外包钢加固框架结构弹塑性分析及抗震性能研究

文章针对外包钢加固柱的特点,运用修正的Kent-Scott-Park模型得到加固后约束混凝土的本构模型,在SAP2000中通过截面分析实现加固后柱塑性铰的自定义,进而对底层柱外包钢加固后的整体结构分别进行静力和动力弹塑性分析,通过比较罕遇地震下整体结构的层间位移角和性能点信息;结果表明,底层外包钢加固对局部楼层变形影响较大,对整体结构延性影响不大,同时,也要求在加固设计中避免过度加固造成薄弱层上移,需要整体分析结构的性能。     

外包钢钢筋混凝土框架顶层边节点抗震性能试验研究

通过对2件外包钢钢筋混凝土顶层边节点试件在张开弯矩作用下的伪静力试验,研究了该类节点的破坏过程以及梁角钢的锚固性能,在此基础上提出相应的构造措施,以保证该类节点的安全。     

钢-混凝土叠合板组合梁抗震性能的试验研究

为研究钢—混凝土叠合板组合梁在低周反复荷载作用下的变形和耗能性能,完成了６根钢—混凝土叠合板组合梁在低周反复荷载作用下的试验。对试验结果进行了讨论和分析。试验研究结果表明,钢—混凝土叠合板组合梁具有良好的整体性能及抗震性能,文中给出了组合梁的变形延性指标、刚度折减系数等计算公式,结果对于钢—混凝土叠合板组合梁的抗震设计具有较好的参考价值。     

外包钢加固对框架结构地震响应的影响

为研究外包钢加固对框架结构质量、刚度、周期的影响,结合具体的工程实例,采用有限元程序SAP2000,对加固后某5层钢筋混凝土框架结构进行弹塑性分析。研究结果表明,外包钢加固会引起构件内力的重分布,弹性状态下形成刚度软弱层,抗震设计时,应从构件截面和结构整体变形两个方面来评价加固后整体结构的抗震性能。     

柔性连接填充墙框架结构抗震性能试验

通过5榀空心砌块砌体填充墙框架结构低周反复荷载试验,系统研究了填充墙-框架柔性连接和刚性连接、全墙填充和半墙填充框架结构的破坏机理和抗震性能,进行了结构滞回特性、承载力、位移延性、刚度退化、强度衰减、耗能能力及变形性能指标分析.结果表明,柔性连接方案对结构承载力的提高低于刚性连接方案,但其他性能指标均优于刚性连接方案,说明柔性连接方案减小了墙-框相互作用,有效改善了填充墙框架结构的抗震性能.     

高层框架结构加设铁塔后抗震性能分析

以长沙市某高层框架结构办公楼屋顶增设铁塔前后结构地震反应分析为研究对象，采用非线性时程分析法分析了办公楼在加设铁塔前后抗震性能的变化。针对目前已在建房屋顶加铁塔时设计中存在的问题，提出了较为合理的解决方法。     

外包钢-混凝土组合梁与型钢混凝土柱连接节点试验研究

介绍了2个外包钢-混凝土组合梁与型钢混凝土柱的连接节点,并对其进行了低周反复荷载作用下的试验研究.对节点的破坏形态、滞回曲线、强度、延性和钢筋、钢板的应变等性能进行了分析.试验结果表明:通过合理的构造措施,外包钢-混凝土组合梁与型钢混凝土柱的连接节点具有较强的受剪承载力、较好的延性和耗能能力,能够满足工程要求.在此基础上对节点的受力机理进行了探讨,提出了节点核心区受剪承载力的计算公式,计算结果和试验结果吻合良好.     

外包钢混凝土组合梁的变形计算

从考虑滑移效应角度出发，探讨了外包钢组合梁的变形计算方法，得出了不同加载条件下简支组合梁的挠度计算公式，并用试验进行了验证，理论计算值与实测结果吻合良好．     

自密实高强混凝土框架结构的抗震性能研究

制作了两榀尺寸与配筋相同、混凝土强度基本相等的钢筋高强混凝土框架,两榀框架分别采用自密实混凝土和普通混凝土浇筑.采用MTS伺服加载系统施加低周反复水平荷载以研究自密实混凝土框架结构的抗震性能.通过试验,对比分析了自密实混凝土框架与普通混凝土框架在破坏过程及开裂、屈服、破坏等特征值上的异同,深入研究了自密实混凝土框架结构的延性、等效粘滞阻尼系数及功比指数等抗震性能.     

