锈蚀RC框架柱恢复力模型研究

通过对大量锈蚀RC框架柱抗震性能试验资料的统计分析,研究了锈蚀对RC柱骨架线影响的规律.采用三折线骨架曲线,并且给出特征点的计算方法;考虑往复荷载作用下强度退化及刚度退化效应,基于能量耗散原理,定义了退化指数,最终建立了能够反映强度和刚度退化的锈蚀RC柱恢复力模型.经验证表明:该模型能够较好地反映锈蚀RC柱的滞回特性,符合试验结果.     

不同锈蚀程度下Q235钢框架梁恢复力模型研究

为研究不同锈蚀程度下Q235钢框架梁的力学性能,基于Q235钢框架梁抗震性能试验,通过对6根锈蚀程度不同钢框架梁试件的低周反复荷载试验,根据试验结果得到其滞回曲线、骨架曲线及刚度退化规律,分析试验数据得到不同锈蚀程度对钢框架梁抗震性能的影响.引入循环退化指数,拟合了具有累计损伤效应的特征点(屈服点、极限点、破坏点)公式,提出了适用于锈蚀钢框架梁的滞回规则,进而建立了考虑锈蚀作用的钢框架恢复力模型.其中3根试件进行模拟曲线与试验曲线的对比,另3根试件进行模拟曲线与有限元分析的对比,对比结果表明恢复力模型有较高的精度,吻合情况良好,所建恢复力模型可为不同锈蚀程度的钢框架梁分析提供理论依据,为钢框架梁在不同锈蚀程度下的弹塑性分析奠定了基础.     

考虑锈蚀损伤的钢框架节点恢复力模型研究

为了研究酸性大气环境下锈蚀钢框架梁柱节点的抗震性能,对6榀钢框架梁柱节点试件进行了酸性大气环境加速腐蚀试验和拟静力加载试验,分析了不同锈蚀程度钢框架梁柱节点的滞回特性.试验结果表明,随着锈蚀程度的加重,试件强度、刚度、延性及滞回耗能等力学与抗震性能不断劣化.通过分析试验结果,得到钢框架梁柱节点核心区弯矩-剪切转角三折线骨架曲线,并根据未锈蚀节点试件恢复力模型的特征参数,得到了考虑钢材锈蚀损伤的钢框架梁柱节点核心区骨架曲线特征点计算公式.引入基于滞回耗能的循环退化指数βi,提出了适用于遭受锈蚀循环损伤的钢框架梁柱节点的滞回规则,进而建立了可综合考虑试件强度、刚度循环退化效应的锈蚀钢框架梁柱节点恢复力模型.将理论滞回曲线与试验结果进行对比,结果表明两者间具有较高的吻合度,进一步验证了所建立的考虑锈蚀损伤的钢框架节点恢复力模型具有较好的适用性.研究成果可为酸性大气环境下在役钢框架结构的地震反应分析及抗震性能评估提供理论参考.     

考虑钢筋锈蚀的钢筋混凝土矩形梁恢复力模型研究

为建立考虑钢筋锈蚀钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)矩形梁的恢复力模型,首先采用人工气候环境法对6榀RC矩形梁试件进行加速腐蚀试验,进而进行拟静力试验;其次,综合考虑锈蚀程度和配箍率对RC矩形梁承载力和变形能力的影响,建立适用于锈蚀劣化RC矩形梁骨架曲线特征点的计算模型;第三,引入循环退化指数βi,考虑累积损伤效应造成的强度和刚度退化,提出适用于锈蚀劣化RC矩形梁的滞回规则;进而建立了考虑锈蚀劣化RC矩形梁的恢复力模型;最后,选取不同锈蚀程度和配箍率的RC矩形梁试件,将其试验结果与计算所得骨架曲线特征参数和滞回曲线进行对比验证。研究结果表明:所建恢复力模型的骨架曲线与试验结果吻合较好,同时能够较好地描述锈蚀劣化RC矩形梁在低周往复荷载作用下的滞回特性,可为锈蚀RC结构弹塑性建模分析提供理论依据。     

冻融损伤钢筋混凝土剪力墙恢复力模型研究

为研究冻融损伤钢筋混凝土(RC)剪力墙的滞回特性,通过试验回归与理论分析相结合的方法,对8榀冻融损伤RC剪力墙拟静力试验结果进行分析.综合考虑冻融损伤参数与轴压比对极限功比指数和不同受力状态下RC剪力墙承载力及变形的影响,建立了冻融损伤RC剪力墙构件极限功比指数与骨架曲线特征点参数计算模型.考虑强度衰减、刚度退化以及捏缩效应,采用两折线模型表示滞回环卸载段刚度变化,建立了冻融损伤RC剪力墙构件恢复力模型,并与试验墙进行了模拟对比,从滞回曲线与累积滞回耗能两个方面验证了模型的准确性.     

