高延性混凝土加固单层砖木结构农房振动台试验研究

为提高我国农村砌体房屋的抗震性能水平,采用高延性混凝土(HDC)条带加固的方法,设计了两个缩尺比为1∶2的砖木结构模型,对加固模型与未加固模型进行振动台同台对比试验。对比分析了地震作用下两个模型结构的加速度响应、位移响应、扭转效应和破坏形态,并对其抗震性能进行评估。试验结果表明:单层砖木结构农房的整体抗震性能较差,结构的自振频率低、位移反应较大,扭转效应明显,在8度设防地震作用下接近倒塌;经HDC条带加固的模型结构自振频率增大,位移反应相比未加固模型更小,山墙外闪现象得到明显控制,结构扭转效应的破坏作用明显减轻,在9度罕遇地震作用下HDC面层只出现轻微受损,可达到“大震可修”的性能目标。采用HDC条带加固法可有效延缓结构在强震作用下的刚度退化,增加结构的耐损伤能力,并有效提高此类砌体结构的整体抗震能力。

既有预应力混凝土空心板应用现状及对策

中国现存大量老旧建筑,其中20世纪90年代以前的既有建筑的楼板、屋盖板多采用预应力混凝土空心板。通过文献调研及实地调查,对既有预应力混凝土空心板的发展历史、应用现状、性能评估及加固方法等进行了系统梳理分析,总结了既有建筑中预应力混凝土空心板存在的安全隐患,指出了其性能评估与加固方法研究中存在的不足。

超高性能混凝土-既有普通混凝土界面粘结性能研究综述

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)具有优异的力学性能和耐久性,被广泛应用于组合构件及结构加固中,其中,UHPC与既有普通混凝土(Existing normal concrete,NC)之间的界面粘结性能至关重要。本文综述了国内外UHPC-NC的界面粘结性能的试验方法及界面抗剪强度计算公式、影响因素与界面耐久性能的研究进展,指出了测试方法存在的不足,探究了不同规范的界面抗剪强度计算式对UHPC-NC的适用性,总结了不同因素对UHPC-NC界面粘结性能的影响,包括纤维、界面粗糙度、界面含水率、界面剂、既有混凝土强度、胶凝材料和养护制度等,阐述了其界面特性的增强机理,探讨了耐久性的现阶段研究。UHPC-NC具有优异的界面粘结强度,其中,合适的养护制度与纤维能够减少UHPC的收缩,增强材料之间相容性;界面粗糙度与既有混凝土强度的增加可以有效避免界面破坏;界面剂、胶凝材料及适当的界面含水率可以改善过渡区;UHPC-NC界面具有较好的抗渗透性能和抗冻融性能。

基于贝叶斯理论的既有钢筋混凝土框架性能退化预测模型研究

在既有钢筋混凝土建筑中,由于结构所处环境各自不同,仅基于类似既有建筑的历史记录的经验数据的预测可能会产生误导,而贝叶斯定理提供了一种综合考虑经验数据和检测数据的方法,可根据检测数据动态更新预测模型。然而在贝叶斯分析过程中需要抽取大量的随机样本,因此引入Kriging自适应近似模型来降低计算成本。通过和有限元模型计算结果的对比,近似模型在提高计算效率的同时,也可保证分析结果的精确度在合理误差范围内。将贝叶斯理论应用到钢筋混凝土框架结构刚度退化系数预测模型中,发现检测数据的引入对后验分布有着显著影响,结构性能的预测依赖于信息的更新,基于贝叶斯理论的预测模型可以给出符合当前工程实际情况的预测模型。

地质聚合物砂浆与既有混凝土界面粘结性能研究

地质聚合物作为新型绿色无机胶凝材料,具有力学性能优、耐久性强、低碳环保以及工业固废消纳利用率高等优势,在既有混凝土结构修复加固领域有潜在的应用前景。鉴于此,通过室内双面剪切试验和三点弯曲试验,研究了地质聚合物前驱体配合比、养护方式和混凝土基体强度对地质聚合物砂浆与混凝土基体界面粘结性能的影响规律。研究结果表明,地质聚合物砂浆与混凝土基体的界面粘结性能和粉煤灰掺量呈负相关关系,和矿渣、赤泥掺量呈正相关关系;相较于普通室温养护,水浴养护和蒸汽养护可有效提高地质聚合物砂浆与混凝土基体界面粘结性能;地质聚合物砂浆与混凝土基体的界面粘结性能随着混凝土基体强度的增加而逐渐增强。

基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术研究

根据我国现行的建筑结构抗震规范,无论是新建建筑结构的抗震设计还是既有建筑结构的抗震评估与加固,均通过小震弹性承载力计算+抗震延性构造措施来达到"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防目标(对于不规则且具有明显薄弱部位的建筑结构还需要进行罕遇地震作用下的弹塑性层间变形验算)。对于抗震延性构造措施不满足现行规范的既有建筑结构的评估、改建、扩建,如果仅通过小震弹性的承载力计算,显然无法达到"大震不倒"的目标。本文通过引入国际上先进的基于性能的结构抗震思想,以结构层间位移和结构构件变形作为性能目标,从定量上解决了既有钢筋混凝土建筑结构的抗震评估与加固问题。

