双层圆钢管混凝土长柱压扭滞回性能试验

为研究双层圆钢管混凝土长柱在压、扭荷载作用下的力学性能,利用研制的Stewart六自由度加载平台,进行了两个普通圆钢管混凝土长柱和两个双层圆钢管混凝土长柱试件在纯扭、压扭作用下的低周往复试验。对比分析了各试件的承载力、扭转变形、耗能、滞回性能,进行了有限元参数分析。研究表明:普通圆钢管混凝土长柱和双层圆钢管混凝土长柱均具有较好的抗扭能力;与普通圆钢管混凝土长柱相比,双层圆钢管混凝土长柱的初始刚度和承载力略有提升,滞回曲线更饱满,耗能能力和延性大幅提升;参数分析表明含钢率一定时,内层钢管径厚比越大,对抗扭越有利;一定范围内的轴向荷载,可提高钢管混凝土柱的抗扭能力。

应用于海洋工程中水平受荷桩特性分析的修正P-y曲线模型

水平受荷桩特性常采用API规范中的P-y曲线法进行分析,但是对于长期受循环荷载的海洋工程中的水平受荷桩来说静力计算结果往往偏小.为此,首先在API规范的基础上对其中的3个关键参数静止土压力系数K_0、投影角α和初始地基刚度K进行了重新定义和取值,并采用两个试验桩进行了验证,结果证明修正后的P-y曲线模型相对API规范模型和双曲线模型能更有效地预测单桩位移反应性状.同时,在静力分析基础上,针对Rosquo3t折减方法的不足,对其中影响系数a的取值进行了改进,将改进后的折减方法与修正后的P-y曲线模型相结合仍然对前述两个循环荷载作用下桩的水平受荷特性进行了分析,结果表明修正方法得到的计算结果和实测值吻合得很好.

钢管混凝土柱-环扁梁和环梁中节点试验对比

对钢管混凝土柱-环扁梁和环梁4个节点在静载和低周反复荷载作用下的试验结果从承载力和变形能力两方面进行研究,环扁梁和环梁节点在扭矩、破坏形态、延性、耗能能力、刚度等方面进行研究。试验结果表明:在地震区推广应用钢管混凝土柱-钢筋混凝土环扁梁节点的结构体系具有较强的可行性。

现浇剪力墙装配整体式框-剪结构抗震性能

为研究现浇剪力墙装配整体式框-剪结构的抗震性能,对2榀(其中1榀为装配式试件PCFW1,1榀为全现浇试件RCFW)1/2比例两层两跨混凝土框-剪结构试件进行拟静力试验,研究其破坏过程和机理、滞回性能、延性、耗能能力和塑性铰发展情况等.结果表明:装配式试件PCFW1与全现浇试件RCFW相比,其破坏过程、破坏机制和最终破坏形态基本相同.装配式试件PCFW1与全现浇对比试件RCFW的滞回曲线均较为丰满,试件的屈服荷载、峰值荷载、极限荷载均略大于全现浇试件RCFW的相应值,但其差值均小于10.0%,延性低于全现浇试件RCFW;灌浆套筒可以有效传递纵向钢筋应力;现浇剪力墙装配整体式框-剪结构中,顶层边节点处梁上钢筋弯锚可用钢筋焊端锚板代替.

梁-梁连接型预制钢骨混凝土梁柱节点变形性能试验研究

为解决传统装配式节点连接构造复杂、节点核心区易发生剪切破坏的问题,提出了一种基于梁-梁连接的预制钢骨混凝土梁柱节点。以轴压比、连接区混凝土类型和连接方式为参数设计了4个足尺十字形节点试件并进行了低周往复加载试验,考察了该新型节点在低周往复荷载作用下的破坏过程及破坏模式,通过研究梁的挠度、连接区钢材应变、节点核心区箍筋应变和柱底钢材应变分析了该新型节点的损伤程度与机理。结果表明:传统现浇节点在其核心区发生剪切破坏,而新型节点均在梁-梁连接区发生弯剪破坏,新型节点连接构造简单,安全可靠;轴压比的增大抑制了节点核心区及连接区裂缝发展,但加剧了梁的挠度突变和柱底应力集中,加重了节点损伤且削弱了节点变形能力;在梁-梁连接区使用纤维混凝土可以有效延缓试件裂缝开展及减缓梁的挠度突变,降低了节点损伤程度。研究结果可为装配式钢骨组合节点在地震区的推广应用提供参考。

