功能可恢复RCS混合框架结构研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架结构以其结合了混凝土优异的抗压性能及钢材优异的抗弯性能而受到广泛关注,而可恢复功能结构以其震后快速恢复使用功能的能力,也成为地震工程界研究的新热点。功能可恢复RCS混合框架结构可以在弯矩较大的梁端和柱脚部位设置可更换构件,实现结构的功能可恢复能力。文中简述了近年来功能可恢复RCS混合框架结构研究进展,重点关注各类型功能可恢复钢梁、功能可恢复摇摆柱脚的构造研究,介绍了功能可恢复RCS混合框架结构性能分析研究进展。最后,对功能可恢复RCS混合框架结构仍需深入研究的问题进行了展望。

震后可恢复功能摇摆柱滞回特性及恢复力模型研究

为实现框架结构的震后性能快速恢复,采用震后可恢复功能摇摆柱(ERR柱);通过建立ERR柱的精细化有限元模型,在试验验证的基础上进行参数分析,并提出ERR柱的恢复力模型。研究结果表明:轴压比是影响ERR柱滞回特性及可恢复性的主要因素。随着轴压比的增加,试件承载力增加,残余变形迅速减小,ERR柱滞回曲线由捏拢的“梭型”逐渐转变为“旗帜型”,表现出良好的可恢复性能。螺栓群的设计是保证ERR柱滞回耗能性能的另一个关键因素,柱根处连接板与开缝钢板阻尼器之间的相对滑移会造成试件滞回曲线出现捏拢现象并削弱其耗能能力。建议采用高强摩擦型螺栓并按照“强连接、弱阻尼器”原则进行试件设计。本文所提模型计算结果与试验及有限元分析结果吻合良好。

装配式核心钢管混凝土柱抗震性能试验研究

装配式核心钢管混凝土(PCSTRC)柱可用于混合结构中的柱-柱快速拼装。为研究其抗震性能,设计并进行了5个PCSTRC柱、2个现浇CSTRC柱以及1个钢筋混凝土柱的足尺拟静力加载试验,结合数字图像相关(DIC)技术对柱加载全过程的变形进行了量测。分析了PCSTRC柱与现浇柱在破坏形态、承载力、滞回耗能和变形性能等方面的差异,以及轴压比、配钢率和装配位置对PCSTRC柱抗震性能的影响。结果表明:PCSTRC柱均发生预期的弯曲破坏模式,滞回曲线饱满,承载力、刚度和耗能能力与现浇柱接近,极限位移角与延性略有增加,钢筋套筒可有效传递钢筋应力,核心钢管增强了竖向连接的可靠性;PCSTRC柱与现浇柱的曲率分布差异主要集中在钢筋套筒及套筒下端拼接区域,在总水平位移中由滑移机制所产生的刚体转动变形占比增大。