粉煤灰中残留氨含量对混凝土性能影响

分析了粉煤灰中残留氨的存在形态,初步确定残留氨的存在形态为物理吸附的氨气、硫酸铵和硫酸氢铵。通过外掺硫酸铵的方法,研究粉煤灰中残留氨含量对混凝土性能的影响,研究结果表明:当粉煤灰中硫酸铵含量在2 000 mg/kg范围内,粉煤灰掺量为35%时,随着硫酸铵含量的增加,混凝土初始含气量略微增大,抗冻性能和抗渗性能略微降低,混凝土的初始坍落度和1 h变化率、1 h含气量变化率、凝结时间、抗压强度和劈拉强度不受硫酸铵含量变化的影响。

薄钢板剪力墙加固带填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

采用薄钢板剪力墙加固既有钢筋混凝土框架结构是一种简便有效的结构修复方法。为研究采用薄钢板剪力墙加固的带填充墙钢筋混凝土框架结构的抗震性能,对5个缩尺比为1∶3不同形式的两层单跨钢筋混凝土模型进行了水平荷载作用下的低周反复试验,分析了各模型的滞回性能、延性及耗能能力。结果表明,在水平荷载作用下薄钢板剪力墙加固的带有填充墙钢筋混凝土框架结构的水平承载力、耗能能力及延性均得到了明显的提升;与纯框架结构相比,有完整填充墙的框架结构的水平承载力、耗能能力和延性均有所提升,但带洞口填充墙的框架结构的延性并未提高;采用薄钢板剪力墙加固后的带填充墙钢筋混凝土框架结构的承载力和耗能能力均有提高,但延性均有降低,其原因是薄钢板平面内拉力场的作用引起钢筋混凝土框架柱内的剪力明显增加所致。

层次分析法在铁路既有混凝土桥梁综合性能评价中的应用

以层次分析法为基础,根据混凝土桥梁的结构特点,构造了综合性能影响因素的层次结构,建立了铁路桥梁的综合评价模型,并将其应用于铁路既有混凝土桥梁综合性能的评价中,具有一定的实用性。

采用后加混凝土构件加固的某既有砌体结构的抗震性能分析

后加混凝土构件加固方法是在原有砌体结构外部新增钢筋混凝土构件,形成一种新型的组合结构。本文对采用后加混凝土构件加固的某中学砌体教学楼进行抗震能力分析,通过计算分析可以发现:1采用后加混凝土构件加固方法可以大大提高了原砌体结构的抗震能力;2不同地震水准作用下,后加混凝土构件均充分发挥了分担水平地震荷载和增加结构整体性的作用;3设计的连接构件具有良好的连接性能,满足后加混凝土构件与原砌体结构协同工作的要求;4通过对层间位移角,层位移等指标的研究,验证了提出的设计方法的可行性。

不确定层次分析法在砼桥梁性能评价中的应用

以不确定层次分析法为基础,应用群判断、集值统计和重心决策理论,根据铁路砼桥梁的结构特点,构造了综合性能影响因素的层次结构,建立了既有铁路砼桥梁的综合评价模型,并将其应用于铁路既有砼桥梁综合性能的评价中,具有一定的实用性.

外钢框架-混凝土核心筒结构协同受力性能研究

为掌握外钢框架与混凝土核心筒协同工作的受力性能,对20个外钢框架-混凝土核心筒混合结构计算模型进行了静力弹塑性分析。总结了混合结构受力全过程、变形能力及影响因素、框架剪力沿高度分布的规律,得到了框架剪力最大层的位置。讨论了框架剪力的变化规律以及框架的强弱对框架剪力的影响。从框架作用力的变化解释了框架与核心筒之间剪力重分布的原因;研究了框架剪力最大层和底层框架柱的受力情况,提出了钢框架受压角柱在混凝土核心筒破坏前不出现受压破坏的要求以及限制外钢框架角柱轴压比的建议。

GFRP约束RC桥梁短柱抗震性研究

本文主要对GFRP加固已建的不能满足现有规范抗震规范设计要求的桥梁短柱进行试验研究。试验证明:用GFRP加固现有的剪切桥柱是及其有效的,能够大大地提高其变形性能和那里耗散能力。

采用超高性能混凝土加固后的既有砌体结构抗震性能分析

既有砌体结构因风化等环境作用,其抗震性能一般不能满足现行相关规范要求。为了提高既有砌体结构承载能力,在提高结构抗震性能的同时提升既有砌体结构的耐久性,以松原地区砌体结构震后加固实际工程为案例,在现行钢筋混凝土面层加固技术基础上,探讨了超高性能混凝土(UHPC)加固面层的加固性能。使用PKPM建模软件对该实际工程震前、震后结构性能进行了分析,根据现行国家相关规范进行了不同加固方法后的结构性能验算,并进行了对比分析。结果表明:UHPC面层加固对既有砌体结构受压承载力和抗震承载力影响显著,配筋UHPC面层抗震加固效果相对更优。

