BFRP加固震损混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过4组三维混凝土框架节点进行模拟地震的预损伤试验、构件加固和加固后的低周反复试验,研究不同受损程度下玄武岩纤维加固后节点的抗震性能.通过对试验现象与相关结果包括极限承载力、极限位移、延性系数、钢筋应变、玄武岩纤维应变、耗散能力等方面进行分析表明,楼板对框架梁抗弯承载力的贡献是不容忽视的.经过玄武岩纤维加固后节点的极限承载力和抗震性能达到并超过未加固时的水平,玄武岩纤维可以提高节点核心区的承载力和黏结滑移性能,在较大荷载下,有效约束混凝土柱的横向膨胀和变形,加固后节点的最终破坏形式由柱端的压弯和节点的剪切破坏转变为梁、板的弯曲破坏,即由"弱柱强梁"转变成了"强柱弱梁"的破坏形式.研究结果表明,玄武岩纤维加固地震灾害后的钢筋混凝土框架节点是合理、有效的.     

玄武岩纤维加固震损混凝土框架节点的抗震性能

基于三维钢筋混凝土框架节点试验(包括施加低周反复荷载预震损、灌缝修复处理、运用玄武岩纤维加固和施加低周反复荷载至节点破坏试验),研究玄武岩纤维对震损钢筋混凝土框架节点的加固效果。根据试验现象和试验数据,对不同三维框架节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、极限承载力、延性系数以及节点表面的玄武岩纤维的应变等参数进行对比分析。研究结果表明:运用玄武岩纤维加固的三维钢筋混凝土框架节点均实现了"强柱弱梁"的设计目标,破坏形态均为梁弯曲破坏形式,加固后节点的滞回曲线饱满,极限承载力和位移延性系数均有所提高,节点的抗震性能得到很大提高。     

型纤维加固钢筋混凝土框架节点的抗震性能

试验研究了L型外贴纤维片材(FRP)加固震损钢筋混凝土框架节点的抗震性能,结果表明碳纤维(CFRP)和玄武岩纤维(BFRP)可以提高节点的承载力.采用常规的受弯加固计算公式,得到的纤维应变值和试件的承载力远大于试验值.借鉴基于端部剥离的侧面粘贴纤维加固材料抗剪加固的算法,计算结果与试验数据相符,表明该算法可以用于分析L型外贴纤维加固钢筋混凝土内框架节点的力学性能.     

纤维加固震损钢筋混凝土-砖组合开洞墙体的抗震性能

通过3片1/2缩尺比例的钢筋混凝土-砖组合开洞墙体试验,研究了严重震损低强度组合墙体采用玄武岩纤维加固后的抗震性能;通过模拟地震的预损伤试验,以及不加固、纤维直接加固和预损伤后修复加固试件的低周往复荷载试验,对比分析了不同试件的试验现象、开裂荷载、极限承载力和位移、滞回曲线及耗能能力、承载力及刚度退化、变形恢复能力和玄武岩纤维应变等.结果表明:加固后组合墙体表现出剪-弯破坏的失效模式,优于以剪切破坏为主的未加固试件;纤维加固对组合墙体初始开裂荷载无提高作用,但对其抗震性能的提高程度明显,震损试件加固后的抗震性能得到恢复并且超过未加固试件.     

玄武岩纤维增强材料加固砌体砖墙的抗震性能

通过对采用混合加固方式的砌体砖墙进行加固前后的低周反复试验,研究了玄武岩纤维增强材料(BFRP)加固对砌体砖墙的加固效果,探讨了不同玄武岩纤维用量、加固前是否损伤对砌体砖墙抗震性能的影响,对比分析了不同砌体砖墙加固后的极限承载力、极限位移、滞回及骨架曲线、刚度退化、BFRP应变.结果表明:BFRP加固提高了砌体砖墙的极限承载力和抗震性能;加固后砌体砖墙的破坏形式以弯曲破坏为主,砌体的抗压强度成为砖墙抗剪承载力的主要控制因素;加固后砌体砖墙的承载力和刚度退化明显减慢.     

外包角钢加固震损型钢混凝土节点试验研究

为研究外包角钢加固震损型钢混凝土柱—钢筋混凝土梁组成的框架节点抗震性能,按1∶2缩尺比例设计并制作了5个型钢混凝土柱—钢筋混凝土梁组成的框架节点模型。其中1个为对比节点,1个为外包角钢加固节点,另外3个为模拟不同地震损伤后采用外包角钢加固节点,对所有节点模型进行低周往复加载破坏性试验。通过试验和测试参数分析可知:外包角钢加固型钢混凝土柱—钢筋混凝土梁组成的框架节点,保证了"强柱弱梁"抗震设计目标,破坏形态均为梁端弯曲破坏;采用外包角钢加固后的试件模型极限承载力、初始刚度和延性系数最大值分别提高了53.7%、47.1%和25.5%。在一定的损伤程度下,外包角钢加固震损型钢混凝土柱—钢筋混凝土梁组成的框架节点是一种有效的抗震加固方法。     

