外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩抗震性能试验

双层高架桥的框架式桥墩是主要的抗侧力结构,震损桥墩如何快速加固修复是亟待解决的问题。按照1/5.5缩尺设计并制作了4个双层高架桥框架式桥墩模型,分别为对比试件、加固对比试件、中度损伤加固试件和重度损伤加固试件。对试件进行了拟静力试验,分析了外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩的抗震性能,研究了不同预损程度对加固效果的影响。试验结果表明:外包钢套加固双层高架桥框架式桥墩,立柱先于盖梁破坏,保证了“强梁弱柱,强节点弱构件”的抗震设计目标的实现。与未加固试件相比,受中度预损试件经加固修复,其峰值荷载平均值提高了88.9%,破坏位移提高了31.2%;受重度预损试件经加固修复,其峰值荷载平均值提高了72.7%,破坏位移提高了10.9%。试件在重度损伤程度情况下,经外包钢套加固修复,震损双层高架桥框架式桥墩恢复并超过受损前的抗震性能,说明外包钢套法是一种有效的震损加固方法。     

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。     

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。     

震损型钢混凝土柱加固后的恢复力模型研究

借助震损模拟和低周反复荷载试验研究了外包钢套及炭纤维增强聚合物对震损型钢混凝土柱的加固效果,基于试验拟合法构建了震损型钢混凝土柱加固后的恢复力模型并对其正确性进行了验证。结果表明,外包钢套或炭纤维增强聚合物加固均能使震损型钢混凝土柱重新恢复抗震能力,利用所建恢复力模型对柱试件在低周反复荷载作用下的荷载-位移关系进行模拟的结果与相应试验值基本吻合。     

外包钢加固震损钢管混凝土柱的抗震性能试验

为了研究外包钢加固震损方钢管混凝土柱的抗震性能,基于现行设计规范,设计并制作了4根方钢管混凝土柱模型,其中,1根为原型对比柱,1根为直接加固柱,2根受到不同程度地震损伤用来模拟中震和大震后采用外包钢加固修复,所有钢管混凝土柱均进行了低周反复荷载试验,以研究外包钢加固震损柱的可行性和有效性,探讨不同地震损伤程度对加固效果的影响。试验结果表明:外包钢合理地加固方钢管混凝土柱后的破坏形态为压弯破坏,满足"强剪弱弯"的抗震设防设计目标;外包钢加固柱的承载力显著提高,延性性能有所增加,抗震性能得到明显改善;在一定损伤程度情况下能加固柱并恢复受损前的抗震性能;从极限承载力、延性系数、能量耗散系数来看,采用外包钢法加固震损柱是一种有效的抗震加固方法。     

外包钢套加固震损型钢混凝土框架结构Pushover分析

为评估震损型钢混凝土框架结构经外包钢套加固后的抗震性能,基于试验研究,采用材料弹性模量变化考虑地震损伤,运用有限元软件SAP2000对外包钢套加固震损型钢混凝土框架进行Pushover分析。通过对Pushover曲线、塑性铰、层间位移角等分析,结果表明：当试验轴压比在0.2~0.9范围时,试验轴压比增大使型钢混凝土框架结构层间位移角增加;外包钢套强度对结构层间位移角的影响较小;地震损伤指数达到0.6时,与未加固框架相比,加固修复框架结构层间位移角较大,说明未达到理想加固效果。     

碳纤维布加固震损SRC柱抗震性能有限元分析

为了深入研究碳纤维布加固震损型钢混凝土(SRC)柱的抗震性能,基于试验研究,采用材料性能折减的方法考虑震损的影响,应用有限元分析软件ABAQUS对碳纤维布加固震损型钢混凝土柱的抗震性能进行模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好。通过数值计算,分析了轴压比、碳纤维布加固量和地震损伤程度对加固效果的影响。分析表明,采用材料性能折减的方法是考虑震损对构件性能影响的一种有效可行方法;在轴压比0.2~0.5范围内,轴压比增加使型钢混凝土柱的极限位移减小;在碳纤维布加固层数1~3范围内,碳纤维布层数增加能提高型钢混凝土柱的极限承载力和极限位移;地震损伤程度达到0.6时,加固修复型钢混凝土柱抗震能力未能恢复至原构件。     