新型PEC柱-钢梁T形件连接组合框架层间抗震性能数值模拟

以采用预拉对穿螺栓T形焊接连接的新型卷边PEC柱-钢梁组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行了拟静力循环荷载下抗震机理的数值模拟。基于模拟数据整理,分析了试件结构的承载力、抗侧刚度、节点连接性能、耗能能力、剪力分配、变形模式、节点域传力机理和破坏机构等抗震性能。研究结果显示:试件具有较高的承载能力、较大的初始抗侧刚度和良好的耗能能力;新型卷边PEC框架柱平均分担水平力,层间变形表现为剪切型变形模式;预拉对穿螺栓连接表现出部分自复位功效;T形件的设置既保证了节点的必要刚度,又使得试件破坏模式为梁端出现塑性铰位置外移至T形件外端部的塑性机构,更好地满足了"强柱弱梁"的抗震要求,且对应层间剪切角和节点连接转角均超过中震层间侧移限值1/50,表明该结构体系具有良好的抗倒塌能力。研究成果可为卷边PEC柱相关框架结构体系的进一步研究和工程应用推广提供参考。

钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点设计方法

介绍了钢管混凝土柱-环梁中节点(环梁节点)在静载和低周反复荷载作用下的设计方法,其可靠性得到试验数据的证实。结果显示,在地震区推广应用钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点的结构体系具有较强的可行性。

方钢管混凝土框架-斜加劲薄钢板剪力墙的抗震性能试验研究

对2个单跨两层1:3比例的方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙试件进行了低周反复荷载试验,研究了斜十字加劲薄钢板剪力墙的抗震性能,并与方钢管混凝土框架-非加劲薄钢板剪力墙进行比较.得到了方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、特征荷载和位移及抗震性能指标,分析了结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载能力及刚度退化等力学性能.结果表明,方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙具有较高的侧向刚度和承载力,良好的延性及耗能性能;斜十字加劲肋的设置提高了薄钢板剪力墙的强度和刚度,有效抑制了钢板墙的面外变形.方钢管混凝土竖向边缘构件保证了薄钢板剪力墙性能的充分发挥.

钢管混凝土柱-环扁梁中节点的理论分析

研究了钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁中节点(简称环梁节点)和钢管混凝土柱-钢筋混凝土环扁梁中节点(简称环扁梁节点)的内力传递机理,提出了环梁节点、环扁梁节点静载实验和低周反复荷载实验的节点受力模型,分析了静载实验和低周反复荷载实验节点受力模型的不同点.研究表明,在静载作用下,环梁、环扁梁节点计算截面有剪扭、拉弯和纯弯截面;在低周反复荷载作用下,环梁、环扁梁节点计算截面有剪扭、拉弯和纯扭截面.

CFST柱-RC环梁节点试验研究

文章对钢管混凝土(CFST)柱-钢筋混凝土(RC)环梁中节点(JN-1、JN-2)这2个节点在静载和低周反复荷载作用下的试验结果从承载力和变形能力两方面进行分析,并对环梁节点在破坏形态、延性、耗能能力等方面进行研究。试验研究表明,静载试验中,环梁节点在交界处形成塑性铰,向框架梁延伸;低周反复荷载试验中,环梁节点在环梁与框架梁交界处形成塑性铰。环梁节点满足传递梁端剪力和弯矩的要求,塑性铰在框架梁端,节点表现出良好的延性,容易达到"强柱弱梁"的抗震设计目的。

