反复荷载下方钢管型钢再生混凝土组合柱抗震性能试验研究

为研究方钢管型钢再生混凝土组合柱的抗震性能,通过对9个组合柱试件进行低周反复荷载试验,对其地震破坏特征进行分析,并详细探究再生粗骨料取代率、型钢配钢率、方钢管宽厚比和轴压比等影响参数对组合柱承载力、延性及耗能能力等抗震性能指标的影响。研究结果表明:在反复水平荷载作用下组合柱呈现典型的压弯塑性铰破坏模式。组合柱的荷载-位移滞回曲线呈饱满“纺梭形”,具有较好的耗能能力。再生粗骨料取代率对组合柱的承载力的影响较小,随着再生粗骨料取代率的增加,组合柱的延性和耗能能力逐渐下降,延性和耗能能力最大分别下降7.83%和7.6%,组合柱试件承载力先升高后下降,承载力最大变化幅值为1.98%,影响幅值较小。随着方钢管宽厚比的减小或型钢配钢率的提高,组合柱的承载力和延性均得到提高,宽厚比从100降至33,承载力提高了57.44%,而型钢配钢率从4.2%增长至6.3%,承载力和延性则分别提高了21.45%和20.44%,说明方钢管宽厚比和型钢配钢率对组合柱抗震性能影响较大。另外,增大轴压比对组合柱试件的抗震性能不利,随着轴压比的增大,组合柱的滞回曲线饱满度下降,延性降低,轴压比从0.2提高到0.6,延性降低了11.11%。研究结论可为方钢管型钢再生混凝土组合柱的抗震设计提供参考。

低周反复荷载下T型双波纹钢板混凝土组合剪力墙受力性能试验研究

为研究低周反复荷载下T型双波纹钢板混凝土组合剪力墙的受力性能,对5个T型双波纹钢板混凝土组合剪力墙进行了低周反复加载试验。基于试验数据,分析了T型组合剪力墙的破坏模式、滞回曲线、变形能力及耗能能力,重点研究了边缘约束条件、波纹类型以及轴压比不同变化参数对T型组合剪力墙抗震性能指标的影响规律。研究结果表明:T型双波纹钢板混凝土组合剪力墙破坏模式主要有压屈破坏和压弯破坏两种;设置边缘约束构件是提高T型双波纹钢板混凝土组合剪力墙承载能力和变形能力的关键因素;纵向窄波纹钢板对内部混凝土的约束能力更强,在低周反复荷载下两者协同工作性更优,而横向窄波纹钢板试件强度退化最严重;采用全截面塑性设计方法进行T型双波纹钢板混凝土组合剪力墙正截面承载力计算,试验值与计算值吻合良好;T型双波纹钢板混凝土组合剪力墙具有较好的承载能力和变形能力,可适用于高层及超高层建筑结构中。

变幅反复荷载作用下变形钢筋与混凝土间的黏结退化

反复荷载下钢筋与混凝土间的黏结滑移本构模型是震后钢筋混凝土结构整体性能评估及加固修复的重要依据。由于黏结应力主要由变形钢筋与混凝土间的机械咬合力所组成,黏结区域侧向约束状态会对其黏结性能产生影响。基于此,研究了在侧向压力作用下变幅反复荷载对钢筋与混凝土黏结性能的影响,定量分析了黏结参数随变幅反复荷载的退化规律,并利用数字图像技术分析了钢筋与混凝土间的黏结破坏机理。研究表明,在混凝土保护层充分约束条件下,钢筋与混凝土间的黏结退化主要与反复荷载控制位移有关,而侧向压力对其影响可忽略。

轻钢框架节点在反复荷载作用下的有限元模拟分析

目的为检验利用柱腹板屈曲后强度的轻钢框架节点板域的抗震性能.方法在试验的基础上,采用有限元分析软件ANSYS建模,通过施加低周反复荷载,分析框架节点的力学性能.结果框架节点的破坏属于局部屈曲破坏,节点板域无显著加强的节点,破坏发生在节点板域上,显著加强的节点破坏发生在梁端.结论研究表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好.剪切变形很大,拉伸变形和弯曲变形很小;显著加强的节点,抗剪切变形的能力很好,拉伸变形和弯曲变形不显著.对节点板域进行加厚并布置对角肋是减小节点剪切变形的一种很有效的节点构造形式.由于周围约束板件能提供强力支撑,这样节点板域屈曲以后并不立即失效.