既有混凝土结构抗震性能提升技术的研究与应用

基于我国规范标准的两级鉴定方法及以"小震不坏"为单一目标的传统抗震加固为基础,总结得到基于性能的减震加固、隔震加固方法,给出既有建筑结构抗震性能评估方法及相关可量化指标、设计流程、关键技术等。经过分析得出,基于性能的减震加固、隔震加固技术相比传统抗震加固技术可实现更高的性能目标且具有比较明显的经济优势,在既有医疗建筑、防灾减灾建筑、学校等生命线工程的抗震性能提升中有着广泛应用前景。

连续梁与悬索组合桥梁钢混结合段受力分析

连续梁与悬索组合桥梁结构体系是由边跨混凝土外伸梁和跨中悬索部分通过钢-混结合段组合而成的一种新型组合协作体系桥梁,钢-混结合段处于2种体系的交界处,受力复杂。为研究此类组合协作体系钢-混结合段的力学特性和传力过程,文章以某连续梁与悬索组合桥梁方案设计为背景,进行钢-混结合段有限元建模,分析该组合桥梁结合段在最不利荷载组合工况下的受力性能以及轴力作用下的传力过程,并对钢-混结合段传力过程和刚度匹配的主要影响因素进行了参数分析。结果表明:在最大正弯矩工况作用下,钢-混结合段各构件应力水平较低,结合段设计有一定的安全储备;承压板为结合段主要传力构件,当承压板厚度越大,钢格室板厚度越小时,承压板传力比例越大;设置变高度T肋和混凝土过渡段可以起到很好的应力过渡作用,但T肋高度变化值和混凝土过渡段长度可以适当减小。

某核岛厂房钢板混凝土曲面墙滞回性能试验

以某核电厂房曲面墙为研究对象,采用低周往复水平加载试验的方式,对墙体与基础梁的插筋连接形式、钢板与混凝土的协作性、钢板的受力性能等进行试验验证。通过对破坏过程、滞回性能、刚度退化、应变等结果的分析,验证了原结构曲率超限墙体的可靠性。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小结构在竖向荷载作用下的变形差异,可采取以下措施:在钢框架上加设大型斜撑;在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架。利用有限元软件ETABS,对比分析了这几种结构形式的协同工作性能。分析结果表明:在钢框架上加设大型斜撑可明显提高结构的刚度,框架的剪力分配率更易满足规范要求,框架柱的材料利用效率更高;增设伸臂桁架对整体结构的刚度影响不大,但可有效减小钢框架和核心筒之间的竖向变形差;同时增设大型斜撑和伸臂桁架可显著提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能。

既有钢筋混凝土框架结构抗倒塌可靠度分析

钢筋混凝土框架结构在工业及民用建筑物中占有较大比例。结构在长期环境和荷载的作用下,会出现不同程度的损伤,使结构的性能下降,使得结构的耐久性和安全性受到影响。引入锈蚀钢筋的材料本构,对某复杂钢筋混凝土框架结构进行竖向承载力可靠度分析。根据稳定性分析和抗倒塌分析确定该结构的危险位置为底层框架柱,从而确定结构的状态方程,利用基于Kriging近似模型,对结构可靠度进行分析,随着钢筋锈蚀程度的加深,结构的失效概率增加。选取30条随机地震波,对该钢筋混凝土框架结构进行地震作用下的性能进行分析,该结构在地震作用下均处于基本完好到中度损伤之间,未到达倒塌的程度。随着钢筋锈蚀程度的加深,结果分布向中度损伤趋近。

混杂纤维混凝土与既有混凝土的粘结斜剪性能试验研究

目的研究混杂纤维及涂抹环氧界面剂对新老混凝土粘结性能的影响。方法对12组混杂纤维混凝土(体积分数为0.11%的聚丙烯纤维,体积分数分别为0.8%和1.2%的多锚点钢纤维)与既有混凝土粘结试件(100 mm×100 mm×300 mm)进行斜剪性能试验,并对粘结界面取样进行SEM扫描分析。研究不同纤维掺量及界面剂对新老混凝土的界面粘结强度、破坏形式的影响以及混杂纤维在粘结面的作用机理。结果与普通混凝土试件的粘结斜剪强度相比,1.2HFRC粘结斜剪试件强度提高幅度最大,达到了29%;混杂纤维混凝土试件与单掺钢纤维混凝土试件的粘结斜剪强度差异较小,二者平均提升幅度约为5%,纤维掺量每增加0.1%,斜剪强度平均提升约0.18 MPa;不同纤维掺量的混凝土试件在涂抹环氧界面剂后增幅平均为3 MPa左右。结论混杂纤维掺入后能有效改善粘结界面区的孔隙结构,提高界面粘结性能。