卷边PEC柱-钢梁(BRS)端板连接组合框架中间层抗倒塌机理数值模拟

为研究卷边PEC柱-钢梁组合框架中间层抗倒塌机理,以采用端板预拉对穿螺栓连接的新型卷边钢板组合截面PEC柱(弱轴)-钢梁(BRS)组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行水平低周往复荷载下倒塌机理的数值模拟。基于计算数据,对比分析试件承载力、抗侧刚度、连接性能、耗能能力、剪力分配、变形模式、节点传力机理和破坏机构等抗震性能。结果显示:试件具有较大的承载能力和初始抗侧刚度;卷边PEC框架柱平均分担层间水平剪力,层间变形表现为剪切型变形模式;预拉对穿螺栓实现了部分自复位功效,而梁截面削弱满足了连接的转动能力和结构耗散地震能的需求;试件最终破坏模式为梁端削弱截面处出现塑性铰而使结构形成塑性机构,相应连接转角和试件中间层层间剪切角均超过中震层间侧移限值1/50,表明该结构体系具有良好抗震延性和抗倒塌性能。

钢管混凝土柱-环扁梁中节点低周反复荷载试验——钢筋应变和承载力研究

介绍钢管混凝土柱-环扁梁中节点(环扁梁节点)和钢管混凝土柱-环梁中节点(环梁节点)的制作和试验过程,给出了这2个节点在低周反复荷载作用下钢筋应变和承载力的试验数据。试验结果显示,环梁节点和环扁梁节点的框架梁(扁梁)梁端纵筋及环梁(环扁梁)纵筋大部分均屈服,材料得到充分利用;正向加载时,由于扁梁高度较小,出现裂缝后承载力退化较快。

新型PEC柱(强轴)-钢梁(BRS)端板连接组合框架中间层抗震机理数值模拟

以端板预拉对穿螺栓连接的卷边钢板组合截面PEC柱(强轴)-钢梁(削弱截面)组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行拟静力循环荷载下抗震机理的数值模拟.基于模拟结果,对比分析试件结构的承载力、抗侧刚度衰减、连接性能、耗能能力、剪力分配、变形模式、节点传力和破坏机构等抗震性能.结果显示:试件具有较大的承载能力、较高的初始抗侧刚度和优越的耗能能力;PEC框架柱平均分担层间水平剪力,层间变形表现为剪切型变形模式;预拉对穿螺栓设置使得连接表现出一定程度的自复位功效,而梁截面削弱进一步改善了连接的转动能力和试件整体耗能延性;试件最终破坏模式为所有梁端削弱截面处形成塑性铰的塑性倒塌机构,且形成对应层间侧移角和连接转角均超过中震层间侧移限值1/50,表明该结构体系具有良好的抗倒塌性能.

外伸式端板连接的蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋混凝土柱组合节点抗剪性能研究

通过低周往复加载试验,研究了外伸式端板连接的蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋混凝土柱组合节点的抗剪性能,得到如下结论:由于焊接环式箍筋的约束,三向受压状态下节点域的混凝土抗剪能力比钢筋混凝土节点混凝土的抗剪能力显著提高;外伸式端板连接型蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点高强螺栓预压力的存在,使得节点域的混凝土开裂较少,改善了节点域的抗剪性能.

边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑中的主要抗侧力构件,边缘约束情况是影响剪力墙抗震性能的一个重要因素。为研究边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,本文进行了三片边缘约束情况不同的钢筋混凝土剪力墙的低周反复试验,并对试验结果进行了分析,分析内容包括:破坏形态、水平承载力、位移延性系数、刚度退化、抗震耗能能力等方面。研究结果表明,合理地设置边缘约束能够扩大塑性破坏区域,提高试件的水平承载力,改善其抗震耗能性能。研究进一步发现,边缘纵筋配筋率在提高试件的水平承载力,改善其抗震耗能性能和刚度退化程度方面影响显著,而边缘配箍率对抗震性能的贡献在本次试验分析中表现得并不明显。

复式钢管混凝土外钢管不连通环梁节点抗震性能试验研究

设计一种用于复式钢管混凝土结构的新型外钢管不连通环梁节点,介绍该新型节点的构造和制作过程,进行四个梁柱组合体低周反复荷载试验,研究新型节点的抗震性能。试验结果表明:新型节点具有较好延性和变形能力,增加环梁配筋率和柱内钢管尺寸可提高节点的承载力。通过合理的构造措施,外钢管不连通环梁节点中内钢管混凝土、竖向插筋和密排环箍以及周边环梁一起保持了钢管混凝土柱的连续性,节点整体性强,满足结构设计"强柱弱梁"及"强节点弱构件"的设计原则,具有较好的抗震性能。