反复荷载作用下活性粉末混凝土空心桥墩力学性能的试验研究

通过5个大比例尺活性粉末混凝土空心矩形桥墩试件在低周反复荷载作用下的受力性能试验,对试件的破坏形态、滞回特性、延性性能和耗能能力进行研究,分析纵向配筋率、配箍率等因素对试件受力性能的影响。结果表明,配置了横向箍筋的空心矩形桥墩试件的延性性能和耗能能力得到明显提高,具有良好的抗震性能。利用基于平截面假定的条带法编制了数值分析程序,分析试件弯矩与转角的关系,理论计算结果与试验结果吻合较好。

反复荷载作用下纤维增强异形柱的抗震性能试验

异形柱柱底容易压溃是异形柱结构的一个薄弱部位.通过有无纤维的2组混凝土异形柱在反复荷载作用下的试验,对比分析2组异形柱的破坏特征、承载能力和位移延性、滞回性能、刚度退化、耗能能力以及累积损伤等,研究纤维对异形柱抗震性能和柱底的增强作用.研究表明:加入纤维可以推迟开裂,显著改善异形柱柱底混凝土剥裂状态,提高异形柱的初始刚度,减轻异形柱累积损伤,改善异形柱底薄弱现象.纤维增强异形柱具有很好的位移延性,使承载能力有一定提高,但其耗能能力略有降低.

中国古建木构架在水平反复荷载作用下变形及内力特征

通过对三个严格按照中国宋·《营造法式》中有关大木作的形制与构造要求制作的木构架模型在水平反复荷载作用下的试验研究,分析与探讨了中国古代木造结构在相应状态下的变形及受力特征及其榫卯节点工作机制,通过对榫卯节点的转动弯矩与相应转角试验数据的分析与研究,确定了榫卯节点的转动刚度,提出了该类型结构在水平地震作用下的计算模型,并就额枋正截面上的最大应变与内力,作了理论计算与试验数据的对比,两者吻合较好,从而证明了所选模型的合理性,为中国古建木构架在水平地震作用下的抗震分析提供了一种可资借鉴的方法。

低周反复荷载下方钢管混凝土框架抗震性能的试验研究

通过对一榀两跨三层的方钢管混凝土组合框架在低周反复荷载作用下的模型试验,深入研究了方钢管混凝土组合框架的滞回性能、延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能。研究结果表明:方钢管混凝土结构的抗震性能优于混凝土结构。

钢筋混凝土无洞叠合剪力墙低周反复荷载试验

研究钢筋混凝土无洞叠合剪力墙的抗震性能。对4片钢筋混凝土无洞叠合剪力墙和2片钢筋混凝土普通剪力墙分别进行了低周反复荷载试验,对比研究试件的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能等抗震性能。研究表明:钢筋混凝土叠合剪力墙的受力性能与钢筋混凝土普通剪力墙类似,具有较好的抗震性能,剪式支架能使钢筋混凝土叠合剪力墙的预制部分与现浇混凝土形成整体,共同工作,承受外部荷载。

低周反复荷载下强梁弱柱型钢混凝土变柱T型节点力学性能研究

型钢混凝土混合结构火电厂主厂房中的边节点属于强梁弱柱、变柱异型节点,通过4个1/5缩尺比试件的低周反复加载试验分析探讨此类节点的抗震性能。研究结果表明:强梁弱柱型钢混凝土变柱T型节点主要发生柱端破坏,抗震性能较差,沿纵横向同时配置短肢剪力墙后节点破坏模式变为利于抗震的近梁端破坏;与型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁节点相比,型钢混凝土柱-型钢混凝土梁节点的延性性能与耗能能力较强,但受破坏模式影响,强度未得到提高;配置短肢剪力墙后,型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁异型边节点的承载能力、滞回性能、变形性能、刚度特性均得到较大提高,且同时配置纵横向短肢剪力墙节点的受力性能改善效果更为明显,有效地改善了该类节点强梁弱柱的不利特性,是一种值得推广应用的新型节点类型。

中国古建木构架在水平反复荷载作用下的试验研究

通过对三个严格按照中国宋·《营造法式》中有关大木作的形制与构造要求制作的木构架模型在水平反复荷载作用下的试验研究 ,分析与探讨了中国古代木造结构在相应状态下的变形及受力特征及其榫卯节点工作机制 ,通过对榫卯节点的转动弯矩与相应转角试验数据的分析与研究 ,确定了榫卯节点的转动刚度 ,提出了该类型结构在水平地震荷载作用下的计算模型 ,并就额枋正截面上的最大应变与内力 ,作了理论计算与试验数据的对比 ,两者吻合较好 ,从而证明了所选模型的合理性 。

反复荷载下预压装配式框架接合部受力性能

通过两榀预应力预压装配式梁柱组合体在低周反复荷载下的试验,了解了预压装配式框架节点两侧梁端应变分布及受力状态,确定了梁端组合截面屈服荷载和极限荷载,并给出接合部正截面承载力的计算方法。试验表明,反向加载存在掀起效应。从控制变形和裂缝的角度来考虑,应将承载能力予以折减。

钢筋混凝土植筋锚固构件受低周反复荷载作用的恢复力特性

在研究钢筋混凝土植筋锚固构件粘结锚固性能的基础上 ,分析比较了植筋锚固钢筋混凝土受弯构件和钢筋混凝土整浇受弯构件受低周反复荷载作用的恢复力特性 ,探讨了植筋锚固构件的延性和耗能能力。研究结果表明 。

