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.     

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。     

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.     

预应力钢绞线加固混凝土短柱抗震性能研究

为研究预应力钢绞线加固钢筋混凝土(RC)短柱的抗震特性,对7个试件进行了低周反复加载试验.试验研究了轴压比、钢绞线配置特征值和预应力水平对加固短柱抗震性能的影响.结果表明,预应力钢绞线可有效改善RC短柱的抗震性能,延性和耗能能力显著提高,与未加固试件PC1相比,预应力钢绞线加固短柱的位移延性系数、累积耗能能力最大值分别提高1.87倍和6.78倍;钢绞线配置量及预应力水平对加固柱滞回曲线有明显的影响,其它条件相同时,钢绞线配置量大或者预应力水平较高的试件滞回曲线较饱满;对于低轴压比(n≤0.30)试件,钢绞线配置特征值达到0.119、预应力水不小于0.40时即可获得较好的抗震性能.在试验基础上,提出了预应力钢绞线加固RC圆形短柱的受剪承载力计算公式,计算结果与试验值总体吻合良好.成果为预应力钢绞线加固RC短柱提供了参考数据和设计计算方法.     

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。     

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.     

底部带屈曲约束支撑的摇摆桁架抗震性能试验研究

针对底部带屈曲约束支撑(BRB)的摇摆桁架(HTBB)结构进行了拟动力试验和拟静力试验.采用El Centro波对试验结构进行了小震、中震和大震的拟动力加载,拟静力加载采用位移控制.拟动力试验结果表明,结构在小震、中震和大震阶段均有效地控制了结构的变形分布,层间变形均匀.BRB屈服后,结构损伤仅在BRB中发生,整体结构滞回曲线饱满、稳定,表现出优异的抗震性能.BRB的屈服先于摇摆桁架的损伤,从而保护了主体结构.模拟分析结果与试验结果相吻合.拟静力试验在1/40的顶点位移角下,滞回曲线饱满、稳定,表明结构在连续经历小震、中震、大震的地震激励后,仍具有优异的耗能能力和抗震性能.     

考虑震损的混凝土框架结构改进建模方法

为准确描述震后结构损伤的影响,提出了损伤构件的定量分析方法及震损结构的改进建模方法.首先,从骨架曲线退化及滞回规则退化两方面定义了损伤构件的性能退化指数;然后,基于Park-Ang模型与Kunnath模型,采用统计回归分析方法提出了损伤构件恢复力模型,并对其准确性进行了验证;最后,应用该恢复力模型对震损框架结构进行弹塑性分析.结果 表明:采用Park-Ang模型和Kunnath模型得到的损伤构件恢复力模型均具有较高的准确性;对于所研究的2种构件,滞回曲线力峰值的理论值和试验值误差均小于10％;向完好结构输入组合地震波,向震损结构输入单一地震波,各层位移时程曲线吻合良好,说明采用该恢复力模型进行震损结构建模能够准确分析震损程度及分布对结构抗震性能的影响.     

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。     

隐形梁柱法加固砖砌体墙抗震性能试验

目的提出一种隐形梁柱加固方法,对砌体结构进行加固,以提高其抗震性能.方法通过墙体拟静力试验,比较不同隐形梁柱尺寸对加固墙体抗震性能的影响,并提出加固后墙体抗剪承载力计算公式.运用ABAQUS建立有限元模型,将模拟得出的滞回曲线、刚度退化曲线与试验曲线对比.结果承载力计算值与实测结果基本吻合,模拟得出曲线与试验曲线基本吻合.隐形柱的宽度越大,竖向钢片应变越小;隐形梁高度越大,横、竖向钢片应变越大.结论加固后墙体的抗震性能较未加固墙体均有不同程度提高.随着隐形柱宽度的增加,墙体的抗剪承载力增大.