型钢再生混凝土框架—填充墙结构抗震性态水平和容许变形值研究

进行了2个1/2.5比例的型钢再生混凝土框架-填充墙结构的低周反复加载试验,主要研究轴压系数对型钢再生混凝土框架-填充墙结构破坏形态的影响和该结构在不同抗震性态水平的变形指标.结合现阶段国内外对钢筋混凝土结构划分性能水平的标准,将其划分为正常使用、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个阶段;通过试验结果分析了型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构的主要破坏形态、受力模式及特点,提出了上述四个性能水平划分的判别参数及标准;在总结国内外型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构试验研究资料的基础上,得出型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构各性能水平极限状态对应的层间位移角容许变形值.

不同填充墙布置的型钢再生混凝土框架抗震性能试验分析

进行了4榀单层单跨型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙试件的拟静力加载试验,对不同填充墙布置及墙体宽高比试件的破坏形态、承载力、层间位移角、耗能能力以及刚度退化等力学特性进行了分析.结果表明:填充墙的存在提高了框架结构的承载力及抗侧刚度;墙体半高填砌的框架,其峰值荷载、初始抗侧刚度均介于空框架与全高填充墙框架之间,其极限层间位移角、延性及耗能能力与空框架试验结果较为接近;墙体全高填砌的框架,其极限层间位移角及位移延性与空框架相比有所减小,但等效黏滞阻尼系数较大;随着墙体宽高比的增大,结构承载力有所提高,位移延性呈下降趋势,耗能能力变化不明显;填充墙框架的刚度退化率均高于空框架,墙体全高填砌框架的刚度退化率大于墙体半高填砌框架,且墙体宽高比越大,刚度退化率越大.

基于Perform-3D的型钢再生混凝土框架-填充墙结构力学性能分析

基于3榀缩尺比为1:2.5的单层单跨型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙结构在低周反复荷载作用下的试验研究,采用有限元分析程序Perform-3D对该结构进行非线性分析,研究水平荷载作用下结构的出铰机制,轴压比、宽高比对其承载力、刚度及延性的影响,并将计算结果与试验结果进行对比,两者较为符合.同时对试件承载力与顶点位移关系F-D曲线的影响因素进行分析,结果表明:随着轴压比的增大,框架的水平承载力及初始刚度有所提高,延性降低;随着宽高比的增大,框架的水平承载力及初始刚度提高,但后期刚度退化加快,延性降低.

再生混凝土空心砌块填充墙-型钢再生混凝土框架结构抗震性能试验研究

通过对4榀1/2.5比例单层单跨再生混凝土空心砌块填充墙-型钢再生混凝土框架结构的抗震性能试验,研究了填充墙砌块强度、轴压比以及墙体拉筋间距等对该结构抗震性能的影响。分析了试件的破坏形态、滞回曲线及骨架曲线、承载力、层间位移角、位移延性、耗能能力以及刚度退化。结果表明:再生混凝土空心砌块填充墙-型钢再生混凝土框架结构中墙体部分先于框架部分破坏,且框架的破坏机制符合"梁铰机制",滞回曲线较为饱满,耗能能力良好,具有较强的抗倒塌能力;随着填充墙砌块强度的降低,结构承载力下降,位移延性系数增大,初始刚度减小且刚度退化速率降低,结构破坏时层间位移角和等效黏滞阻尼系数增大;增大轴压比使结构承载力提高,位移延性系数下降,初始刚度明显提高且刚度退化速率上升,结构破坏时层间位移角以及等效黏滞阻尼系数均略有降低;减小墙体拉筋间距使结构承载力及位移延性有所提高,初始刚度增加,但刚度退化速率基本不变,结构破坏时层间位移角及等效黏滞阻尼系数均增大。

型钢再生混凝土框架-再生砌块填充墙结构恢复力模型试验研究

对7榀1/2.5比例单层单跨型钢再生混凝土框架-再生砌块填充墙模型进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究,分析了墙体设置形式、填充墙砌块强度、拉筋构造形式、轴压比以及墙体宽高比等设计参数对该种结构抗震性能的影响。研究了模型的典型破坏形态、荷载-位移曲线、承载能力以及位移延性等。结果表明:试验模型的典型破坏形态均符合"强柱弱梁"的破坏模式,框架部分的破坏程度随墙体全高填砌而减轻;在框架中加设墙体后可明显提高结构承载力和初始刚度,墙体填充率越大、填充墙砌块强度越高、拉筋间距越小、轴压比越高、墙体宽高比越大,结构承载力与初始刚度提高越明显;结构的位移延性均值达到6.26,高于钢筋再生混凝土框架-填充墙、普通钢筋混凝土框架-填充墙以及钢筋混凝土异形柱框架-填充墙等结构,抗倒塌能力较强。在试验研究的基础上,通过有限元与试验结合的方法,建立了相应的四折线恢复力模型,可用于型钢再生混凝土框架结构的弹塑性地震反应分析。

型钢再生混凝土框架-再生砌块填充墙结构抗震性能有限元分析

采用ABAQUS有限元软件,对型钢再生混凝土框架-再生砌块填充墙结构抗震性能进行非线性分析,并与试验结果相对比,验证了所建模型的合理性。进而对该结构进行参数分析,研究了再生混凝土抗压强度、框架柱型钢屈服强度、轴压比、墙体砌块强度以及墙体宽高比等参数对结构力学性能的影响。分析结果表明:增大再生混凝土抗压强度和框架柱型钢屈服强度,可以提高结构水平承载力,但对弹性刚度和延性性能影响不明显;随轴压比的增大,结构水平承载力呈现先升高后降低的趋势,弹性刚度变化不大,结构延性下降明显;提高结构墙体砌块强度以及墙体宽高比,可以显著提高结构水平承载力和弹性刚度,同时降低结构的延性。

型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙恢复力特性的试验研究

通过对5榀型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙模型在低周反复荷载作用下的骨架曲线、滞回曲线、延性及耗能等的分析,得到骨架曲线中各特征点的试验数据。在此基础上,利用ORIGIN8.0软件拟合得到考虑各类参数影响的无量纲化骨架曲线模型,进一步回归分析提出卸载刚度和再加载刚度退化规律,最终提出型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙的恢复力模型。将实测骨架曲线与恢复力模型进行对比分析表明,该模型拟合效果较好,可用于型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙的弹塑性地震反应分析。