不同种类FRP加固混凝土梁加固效果试验研究

选取6根不同种类的纤维布(FRP)加固的钢筋混凝土试验梁进行研究,分析对比了用玄武岩纤维布(BFRP)、碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)加固的钢筋混凝土梁的不同加固效果,讨论了初始预损伤及不同U形箍筋的布置方式对纤维布加固效果的影响;通过试验梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、跨中挠度及纤维布应变等参数,对粘贴纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能及破坏特征进行了分析.对比研究结果表明碳纤维布加固梁的承载力和延性提高最大,玄武岩纤维布用于加固的性价比最优,初始预损伤对加固效果影响不大,而沿全梁横向布置U形锚固形式并不能有效发挥纤维布的抗拉性能.     

损伤方钢管混凝土加固框架低周反复荷载试验研究

对一榀损伤的三层两跨的方钢管混凝土框架模型在腹板和翼缘加焊钢板以加固节点,并在框架钢梁两端各削掉20 mm的圆弧,俗称"狗骨式削弱",用以达到强节点、强锚固、强柱弱梁的效果.研究了该加固后框架在低周反复水平荷载作用下的荷载一位移曲线、梁柱相对转角、节点延性、节点破坏机制和破坏特点等抗震性能.研究结果表明,用这种方法加固后方钢管混凝土框架承载力有所提高,抗震性能良好.     

钢绞线网片-聚合物砂浆加固空间框架节点试验

提出了采用新技术高强钢绞线网片聚合物砂浆加固技术提高钢筋混凝土空间框架节点抗震性能的方法,并通过3个带有直交梁和楼板的空间框架节点试件的低周反复加载试验对该加固方法进行了检验.试验结果表明:加固能够有效地提高节点的极限受剪承载力22%左右,改变节点的破坏模式为梁端延性破坏,提高节点的延性系数到4以上,改善节点的承载力退化和刚度退化,提高节点的能量耗散能力,从而显著改善了梁柱节点的抗震性能.根据试验研究结果提出了该技术加固梁柱节点的设计和施工时的建议.     

损伤方钢管混凝土框架加固后的抗震性能

为了保证加固框架在抗震区应用的安全性，采用加强节点，梁端削弱的方法对震后钢管混凝土框架进行加固，为考察加固后的框架是否满足延性框架的要求，通过拟静力试验，对比分析了损伤加固框架和原框架的抗震性能．研究表明，损伤加固后的方钢管混凝土框架不仅承载能力有了大幅度的提高，并且延性系数好。满足延性框架的要求，耗能能力接近原框架，说明加固效果显著．     

外包钢加固SRC框架结构地震损伤演化分析

基于外包钢加固震损型钢混凝土框架结构在低周往复荷载作用下的破坏性试验,采用材料性能折减的方法考虑震损影响,对外包钢加固损伤的型钢混凝土框架结构进行有限元建模分析,利用改进的双参数地震损伤模型计算其主要构件和整体结构的损伤指数,并利用多项式函数对其构件及整体结构的损伤演化曲线进行拟合,探讨外包钢加固震损型钢混凝土框架结构在低周往复荷载作用下的损伤演化规律。结果表明,通过折减材料性能来模拟预震损的方法是合理的;改进的地震损伤模型能定量计算结构在各个循环阶段的损伤指数;外包钢加固型钢混凝土框架结构的方法能有效降低型钢混凝土框架结构地震损伤程度,与未加固的震损型钢混凝土框架结构相比,外包钢加固震损型钢混凝土框架结构的抗震性能明显增强。     

预蠕变损伤对高温疲劳宏观裂纹扩展的影响

针对ＳＵＳ３０４不锈钢光滑试棒预先导入１０７３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ条件下的预蠕变疲劳损伤，然后开小切口进行时间依存性 ９２３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ，１０７３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ及循环数依存性９２３ Ｋ·ｐｐ－ｔｙｐｅ的宏观裂纹扩展试验，考察了试棒内部因预蠕变疲劳而产生的大量的粒界微小裂纹对高温疲劳宏观裂纹扩展的影响．结果如下： １．预损伤加速了９２３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的蠕变裂纹扩展，对于同一蠕变Ｊ积分范围△Ｊｃ，损伤值越大，裂纹扩展速度ｄｌ／ｄＮ也越大．这种加速起因于主裂纹与微小裂纹的合体． ２．１０７３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的预损伤材料和处女材料的ｄｌ／ｄＮ在同一△Ｊｃ。下相等．即，损伤材料的裂纹扩展速度的上限值由１０７３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的处女材料的ｄｌ／ｄＮ－△Ｊｃ关系给出． ３．在９２３ Ｋ·ｐｐ－ｔｙｐｅ条件下，对于同一疲劳Ｊ积分范围△Ｊｆ，预损伤材料的ｄｌ／ｄＮ要比处女材料快１０倍左右．一般ｐｐ－ｔｙｐｅ的破坏形式为粒内破坏．预损伤材料的场合，因为试棒内部分布有大量的微小粒界裂纹，主裂纹便沿这些破坏阻抗最小的微小裂纹边合体边扩展，主要在粒界上扩展．即微小粒界裂纹是裂纹扩展阻抗减小的主因．     