贴CFRP加梁端加腋加固震损PC节点的抗震性能

为了研究震损装配式混凝土(PC)框架结构的加固方法,设计并完成了两个足尺平面PC框架中节点试件的拟静力预损试验,发现试件沿预制梁柱与节点核心区结合面处产生了水平、竖直剪切裂缝.根据PC节点的破坏模式,提出了外贴碳纤维复合材料(CFRP)加梁端加腋组合加固震损PC节点的加固方法.加固震损PC节点拟静力试验结果表明:该加固方法使梁端塑性铰区由紧邻节点核心区移至梁腋末端,且梁柱与节点核心区结合面未开裂.震损加固后节点GJ-1和GJ-2的累计耗能分别比完好节点J-1和J-2提高了88.1%和49.4%,承载能力分别提高了25.2%和67.8%,刚度分别提高了27%和34%.GJ-1和GJ-2的位移延性系数为J-1和J-2的100%和93.1%,说明震损节点加固后基本恢复到原PC节点的延性水平.外贴CFRP加梁端加腋组合加固法能提高震损PC框架结构的抗震性能.     

加气混凝土砌块组合墙加固震损框架抗震性能试验

针对震损框架结构的整体抗震加固需求,提出一种将RC(钢筋混凝土)-加气混凝土砌块组合墙嵌入震损框架内部实现抗震加固的方法,通过模型试验探讨该加固方法的可行性.首先进行1∶2比例混凝土框架试件的预损试验,试件加载至大震损坏状态,然后将组合墙嵌入震损框架内部实现加固,再次进行加固框架试件的抗震性能试验.根据试验结果,分析了原框架、震损加固框架的破坏过程和滞回曲线特点,对比研究了两者在承载力、刚度、变形能力等方面的相同及差异之处.结果表明:对于大震震损框架,组合墙加固后其整体承载力与原框架基本一致或略有提高,屈服及极限阶段的等效抗侧刚度、耗能能力大于原框架,破坏阶段其变形能力及耗能略差于原框架.试验初步证明了组合墙加固震损框架是一种可行的加固方法.     

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.     

型钢混凝土梁-角钢混凝土柱边节点的抗剪性能

基于ABAQUS平台对比分析了3种节点模型的承载力及受力性能:①配置型钢锚脚的型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱边节点;②型钢混凝土梁柱边节点;③配置型钢锚脚的型钢混凝土梁-角钢混凝土柱边节点,并对节点③开展参数分析.结果表明:角钢将对节点核心区混凝土产生约束作用,增大节点抗剪承载力,同时基于大量参数分析结果给出了节点③的抗剪承载力计算公式.     

新型外包钢组合梁框架结构抗震性能试验

为克服普通组合框架结构体系存在的缺点,首次提出新型外包钢混凝土组合梁-型钢混凝土柱组合框架结构体系.设计制作了一榀单跨两层型钢混凝土柱-外包钢混凝土梁的组合框架结构模型,并通过施加恒定竖向荷载和低周反复水平荷载,对模型框架进行了抗震性能试验.试验表明,该榀组合框架在地震时能形成梁铰破坏机制,框架的变形能力、承载能力、延性、耗能能力等均满足延性框架的抗震要求,且模型框架的有效延性系数达到了7.5.新型型钢混凝土组合柱-外包钢混凝土组合梁框架结构的抗震性能优于钢框架结构和钢筋混凝土柱-钢梁框架结构,可在中高层建筑中推广应用.     

型钢混凝土柱震后加固方法对比试验研究

为了比较型钢混凝土柱震后加固的抗震效果,基于碳纤维布或外包钢套加固型钢混凝土柱试验研究,分析了地震损伤程度以及加固方法的差异;主要比较了不同加固方法对重度损伤柱抗震效果的差异。研究表明,外包钢套有利于抑制加固柱承载力与刚度退化;碳纤维布有利于提高加固柱延性性能。重度地震损伤加固柱抗震性能得到恢复且超过原型对比柱,具有再次抵抗地震的能力,表现出良好地工程实践价值。     

型钢混凝土柱框架-核心筒结构抗震性能研究

为了研究型钢混凝土柱框架-核心筒结构体系的抗震性能,建立了钢筋混凝土柱框架-核心筒结构模型以及两种型钢混凝土柱框架-核心筒结构模型,对三个模型进行了模态分析、多遇地震下的反应谱分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析.结果表明,采用型钢混凝土柱的结构,结构的自振周期、侧向位移更小;罕遇地震下,型钢筋混凝土柱框架-核心筒结构减缓了框架柱的屈服破坏进程,减轻了框架部分柱的屈服破坏程度,地震承载能力更强、抗震性能更好.     