弯曲破坏冻融损伤RC框架梁柱数值模型

为探究弯曲破坏型冻融损伤钢筋混凝土(RC)框架梁柱抗震能力进而对其展开准确评估，通过对国内外已有冻融损伤RC梁柱拟静力试验数据的对比分析与归纳总结，深入系统地探究了冻融循环次数NFTCs、混凝土强度f_cu、轴压比n对RC梁柱抗震能力的影响.采用理论知识构建了未冻融RC框架梁柱弯矩-转角(M-θ)恢复力模型骨架曲线计算方法，进而提出了可考虑冻融损伤参数F(F综合了NFTCs和f_c的影响)和轴压比n影响的冻融损伤RC框架梁柱M-θ恢复力模型骨架曲线计算公式.在此基础上，基于能量耗散原理，引入循环退化指数β_i用以表征梁柱构件的强度退化与刚度衰减，构建了适用于弯曲破坏冻融损伤RC梁柱的M-θ恢复力模型.将所建立的M-θ恢复力模型代入到OpenSEES的零长度单元ZeroLength Element中，利用集中塑性铰模型建立了适用于弯曲破坏型冻融损伤RC梁柱数值模型.通过模拟值与试验值的对比表明，构建的数值模型能较为准确地标定低周往复下弯曲破坏冻融损伤RC框架梁柱的滞回性能，可用于RC框架结构的抗震能力评估.     

酸雨腐蚀RC梁柱节点抗震性能及恢复力模型研究

出于酸雨环境下钢筋混凝土(RC)结构抗震能力评估的需要，采用人工气候环境法对7榀RC梁柱节点组合体试件进行酸雨腐蚀试验，而后进行低周往复加载试验，分析腐蚀程度和轴压比对节点组合体破坏特征与滞回性能的影响．基于试验结果，分别采用试验拟合法及理论与回归相结合方法(以下简称为“理论回归法”)，建立两种考虑腐蚀与轴压比影响的RC梁柱节点四折线骨架曲线模型，并分析其误差．同时，提出适用于腐蚀RC梁柱节点的滞回规则，该规则考虑循环退化效应与捏缩效应．在此基础上，建立酸雨腐蚀RC梁柱节点恢复力模型，并验证其有效性．结果表明：混凝土内部钢筋未锈蚀时，腐蚀试件抗震能力略有增强；内部钢筋锈蚀时，随着腐蚀程度的增大，试件抗震能力逐渐退化；具有较大轴压比的试件，其核心区斜裂缝出现时间偏晚且发展速率缓慢，而承载力相对较大，但延性较差；计算滞回曲线与试验滞回曲线吻合程度较高，骨架曲线与滞回耗能误差总体分别在10%和15%以内，良好的一致性说明该恢复力模型能够较好地表征腐蚀RC梁柱节点抗震性能．     

基于改进IMK滞回规则的弯矩-曲率退化模型研究

提出一种基于改进IMK(Modified Ibarra-Medina-Krawinkler,ModIMK)滞回规则的RC柱弯矩曲率模型,并用于定义OpenSees中Beam With Hinges单元塑性铰区的截面.提出的RC柱截面弯矩曲率骨架曲线为三折线模型,给出了骨架曲线关键点计算方法.对62根RC柱试验值与计算值进行统计分析发现,其对RC柱屈服位移和纵筋屈曲时的位移都能进行准确地预测.采用的ModIMK滞回规则能考虑强度和刚度退化,以此模拟在反复荷载下塑性铰区强度和刚度退化.对RC柱低周往复试验和振动台试验的数值模拟与分析结果表明,所建立的弯矩曲率模型结合塑性铰单元可准确地模拟RC柱在地震下的响应.     

T形配钢钢骨混凝土柱恢复力特性试验

为了研究地震作用下T形配钢钢骨混凝土柱的滞回特性和恢复力特性,前期已完成了12根T形配钢钢骨混凝土柱的拟静力试验,得到了其在低周反复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线;基于上述试验的结果建立适合T形配钢钢骨混凝土柱的三折线骨架曲线模型,并对骨架曲线模型及各关键点、正负向加载和卸载刚度退化规律、滞回规则进行数学描述.将实测骨架曲线与模型骨架曲线进行比较,吻合较好.     

方钢管混凝土框架滞回性能试验与理论研究

为了研究方钢管混凝土结构的抗震性能，基于一榀三层两跨方钢管混凝土框架的拟静力试验，分析了反复水平荷载作用下框架的滞回曲线，并根据滞回曲线进一步得出了框架顶层骨架曲线及相应的恢复力模型，研究了钢管混凝土框架的延性、强度与刚度的退化等性能．采用非线性有限元分析方法，将恢复力模型应用到混凝土弹性模量退化方程中，并对试验结果进行了计算模拟．结果证明，理论分析结果与试验结果吻合较好．