再生混凝土多孔砖墙体抗震性能试验

为了考察再生混凝土多孔砖墙体的抗震性能,进行了3片再生混凝土多孔砖墙体在不同竖向荷载作用下的水平低周反复荷载试验,分析了墙体的受力全过程、破坏特征及极限承载力,探讨了墙体的滞回特性、骨架曲线、延性、耗能能力等抗震性能.结果表明,再生混凝土多孔砖墙体的受力全过程、破坏形态和普通混凝土多孔砖墙体基本相同,再生混凝土多孔砖墙体的滞回曲线较饱满,延性系数较高,耗能能力较强,具有良好的抗震性能,墙体的刚度退化趋势大致相同.再生混凝土多孔砖墙体在无竖向荷载作用下破坏时的裂缝数量较少,主裂缝明显;在施加竖向荷载后破坏时裂缝细而密,无明显主裂缝,表明随着竖向荷载的增加,墙体受力均匀,强度得到发挥.参考现行规范和已有研究成果,提出了再生混凝土多孔砖墙体抗震受剪承载力计算公式.研究成果可供再生混凝土多孔砖的工程应用参考.     

外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力试验

针对普通钢-混凝土组合梁存在的跨度不大、混凝土与型钢之间滑移、横向稳定性差等问题,提出一种新型的组合梁——外包钢-混凝土组合梁．为研究其抗剪性能,进行了三根足尺简支梁的试验,通过对构件静载试验结果的分析,认为外包钢-混凝土组合梁比同跨度普通组合梁具有更大跨高比及抗剪能力．基于组合梁弹性理论和简化塑性理论,提出新型组合梁的正截面承载力的建议计算公式,计算值与试验结果吻合良好．根据试验结果,提出适于外包钢-混凝土组合梁的一些工程构造措施。     

节段拼装预应力UHPC-RC组合箱梁受弯性能试验

为充分发挥超高性能混凝土（UHPC）和普通钢筋混凝土（RC）材料在箱梁桥应用中的力学性能,开展了节段拼装预应力UHPC-RC组合箱梁的静载试验,研究其受力过程、破坏形态和裂缝开展情况。结果表明：组合箱梁经历了弹性变形、裂缝开展和结构破坏三个不同受力阶段;裂缝首先由梁跨中节段接缝张开逐步发展至顶板翼缘,梁底板和腹板均未见明显裂缝,开裂的受拉区应力主要由预应力筋承担,最大裂缝宽度随荷载增加分阶段线性增大,试验梁最终以RC顶板混凝土压溃破坏而失效;受力过程中,UHPC U型梁和RC顶板能够保持良好的协同工作;组合箱梁存在一定的剪力滞效应。     

大跨度组合梁与预应力砼梁地震响应对比研究

选择相同跨度的组合梁与预应力梁工程实例,通过计算机仿真软件模拟分析两者在同一地震波作用下的地震响应时程曲线,对比研究两者的抗震性能。     

组合楼板对装配式钢框架节点抗震性能的影响

为了解决装配式钢框架中节点区域构造复杂和传力机制不明的问题,提出一种考虑组合楼板作用的端板螺栓连接节点。设计并制作了2组端板连接的装配式梁柱节点,进行了低周往复循环荷载试验,建立了节点试件的数值模型,分析组合楼板对节点的破坏模式、滞回性能、承载能力、半刚性性能、受力特征的影响作用。结果表明,端板连接节点主要破坏模式为端板的弯曲变形,组合楼板的加入会使滞回曲线产生一定的捏拢现象,同时会产生组合楼板开裂破坏现象;增加组合楼板后,端板连接节点的初始转动刚度、极限承载力、耗能能力分别增加了约22%,13%,22%;组合楼板和钢梁上翼缘共同作用时,荷载通过组合楼板传递至柱腹板;与闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的节点相比,采用开口型压型钢板-混凝土组合楼板的节点初始转动刚度和极限承载力分别提高13%和9%。组合楼板能有效提高端板连接节点的抗震性能,扩大节点核心区的传力范围,增强梁柱传力机制,可为进一步提高装配式节点性能提供参考。     

钢-混凝土组合梁非线性地震反应分析模型

为分析高层建筑结构中钢-混凝土组合梁在罕遇地震作用下的非线性受力行为,该文采用截面分析法,并结合相关试验数据,得到了梁柱节点区组合梁的承载力及刚度计算公式,提出了考虑组合作用的钢-混凝土组合梁塑性铰滞回模型。分析表明,该滞回模型的计算结果与试验结果吻合良好,可以考虑组合梁在正负弯矩交替的情况下节点区混凝土翼板局部受力和钢筋的影响,物理概念清晰,计算也比较简单,能够为如何合理利用钢-混凝土组合梁的组合作用提供参考。     