型钢混凝土T形柱框架节点恢复力模型研究

为研究型钢混凝土T形柱框架节点的地震破坏耗能机理,通过已获取的9个型钢混凝土T形柱-混凝土梁平面节点和9个型钢混凝土T形柱-钢梁空间节点的低周反复加载试验成果,提出了以屈服点、峰值点和破坏点为特征点并考虑刚度退化的三折线型骨架曲线模型,给出了基于试验参数的特征点值计算方法;根据试验获取的滞回特性,简化了不同配钢形式型钢混凝土T形柱框架节点的滞回环;通过引入基于损伤的循环退化指数对节点在反复荷载作用下的屈服荷载、最大荷载、卸载刚度以及再加载刚度等力学性能指标进行了退化描述,并建立了基于损伤效应的型钢混凝土T形柱框架节点的恢复力模型.结合试验成果,对恢复力模型的有效性进行了验证.研究结果表明:该恢复力模型可较好地预测型钢混凝土T形柱框架节点在反复荷载作用下的滞回性能,其成果可为此类子结构在地震作用下的弹塑性时程分析提供有效的理论支撑.     

玄武岩纤维加固震损三维混凝土框架节点抗震试验

通过5组三维混凝土框架节点试验,研究玄武岩纤维加固后节点的抗震性能.分别进行了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,探讨不同损伤程度、不同裂缝处理方法对三维框架节点抗震性能的影响.通过对节点的滞回&骨架曲线、延性系数、承载力及刚度退化等参数分析可知:玄武岩纤维加固对提高节点承载力作用有限,但对提高抗震性能效果明显,节点的抗震性能恢复并超过了受损前,加固后节点由弱柱强梁转变成了强柱弱梁的破坏形式,说明该加固方法是合理而有效的.     

型钢混凝土L形柱—混凝土梁节点的受力性能

为了研究型钢混凝土(SRC)L形柱—混凝土梁框架节点的受力性能,设计了4个试件进行低周反复加载试验,揭示了其受力破坏机理;获取了节点受力全过程的荷载—位移滞回曲线和荷载—应变滞回曲线,分析了其变形能力和能量耗散能力.结果表明:反复荷载作用下SRC异形柱框架角节点的抗震性能良好,荷载—位移滞回曲线的滞回环饱满、对称,其抗...     

新型混凝土材料加固震损RC框架柱抗震性能试验研究

通过5根采用新型混凝土材料加固RC框架柱和1根未加固框架柱在定常轴力和水平往复荷载作用下的拟静力试验,研究了不同震损程度和不同加固方式对试件抗震性能的影响.试验结果表明:各加固试件的极限承载力相对于未加固试件均有不同程度的提高,其中三面加固柱极限承载力高于单面加固柱,而四面加固柱极限承载力最高;中等震损和严重震损试件经加固后的极限承载力比未损直接加固试件的极限承载力略低,但相差不大.采用新型混凝土材料加固受损试件,能够有效的提高受损构件的滞回性能、极限承载力和刚度等抗震性能.     

型钢混凝土转换节点的抗剪性能

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式进行拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了区别于普通框架节点的转换节点破坏机制、耗能能力、强度退化等.建立有限元模型,进一步对比分析,证明了转换节点在地震作用下的受力特性符合节点斜压杆机理,建立了型钢混凝土节点抗剪受力模型.     

外包角钢与CFRP复合加固中长柱承载力分析

通过9根外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土中长柱的轴心受压试验，研究了复合加固中长柱的破坏特征和受力性能，提出了合理的约束模型和核心混凝土的本构关系．在试验研究的基础上，结合折算模量理论．建立了外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土中长柱的折算模量计算方法，并推导了复合加固中长柱的非弹性屈曲临界承载力计算公式。公式中考虑了柱长细比、碳纤维布置、缀板量和角钢量等因素的影响，同时编制了承载力的电算程序，其计算结果与试验结果吻合较好，可为实际工程应用提供参考．