型钢混凝土异形柱框架性能指标量化研究

根据型钢混凝土(SRC)异形柱框架的破坏特点,将其性能水平划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和接近倒塌5档,并建立相应的抗震性能目标.在统计发生弯曲破坏和剪切斜压破坏的SRC异形柱侧移角试验结果的基础上,分析配钢形式、轴压比、剪跨比和荷载方向对侧移角的影响规律,给出SRC异形柱对应5个性能水平的变形限值.进而对SRC异形柱框架的层间位移角试验结果进行分析,并参照中国现行抗震规范和其它相关研究结果,建议SRC异形柱框架对应5个性能水平的层间位移角限值,分别取1/450、1/150、1/75、1/45和1/40.研究可为建立SRC异形柱框架基于性能的抗震设计理论提供参考.     

钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构振动台试验

通过12层1/7缩尺模型的模拟地震振动台试验,研究了钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构体系的动力特性、地震反应及破坏形式.试验结果表明,该结构体系层间位移角能满足《规范》要求、抗震性能良好,适于在小高层住宅中采用.     

高强钢筋高强混凝土框架结构拟动力试验研究

采用MTS公司生产的液压伺服加载系统对1/2比例单跨二榀二层框架模型进行拟动力试验,研究配有高强钢筋高强混凝土框架结构抗震性能.试验采用经过调幅的具有不同地震加速度峰值的3种地震波作为激励进行加载,共采用11种工况.重点研究了这种结构在地震过程中动力特性的变化、裂缝出现情况、滞回性能、弹性和弹塑性阶段的地震反应及抗震性能.试验结果表明:此类高强混凝土框架结构具有较好的抗震性能.该试验研究成果为在地震区采用高强混凝土框架结构提供了一条有效的途径.     

钢筋混凝土异形柱框架试验及静力弹塑性分析

为了研究钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震性能，对三榀三层两跨异形柱框架进行了拟静力试验，并采用静力弹塑性分析方法对试验框架进行了理论分析和计算，结果表明这三榀异形柱框架均具备良好的抗震性能．通过对三榀框架之间的对比分析，提出了有益于改善异形柱框架抗震性能的建议．所建立的静力弹塑性分析模型可用于钢筋混凝土异形柱框架的抗震性能评估．     

钢管混凝土柱与钢梁单边高强螺栓端板连接框架拟动力试验

为了研究地震作用下半刚性钢管混凝土框架结构的动力性能与破坏机理,进行了两榀钢管混凝土柱与钢梁单边高强螺栓端板连接框架的拟动力试验,以El Centro波作为拟动力试验的激励输入,获得不同地震加速度峰值下结构的动力响应和破坏模式.分析了在地震作用下组合框架的滞回曲线、动力放大系数、阻尼比、刚度退化规律和耗能能力等抗震性能指标,研究了结构在不同地震波阶段的位移时程曲线和加速度时程曲线等动力响应,比较了柱截面形式和端板类型对组合框架结构抗震性能的影响.试验结果表明,在柱截面宽度和含钢率相同条件下,采用单边高强螺栓端板连接,方钢管混凝土框架的刚度大于圆钢管混凝土框架,但其延性系数小于圆钢管混凝土框架;该类型半刚性组合框架具有良好的抗震性能,连接可靠,可以在实际工程中推广和应用.     

预制混凝土剪力墙结构振动台试验研究

为了研究预制混凝土剪力墙(PCSW)结构的抗震性能,在实验室中建成两个1/4缩尺模型,分别为PCSW结构模型和现浇混凝土剪力墙(CCSW)结构模型.首先介绍了新型装配式剪力墙水平接缝连接技术,然后利用振动台试验对比研究了PCSW结构和CCSW结构动力性能和地震响应.试验结果表明:新型装配式剪力墙水平接缝连接可靠,能够满足罕遇地震下的连接要求.在地震波加载过程中,PCSW结构具有与CCSW结构相似的破坏过程和破坏形态.随着地震波加速度峰值的不断加大,结构损伤的不断累积,PCSW结构和CCSW结构的频率均呈下降趋势,阻尼比均呈增大趋势;顶点的绝对加速度包络值、剪重比、层间位移包络值呈非线性增大趋势.PCSW结构和CCSW结构具有相近的加速度分布、层间位移分布、层间剪力分布、剪重比分布.     

异形柱框架-抗震墙结构振动台试验与理论分析

通过12层钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构模型的模拟地震振动台试验及弹塑性理论分析,研究了该结构体系的动力特性、不同烈度地震作用下的反应及破坏形式.结果表明该结构体系拥有优越的建筑功能,在地震作用下呈弯剪型变形特征,传力明确,受力合理,具有良好的抗震性能和较强的抵御罕遇地震的能力,满足了小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求,适于在中高层住宅中应用.     