PEC柱-钢梁摩擦耗能部分自复位组合框架抗震性能数值模拟

为更好满足建筑结构不同抗震性能化设计目标,对已有自复位连接节点弯矩-转角关系进行改进,提出摩擦型耗能部分自复位连接设计思路。利用ABAQUS软件设计了5榀卷边PEC柱-钢梁摩擦耗能型部分自复位连接组合框架模型试件,并对其在往复荷载下的抗震性能进行了数值模拟。基于模拟数据,对比分析柱顶竖向力、摩擦板长圆孔孔径、柱脚边界条件和摩擦板翼缘螺栓布置方式等设计参数对试件滞回性能、抗侧刚度退化、残余变形、耗能能力等抗震性能的影响规律。结果显示:卷边PEC柱满足自复位结构对竖向构件承载力及抗侧刚度的要求;摩擦板长圆孔孔径合理设置可控制摩擦滑移耗能和连接转化为承压型传力模式的发展进程,从而实现结构不同抗震性能化设计目标;摩擦板内外侧翼缘均布置高强对穿螺栓的实际工程做法可更好发挥部分自复位连接的自复位和耗能减震功效;柱脚边界条件对结构受力进程和刚度分配影响显著,柱底与基础梁刚性连接的试件承载力、抗侧刚度和耗能减震远高于柱底铰接试件;柱顶竖向力在大侧移情况下的二阶效应对试件承载力和自复位功效产生较小的不利作用。     

点接触式密肋复合墙体抗震性能试验

为研究内填砌块点接触式密肋复合墙体的抗震性能,进行1/2缩尺比例的复合墙体低周反复加载试验,分析墙体的主要破坏形态和破坏过程,研究点接触型密肋复合墙体的受力特点,分析墙体的滞回特征、承载力、延性、刚度和耗能能力等抗震性能,并将试验结果与标准墙体试验结果进行对比.研究结果表明:点接触式墙体与标准墙体的破坏形态区别较大,其承载力、延性、耗能等性能略差于标准墙体,但由于这一形式墙体各道防线之间的地震作用传递途径和分配关系相对明确,不同阶段的墙体计算模型比较简单,进而可以通过对各阶段的精确分析计算实现密肋结构的控制设计.此外,墙体各道防线之间的分离更易于结构构件的震后修复、更换.     

卷边PEC柱(弱轴)-钢梁组合框架层间抗震机理试验研究

为揭示新型卷边PEC柱(弱轴)-削弱截面钢梁组合框架结构的层间抗震机理,按1∶2缩尺比例设计制作1榀组合框架层间子结构试验试件并进行低周往复荷载试验。基于试验观察和数据整理,对试件结构的破坏过程与破坏模式、滞回特性、刚度退化、耗能能力与变形模式等抗震性能进行分析。结果显示:试件结构最终破坏模式为梁端削弱截面处充分屈服形成塑性铰的理想塑性破坏机构;试件中间层推拉方向位移延性系数μu分别为3.91和3.97,层间最大等效黏滞阻尼系数(ζeq)max=0.359;试件结构侧移分布规律呈理想的倒三角弯剪型变形模式;试件结构在承载力下降到极限承载力的85%时,对应试件层间相对侧移大于4.9%,而节点转角最小值为0.366 rad,均超过大震层间侧移限值下限的1/30,表明试件具有良好的抗倒塌性能。     

基于我国规范RC框架结构的延性折减系数

提出了一种基于能力谱原理的多自由度体系延性折减系数计算方法,然后依据我国抗震规范按照不同高度、不同设防烈度设计了三组九个RC框架结构,并采用Pushover方法计算了它们的延性折减系数、超强系数和强度折减系数.发现高烈度区的结构,在相同高度下具有较低的储备强度,而在相同设防烈度下,结构越高强度储备越低.根据研究结果,指出了我国现行抗震规范下RC框架结构地震作用取值中的不足,并提出了对规范的修改建议.     

静力荷载作用下组合梁的受力性能

针对普通钢-混凝土组合梁存在的一些问题,例如跨度小、承载力低、抗震能力弱、容易掀起和延性小等特点,提出了一种新型的组合梁——外包钢-钢筋混凝土组合梁,并进行了四根足尺简支梁的试验研究,通过对试件荷栽一位移曲线,荷栽一应变曲线和应变沿截面高度分布的分析,结果表明外包钢一钢筋混凝土组合梁有较优越的力学性能和良好的应用前景．与传统的工字钢一钢筋混凝土组合梁比较,其抗弯承载能力强,延性好,适用于跨度较大的结构;填充混凝土对防止钢梁发生局部失稳起到了良好的作用;对于完全剪切连接组合梁,截面平均应变基本符合平截面假定,对于部分剪切连接组合梁,截面应变不符合平截面假定．采用双梁模型对外包钢一混凝土组合梁进行非线性有限元分析,程序计算结果与试验结果比较吻合．