不同轴压比带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒抗震性能研究

提出了一种新型带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒,并对两个轴压比分别为0. 1和0. 2的试件HCW2与HCW3进行了低周反复荷载试验,得到了核心筒的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等。试验结果表明,轴压比增大可提高承载力和初始刚度,但同时也会导致延性降低,刚度退化快,耗能能力降低等。分析了翼缘的剪力滞后现象,HCW3初期剪力滞后效应较小,但后期高于HCW2。利用有限元软件Open Sees模拟了两个试件的滞回曲线等,与试验结果吻合较好,在此基础分析了不同轴压比时本文结构形式核心筒(HCW)的承载力与延性,并与普通核心筒NCW、带钢板暗支撑核心筒BCW进行了对比,结果显示,HCW在高轴压比时延性明显高于后两者。

部分高阻尼剪力墙抗震性能试验研究与数值模拟

在高阻尼混凝土带暗支撑剪力墙研究的基础上,本文尝试在塑性区用部分高阻尼混凝土代替全部由高阻尼混凝土浇筑的剪力墙。为了进一步提高阻尼混凝土剪力墙的延性,提出了用具有超高延性高阻尼ECC在塑性区部分浇筑的剪力墙结构。为了准确把握部分高阻尼带暗支撑剪力墙的抗震性能,本文设计并完成了1片部分高阻尼带钢筋暗支撑剪力墙及1片部分高阻尼ECC带钢筋暗支撑剪力墙的低周反复加载试验,得到了2片剪力墙在低周反复荷载作用下的破坏模式、承载力、滞回曲线和耗能能力等抗震性能指标。通过与普通高阻尼混凝土带暗支撑剪力墙试验结果的对比,论证了部分高阻尼带暗支撑剪力墙的可行性,并应用有限元分析软件ABAQUS进行了数值模拟。结果表明:与高阻尼混凝土带暗支撑剪力墙相比,部分高阻尼混凝土剪力墙的承载力、延性和耗能降低不大。与部分高阻尼混凝土带暗支撑剪力墙相比,即使在较高轴压比下,部分高阻尼ECC剪力墙的承载力、刚度和耗能能力也有大幅度的提高,抗震性能得到显著改善。

设置栓钉的方钢管混凝土柱抗震性能试验

对9个方钢管混凝土柱试件进行了低周反复试验,截面尺寸为500 mm×500 mm,钢管壁厚10 mm。依据钢管内壁焊置栓钉数量的不同将试件分为无栓钉、单排栓钉(栓钉间距250 mm)、双排栓钉(栓钉间距167 mm)三组,每组三个试件,分别采用0.4,0.5,0.6和0.8的试验轴压比。试验表明,高轴压比试件滞回曲线狭小,延性差,低轴压比试件滞回曲线饱满,延性较好;随着栓钉布置的增多,试件的水平峰值荷载略微增大,荷载位移延性略微降低。

预制拼装混凝土桥墩抗震性能拟静力循环加载试验

为了研究预制拼装桥墩与整体现浇桥墩抗震性能方面的差异,以常见城市高架桥为工程背景,制作完成了3个缩尺比为1∶3.5的试件模型,进行了整体现浇桥墩和无粘结预应力钢绞线预制拼装桥墩拟静力循环加载试验。通过给墩顶施加强迫往复位移,从5个方面研究了预制拼装桥墩与整体现浇桥墩抗震性能的差别,并对试验结果进行了纤维模型计算分析。结果表明:无粘结预应力预制拼装混凝土桥墩混凝土破坏轻微,耗能能力较弱,残余位移小,适合低烈度地区;无粘结预应力带耗能钢筋预制拼装混凝土桥墩墩底混凝土有明显压碎,耗能能力强,残余位移相对于钢筋混凝土现浇桥墩较小,适合中高烈度地区。