框架填充墙平面内荷载作用下结构非线性分析

为了更好地了解在水平内荷载作用下填充墙对框架结构抗震性能的影响,利用ANSYS有限元软件对其进行平面内荷载作用下非线性分析,分别建立纯框架和框架填充墙结构模型,计算了填充墙在平面内单调递增荷载作用下的承载力、刚度、位移、延性等参数的变化特征。计算结果表明,与框架有效连接的填充墙在平面内荷载作用下对主体结构产生有利影响,其承载力、刚度、延性比纯框架模型都有明显的增大。还研究了填充墙在水平低周反复荷载作用下对框架抗震性能的影响,并得到了相应的滞回曲线。     

疲劳剩余寿命分布的当量关系及可靠性计算方法

通过大量试验分析了两级载荷作用下疲劳寿命分布参数的变化规律,研究了非恒幅循环载荷下的疲劳强度可靠性问题的特点及计算方法,通过对疲劳过程中剩余寿命分布规律的分析和研究,针对程序载荷作用下疲劳过程的物理本质,提出了一个以载荷循环数一疲劳寿命干涉模型为基础,以“损伤等效原则”计算不同载荷水平之间的当量循环次数,并充分考虑不同载荷历史下剩余寿命分布参数的变化的疲劳可靠性计算方法。     

板件宽厚比对高层钢结构压弯构件滞回性能的影响

根据能量等效性假设及热力学第二定律，推出损伤材料的弹性本构方程；采用混合强化准则，考虑Bauschinger效应、屈服平台、硬化(软化)效应及损伤和损伤演化影响，建立了结构钢弹塑性各向异性损伤本构关系．结合构建的本构关系，采用八节点超参数壳体单元，推导了用U．L．格式及Cauchy应力描述的板壳双重非线性有限元方程，并编制了计算程序．分析了翼缘宽厚比、腹板高厚比对工形截面钢压弯构件滞回性能的影响，提出了压弯构件板件宽(高)厚比限值公式及相关公式．     

混凝土高频疲劳加速寿命试验

车载循环作用下的混凝土疲劳强度问题越来越受到人们的重视,而针对混凝土高频疲劳性能的研究不是很多,将高频疲劳试验方法引入到岩石类非金属材料的试验中,针对混凝土圆柱试件进行高频疲劳加速寿命试验研究.通过分析疲劳频率变化曲线的规律,解释混凝土高频疲劳的破坏机理,建立混凝土的轴向压缩非线性疲劳损伤累积模型.同时考虑到存活率,得出混凝土疲劳加速寿命失效概率的P-lgS-lgN双对数疲劳方程.     

大跨度斜拉桥耗能型辅助墩抗震性能试验研究

结构损伤控制概念是指通过容易替换的牺牲构件在地震中发生塑性变形耗散地震能量,同时主要构件保持弹性或发生轻微的损伤.针对大跨度斜拉桥的抗震性能主要依靠结构体系的特点,提出了通过牺牲辅助墩耗散地震能量,从而减轻主塔损伤的控制策略.为了研究辅助墩的抗震性能,对3个大比例的钢筋混凝土空心矩形截面模型进行拟静力试验.第一个试件是原设计的单柱墩,另外两个试件是双柱墩,墩柱之间通过耗能构件剪切型连杆或屈曲约束支撑连接.对反复荷载作用下试件的破坏形态、滞回曲线、位移延性和耗能能力、骨架曲线及刚度退化、耗能构件的变形能力等作了对比分析.结果表明,与单柱墩相比,耗能构件增加了双柱墩的刚度和强度,能够提高双柱墩的抗震性能.     

叠合板式剪力墙地震破损指标计算模型分析

为对叠合混凝土墙板进行较为系统的分析研究,并为编制地方行业标准提供可靠的科学依据,进行了在低周反复荷载下的叠合板式剪力墙和普通剪力墙对比试验研究.较系统地分析了结构的破坏形态、延性、刚度、耗能等,并采用基于刚度的破损指标和基于位移及耗能的破损指标的计算模型对构件进行了计算分析比较,计算结果与试验现象吻合良好.基于刚度的破损指标计算较为简便,可优先考虑使用.     

地震作用下大体积混凝土结构损伤发展估计

建议了一种地震荷载作用下混凝土结构损伤发展估计的思路和方法,通过混凝土结构在循环荷载作用下损伤演化特点的分析,推导出一种考虑组合效应的损伤演化方程.该方程反映了混凝土材料在复杂荷载作用下的多轴效应,形式简单便于数值实现.对实际工程动力损伤分析的结果表明,损伤理论更适用于混凝土结构的力学性能分析.