结构的抗扭刚度和抗扭承载力有显著提高,延性也有所提高。通过对异型柱框架结构和矩形柱结构进行地震作用下的对比分析,说明异型柱框架的抗扭性能要远低于等惯性矩的矩形框架结构,添加斜支撑对提高异型柱框架抗震性能有显著作用。本文采用有限元程序Ansys和SAP,对异型柱框架结构和异型柱加斜支撑结构进行了空间受力分析,并建议在刚心与质心不一致的异型柱框架结构中,适当使用斜支撑结构以便提高结构抗扭性能。     

预应力增强的芯管连接组合柱抗震性能试验

针对预制钢管-混凝土组合柱的连接可靠性问题,提出了预应力增强的芯管连接方案,其采用锚入柱预埋钢管内部的Q420高强芯管连接,并通过结构通高设置的后张无黏结预应力筋进行压接增强. 为探讨该新型连接组合结构柱的抗震性能,对1个现浇对比试件和3个采用不同规格芯管连接的装配式试件进行低周反复水平荷载试验,通过对比各试件的破坏形态、滞回曲线与骨架曲线、承载力、刚度、位移延性等,综合评价其抗震性能. 基于试验结果,开展了芯管直径及壁厚、芯管长度、连接盖板厚度、预应力筋张拉控制应力等有限元参数分析. 试验及参数分析结果表明,装配式试件总体上可实现“等同现浇”的抗震性能,但应考虑刚度提高导致结构地震力效应增大的不利影响;随着芯管截面规格的增大,其承载力、刚度及延性性能逐渐提高,采用D152 mm×16 mm芯管的装配式试件为推荐方案;芯管连接件截面积相当时,建议选用惯性矩更大的截面,黏结长度可按3倍直径设计,连接盖板厚度可按构造确定;对于本次设计试件,预应力筋张拉控制应力建议在0.3~0.6倍预应力筋屈服强度标准值范围内确定.     

PEC柱型钢梁端板连接框架抗震性能研究

为了研究焊接H型钢部分包裹混凝土柱-型钢梁端板连接框架骨架曲线、延性、耗能能力等抗震性能,设计3榀框架试件在低周往复荷载作用下进行试验。试件参数是端板厚度和柱翼缘厚度。通过试验,研究讨论了改变端板厚度和柱翼缘厚度对框架抗震性能的影响:分析了试件的骨架曲线、延性、耗能能力抗震性能指标。试验结果表明:柱翼缘厚度从12 mm增加到16 mm,框架节点初始刚度增加39.95%,端板厚度从12 mm增加到20 mm,初始刚度增幅11.76%;增加端板厚和柱翼缘厚可提高框架初始刚度;3榀框架试件的延性系数在4.41~5.38之间,说明PEC柱与型钢梁端板连接框架具有良好的抗震性能;增加端板厚度和柱翼缘厚度可以增加框架结构塑性性能。     

高性能CFRP筋混凝土柱的抗震性能

对4根CFRP筋混凝土柱进行低周反复拟静力试验,研究CFRP筋混凝土柱及其经模拟地震损伤修复后的抗震性能,分析试件的柱顶水平荷载与相应位移的滞回曲线、变形性能、耗能性能和刚度退化等特征,给出综合性能评价指标和恢复力模型及其计算方法。研究结果表明:试件具有较强的变形能力和承载能力,轴压比和体积配箍率是影响CFRP筋混凝土柱抗震性能的重要因素;传统的延性系数不能全面反映CFRP筋混凝土柱的抗震性能,综合性能指标能较好地反映轴压比和体积配箍率对CFRP筋混凝土柱抗震性能的影响。     

变截面斜缀管式钢管混凝土格构柱抗震性能研究

应用OpenSEES有限元通用软件,对四肢变截面斜缀管式钢管混凝土格构柱抗震性能开展数值仿真研究,探讨格构柱的滞回曲线、位移延性、刚度退化、能量消耗等方面的受力性能和规律,与等截面斜缀管式钢管混凝土格构柱进行对比分析.研究了柱肢坡度、轴压比、长细比、支主管面积比、缀管布置形式、柱肢钢材强度、混凝土强度等参数对变截面斜缀管式钢管混凝土格构柱抗震性能的影响,提出合理的参数适用范围,为钢管混凝土格构柱的工程应用以及钢管混凝土计算理论的完善提供理论基础.     

钢梁与PEC柱组合结构的抗震性能分析

对钢梁与PEC柱半刚性连接组合结构进行抗震性试验研究,共设计了4榀不同连接类型的整体框架试件。通过施加低周水平反复荷载,研究钢梁与PEC柱组合结构的协同工作性能,分析端板厚度、角钢设置、螺栓间距等因素对整体框架抗震性能的影响。试验结果表明:组合结构屈服机制符合"强柱弱梁"的抗震设计要求,梁顶翼缘变形严重并形成塑性铰,柱根部鼓曲进入塑性。增加端板厚度和减小螺栓间距可以增大转动延性、提高承载极限、改善初始刚度;各框架延性性能良好,其位移延性系数均大于2.6,且端板连接的框架延性高于角钢连接的框架;等效粘滞阻尼系数he的数值在0.84～1.14之间,各框架抗震性能良好。