主震后损伤的摇摆自复位RC框架剩余抗震能力拟静力试验研究

预应力摇摆自复位RC(reinforced concrete)框架具有优良的抗震性能和震后自复位的能力。然而,对于经历过主震并产生了一定损伤的该类结构,经替换阻尼器等修复手段后结构仍具有的抗震能力水平却未有研究者关注。针对一栋经历过振动台试验并产生了损伤(预制RC梁、柱轻微损伤)的预应力摇摆自复位RC框架模型(1/2缩尺),替换了节点阻尼器,增加了2种新型低损伤填充墙,然后进行了往复加载的拟静力试验,研究了该结构的剩余抗震能力,包括:构件损伤的继续发展、阻尼器的性能、结构变形和自复位能力、低损伤填充墙的表现等,并采用能力谱法对结构的剩余抗震能力给出了评估。研究结果表明,尽管预制梁、柱在主震中产生损伤,但由于预应力筋始终未屈服,更换了节点阻尼器后结构仍具有很好的抗震能力和自复位能力;并且,本文所提出的2种新型填充墙也具有较好的与主体框架协同变形的能力,从而实现了减轻填充墙损伤的设计意图。

震后功能可快速恢复联肢剪力墙研究

震后功能可快速恢复成为地震工程领域的研究前沿。该文基于损伤控制的思想,提出一种震后功能可快速恢复的联肢剪力墙,由低损伤墙肢和可更换连梁组成。在强烈地震作用下,低损伤墙肢无损坏或轻微损坏,可更换连梁耗散地震能量,震后可通过更换连梁中的消能梁段(或阻尼器)而实现快速修复。试验研究表明,钢管-双层钢板-混凝土组合剪力墙的承载力高,压弯破坏时极限变形能力达1/33,远大于钢筋混凝土剪力墙的变形能力;在1/100位移角时,钢管-双层钢板-混凝土组合剪力墙轻微损坏,可作为低损伤墙肢。该文中可更换钢连梁由中部的消能梁段和两端的非消能梁段组成,大尺寸试件的拟静力试验表明,往复剪切作用下连梁的塑性变形和损伤集中在中部的消能梁段,可更换钢连梁的塑性转角可达0.06 rad,滞回曲线饱满、稳定,通过合理设计连接节点可实现强震后方便更换消能梁段。

钢板混凝土剪力墙抗剪性能试验研究

完成了2个内嵌钢板混凝土墙试件和3个外包钢板混凝土墙试件在恒定轴压力和往复剪切作用下的拟静力试验,用以研究钢板混凝土剪力墙的抗剪性能。墙试件采用工字形截面,剪跨比为1.2,腹板墙截面含钢率约6%。试验结果表明:试件腹板墙发生剪切破坏;当设计轴压比由0.3提高至0.6时,试件的受剪承载力略有提高,极限位移角减小约20%;在轴压比相同和腹板墙含钢率相近的情况下,外包钢板混凝土墙的变形能力比内嵌钢板混凝土墙大约20%;采用竖向加劲肋-缀条拉结代替栓钉-对拉螺栓连接,外包钢板混凝土墙的受剪承载力差异不大,但变形能力显著增大。对国内外46个钢板混凝土墙试验数据的分析表明,按中国规程JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》计算得到的受剪承载力平均为试验值的78%,计算公式偏于安全;而美国规范AISC 341-10和欧洲规范Eurocode 8的计算公式仅考虑钢板的抗剪贡献,计算值仅为试验值的51%,严重低估了钢板混凝土墙的受剪承载力。对大量剪力墙试验数据的分析表明,钢板混凝土墙的剪切变形能力显著优于钢筋混凝土墙和钢骨混凝土墙。