预制再生混凝土框架模型模拟地震振动台试验

选用不同地震波,通过模拟地震振动台对首例1/4缩尺再生粗骨料取代率为100%的预制再生混凝土框架模型进行了3种地震波输入试验.通过白噪声扫描得到了该模型结构的自振频率、结构振型、阻尼比等动力特性,研究了加速度、楼层剪力、位移动力反应,记录了结构在试验中的开裂等现象.试验分析表明,随着地震动峰值强度的增加,模型呈现自振频率下降、阻尼比增大、加速度放大系数逐渐降低、楼层剪力逐渐增大的趋势;在弹塑性阶段后期,后浇节点刚度退化迅速,层间位移明显增大.采用层间位移作为评估标准,对预制再生混凝土框架的抗震能力进行了评价,表明预制再生混凝土框架抗震性能良好,但应采取必要措施加强梁柱节点的耗能能力.     

钢框架-带缝钢板剪力墙结构的地震响应

为确定钢框架-带缝钢板剪力墙在8度多遇和罕遇地震作用下的抗震性能,利用ADINA有限元软件,建立受荷条件相同的10层钢框架和10层钢框架-带缝钢板剪力墙模型,运用非线性分析方法对其在EL-Centro波、Taft波及人工波作用下的地震响应进行模拟分析。结果表明:震害不仅与地震波加速度峰值、持续时间有关,还与地震波波形有关;同种地震作用下,钢框架-带缝钢板剪力墙的薄弱层部位比钢框架的高,但同种结构在多遇和罕遇地震作用下的薄弱层部位大致相同;两种结构在8度地震作用下均未发生倒塌,且在同种地震波作用下钢框架-带缝钢板剪力墙的层间位移角小于钢框架,证明钢框架-带缝钢板剪力墙具有良好的抗震性能。     

砌体墙片滑移和固结振动台试验对比研究

提出一种简易滑移减震技术,进行滑移层材料制备相关试验,同时进行单层砌体墙片滑移和固结模型振动台试验。对比不同基底约束情况下结构自振周期、加速度、位移等方面的地震反应差异。研究结果表明:在设计地震波峰值加速度较小时,滑移模型和固结模型的顶层加速度和层间位移都较小,在设计地震加速度为0.31g(1g=9.8 m/s2)时,相应为在7.5度罕遇地震作用下,固结模型出现裂缝,而滑移模型有较为明显的滑移,且相对滑移量随着地震波峰值加速度的增大而增大,上部结构在振动过程中为整体水平滑动,一直没有出现裂缝,减震效果明显。     

方钢管混凝土组合异形柱防屈曲支撑框架抗震性能试验

为研究方钢管混凝土组合异形柱(SCFST柱)防屈曲支撑框架的抗震性能,对一榀1∶2的SCFST柱防屈曲支撑框架模型进行了拟静力试验,同时采用ABAQUS有限元软件对试验模型进行了数值模拟.试验结果表明,试件呈现出防屈曲支撑、钢梁依次出现塑性铰的破坏机制.试件滞回曲线饱满,骨架曲线为S形,且强度和刚度退化不明显,位移延性系数可达3.21.防屈曲支撑耗能能力强,有效保护了框架结构.与异形柱普通支撑框架试验结果进行对比分析可知,异形柱防屈曲支撑框架抗震性能明显优于异形柱普通支撑框架.有限元分析中试件的破坏机制与试验基本一致.     

近场地震作用下锈蚀钢筋混凝土桥墩的IDA分析

利用锈蚀钢筋混凝土柱的滞回试验结果,验证钢筋混凝土构件中锈蚀模型的正确性;利用钢筋混凝土框架的振动台试验结果,验证用OPENSEES程序进行钢筋混凝土结构非线性动力分析的可行性.在此基础上,从PEER地震数据库中选取了30条地震记录,采用OPENSEES建立弹塑性有限元动力分析模型,对钢筋锈蚀的钢筋混凝土桥墩在远场地震、近场非脉冲地震和近场脉冲地震作用下的性能进行非线性时程分析,研究桥墩柱在三类地震作用下的反应,以及钢筋锈蚀对结构地震响应的影响.针对近场脉冲地震对结构进行增量动力分析(Incremental dynamic analysis,IDA),得到结构的IDA曲线和近场地震作用下钢筋锈蚀对结构抗震性能的影响.分析结果表明,在考虑钢筋锈蚀因素时,近场脉冲地震对结构抗震性能影响最为显著,在结构抗震设计中应引起注意.     

钢管混凝土框架结构模型抗震试验研究

对一圆钢管混凝土框架结构模型进行模拟地震振动台试验研究.试验时输入El-Centro（N-S）波、武汉人工波及天津波3种地震波,分为6度、7度区基本烈度地震的两阶段试验,考察了模型在各阶段试验的不同地震波作用下的地震响应,并分析得到了结构的层间滞回曲线.试验结果表明：3种不同频谱特性的地震波对模型结构加速度和位移反应分布曲线形状的影响很小;且通过加速度功率谱分析得到,框架各层绝对加速度反应主要取决于前两阶振型,三阶以上的高阶振型的影响很小;整个试验过程中,模型结构始终处于弹性范围内,此类结构延性好,具有较好的抗震性能.     