低周反复荷载下钢纤维高强混凝土柱延性试验研究

通过26根钢纤维高强混凝土柱在低周反复荷载作用下的压弯性能试验,研究了轴压比、钢纤维含量特征值、箍筋含量特征值、剪跨比和纵向配筋等因素对钢纤维高强混凝土柱延性性能的影响规律,结果表明:钢纤维对改善高强混凝土柱的脆性破坏性质并提高其延性具有明显效果,但钢纤维和箍筋对高强混凝土柱的延性提高作用机理不同,不能采用钢纤维等量(体积率相同)取代箍筋的方法使高强混凝土柱获得等同的延性性能。提出了钢纤维高强混凝土柱的位移延性系数计算公式,可供工程设计应用参考。

反复荷载作用下碳化混凝土应力-应变关系试验

为研究碳化对混凝土反复受压力学性能的影响,对两种强度等级混凝土棱柱体试件进行了快速碳化与反复加卸载试验.结果表明:随着混凝土碳化深度增大,试件破坏脆性越明显,混凝土初始弹性模量、割线模量以及峰值应力均有不同程度增长,而其峰值应变却明显降低,共同点轨迹线越发偏离包络线,包络线下降段明显变陡,卸载曲线越发凹曲,再加载曲线更为平缓,变形恢复滞后现象越来越明显.在试验研究基础上,提出反复荷载作用下碳化混凝土应力-应变关系数学函数模型.

长期反复荷载作用对海上风电单桩基础的影响分析

国内外已建成的海上风电通常采用大直径单桩基础,需承受多种复杂外部荷载,如风荷载、波浪荷载和潮流荷载等。在长期反复荷载作用下,单桩基础产生累积变形,侧向刚度发生变化,而这些性能的变化会对海上风电整体安全性产生重要影响。对于这个问题,目前设计中采用规范给出的简化设计方法考虑长期反复荷载的影响,即在传统的p-y曲线上乘以一个降低系数,而没有针对海上风电大直径单桩基础给出具体的设计方法。鉴于p-y曲线是基于较小直径桩试验结果所得,对于大直径桩是否安全可靠,还需要验证。鉴于此,采用文献提出的桩周边土体在反复荷载作用下变化的简化模型,建立了整体三维有限元模型,考虑长期反复荷载作用对桩周边土性能的影响,以一实际海上风电案例为背景,研究长期反复荷载对海上风电基础自振频率和桩体变形性能的影响以及参数敏感性分析,分析结果对海上风电单桩基础设计有一定的参考作用。

碳纤维布加固钢筋混凝土短柱在反复荷载下的受力性能试验研究

对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱在反复荷载作用下的受力性能进行了试验研究 ,探讨了轴压比、碳纤维加固量、配筋率和加载顺序对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的破坏特征、受力性能及破坏机理的影响 .试验表明 ,碳纤维布加固钢筋混凝土短柱具有良好的荷载—位移滞回性能 ,能有效提高钢筋混凝土短柱的抗震性能 .

反复荷载下水泥乳化沥青砂浆力学性能试验

采用电子万能试验机对中国铁路轨道系统(CRTS)Ⅰ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)现场取样试件进行反复荷载试验,试验采用恒应变控制.结果表明:单调加载情况下CA砂浆的极限抗压强度较大,现场取样试件的极限抗压强度较室内试件大;反复荷载会造成CA砂浆损伤不断积累,从而使其承载能力达到极限承载强度后迅速下降.通过试验和参数研究,提出了CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆的反复荷载应力-应变曲线方程,理论计算结果与试验结果吻合.

钢梁-钢筋混凝土柱节点在低周反复荷载作用下受力性能的试验研究

钢梁 钢筋混凝土柱节点是钢 混凝土框架结构的主要传力部件 ,认识节点的受力性能对结构设计是至关重要的。通过四个受反复荷载作用 ,轴压比、节点构造和截面尺寸不同的钢梁 钢筋混凝土柱节点的试验 ,研究了节点的强度和变形性能。通过试验研究 ,使我们对钢梁 钢筋混凝土柱节点在反复荷载作用下的力学性能有了初步的认识。

反复荷载作用下的混凝土损伤本构模型

混凝土损伤模型的研究,实际上是研究混凝土材料的本构行为。在外界因素作用下,材料的累积变形引起结构内部损伤发展,最终的损伤将产生宏观裂缝直至整个结构破坏。根据Najar损伤理论,提出了新的分段曲线混凝土受压损伤变量模型和混凝土受拉软化段损伤变量模型,给出了不同强度混凝土损伤变量方程和损伤演化方程。通过计算对比分析认为,建议的损伤模型与已有的混凝土本构模型较吻合。该方法的优点是参数少,不同的混凝土强度有确定的损伤演变方程,可以动态分析混凝土的累积损伤程度。在此基础上,根据已有混凝土反复荷载作用下的滞回规则,建立了在某一循环荷载下的加载、再加载、卸载路径下的损伤本构模型,该模型考虑了混凝土在反复荷载作用下的应力跌落、裂面效应、强度下降、刚度退化等力学性能。应用本文建议的模型进行反复荷载下的截面损伤计算,试验结果与文献计算结果较吻合。