单锚点与多锚点抗滑桩的动力响应对比试验研究

由于预应力锚索抗滑桩在地震中有很好的抗震表现,预应力锚索抗滑桩成为了治理地震频发区滑坡的一种常用支挡结构。但目前对于单锚点锚索抗滑桩与多锚点锚索抗滑桩的选用及其动力响应的对比研究,还比较缺乏。为了研究在不同峰值的EL地震波作用下,单锚点与多锚点抗滑桩的动力响应及其抗震性能,通过大型振动台试验对其抗震性能进行了对比研究分析。振动台试验主要得出了以下结论:1在双向地震波作用下,锚索抗滑桩桩身各点的放大系数比单向地震波要大,加速度放大效应明显。2随着EL波加速度峰值的不断增大,锚索固定端应力逐渐松弛,应力存在不同程度损失。3在不同峰值加速度的EL地震波作用下,多锚点锚索抗滑桩桩身动土压力分布近似于指数函数,单锚点锚索抗滑桩则近似于S型曲线;且多锚点锚索抗滑桩动土压力最大值位于桩头位置,单锚点锚索抗滑桩则位于潜在滑面处。4从抗震设计方面来讲,多锚点锚索抗滑桩抗震性能比单锚点锚索抗滑桩要好。     

钢骨增强异形柱框架中节点的抗震性能试验

通过对1根普通的和2根钢骨增强的异形柱框架中节点进行低周往复荷载试验,分析异形柱框架中节点的破坏特点、承载力及延性、耗能能力、累积损伤等,研究钢骨对异形柱框架中节点的抗震性能的影响.研究表明:钢骨明显改善了异形柱框架节点的破坏形态,提高了承载力及延性、耗能能力,降低了累积损伤程度,抗震性能较好;且对于抗震性能提高的效果加入槽钢的异形柱框架中节点优于加入T型钢的异形柱框架中节点.     

设置半高连续填充墙的RC框架结构地震倒塌振动台试验

为研究填充墙对RC框架结构抗震性能的影响,以2008年汶川地震中倒塌的漩口中学教学楼为研究对象,制作了缩尺比为1∶4的模型并实施振动台试验.将汶川地震中卧龙台获得的地震波作为激励输入,获得了不同地震峰值加速度下结构的加速度响应、位移响应以及各柱端的应变响应,探讨了填充墙对结构抗侧刚度的影响,分析了结构在双向地震作用下的...     

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...     

两种混凝土异形柱框架抗震性能试验对比

通过对一榀底层为宽肢的钢筋混凝土异形柱框架与一榀底层为非宽肢的异形柱框架的抗震试验研究,重点对比了两种异形柱框架结构的破坏特征、承载能力、延性、滞回特性、出铰顺序及刚度退化等抗震性能.分析结果表明,底层采用宽肢异形柱后可避免普通异形柱框架结构底层刚度薄弱的不利现象,并能不同程度地改善普通异形柱框架结构的多项抗震性能,提高了异形柱框架结构整体的抗震能力.     

考虑不同底层结构形式和刚度的柱顶隔震结构试验研究

钢筋混凝土底层柱顶隔震结构的底层通常为带拉梁框架柱和独立柱两种形式,为了验证这类结构的安全以及提出底层结构选型建议,开展了结构模型振动台试验,研究了底层为带拉梁框架柱和独立柱这两种结构在不同幅值地震作用下的加速度和位移响应,重点分析其底层结构的地震响应.试验原型为某实际结构中典型的一榀横向框架,制作安装了缩尺的两种柱顶隔震模型和对比的抗震模型.试验结果表明,两种隔震模型的上部楼层加速度和位移反应减震效果显著;底层加速度反应减震效果较差,而位移的减震效果尤为显著,表明按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求设计,强震下这类底层柱顶隔震结构是安全的.数值分析表明,当底层柱刚度减小至同抗震模型时,强震下独立柱出现较大的弹塑性变形,带拉梁框架柱比独立柱更有效地提高底层层间位移减震效果,建议工程应用中底层结构选取独立柱形式时,应加大其刚度.     

轴压比对碳纤维布加固钢筋混凝土异形柱抗震性能的影响

为研究碳纤维布加固钢筋混凝土异形柱的抗震性能,利用ABAQUS软件,模拟试验设计六根钢筋混凝土异形柱,建立在碳纤维布(CFRP)加固下钢筋混凝土异形柱的有限元模型.通过控制试件的CFRP布层数、肢长肢厚比、混凝土强度等级和配筋率等因素保持不变,分析试件的滞回曲线、荷载-位移骨架曲线、总滞回耗能、刚度退化等参数,研究不同轴压比对CFRP加固钢筋混凝土异形柱抗震性能的影响规律.结果表明:随着轴压比的增大,试件的耗能能力降低,但降低幅度变小;刚度退化速度逐渐降低;且轴压比对异形柱的负向极限承载力影响较大.