出踩与面宽方向柱头科斗栱抗震性能对比试验及数值分析

为研究加载方向对斗栱抗震性能的影响,文章基于地震作用的随机性和斗栱出踩与面宽方向的构造差异,对2个足尺柱头科斗栱分别沿出踩和面宽方向进行拟静力试验,得到斗栱的破坏模式、承载力、刚度与强度退化、耗能和变形能力。结果表明:斗栱在出踩和面宽方向分别加载时,大斗均相对平板枋滑移,馒头榫挤压剪断。出踩方向受力时单昂与桃尖梁相对滑移,面宽方向受力时整体明显转动。相比面宽方向受力的斗栱,出踩方向受力的斗栱具有更高的承载力、初始刚度和耗能能力,而变形能力较差。文章开展柱头科斗栱的数值分析,模拟结果与试验结果吻合较好,研究出踩和面宽不同加载方向、轴压荷载、木构件之间摩擦系数和木材弹性模量对其抗震性能的影响。结果表明:面宽方向是柱头科斗栱的最不利受力方向,其正负向承载力比出踩方向分别低19.21%和17.03%;轴压荷载和木构件之间摩擦系数越大,斗栱承载力越大,而木材顺纹弹性模量和横纹径向弹性模量对斗栱的初始刚度和承载力影响较小。

装配整体式梁柱节点的抗震性能对比研究

目的 研究预制柱纵筋间距放大后装配整体式T型节点和十字型节点的抗震性能,为工程设计提供依据。方法 对5个足尺梁柱节点试件进行低周往复荷载试验,通过对比各试件的滞回曲线、骨架曲线和位移延性等,研究了节点类型、柱纵筋间距和轴压比对梁柱节点抗震性能的影响。结果 装配式节点均发生梁端弯曲破坏,预制柱和节点核心区未见明显破坏,破坏主要是预制梁端底部纵筋屈服和梁端底部混凝土压碎脱落;楼板加强了叠合梁的抗负弯矩能力,叠合梁上部现浇混凝土和预制混凝土交界面出现明显的水平剪切裂缝;柱纵筋间距放大后,与对比试件相比,T型节点的承载力提高了9.2%,十字型节点的承载力提高了1.3%。结论 柱纵筋间距放大试件的延性和耗能能力与对比试件相差不大,柱纵筋间距放大对梁柱节点的抗震性能影响不大;十字型节点和T型节点位移延性系数相差不大。

简支波形腹板钢箱组合截面与传统截面箱梁桥抗震性能对比分析

为研究波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥(CW-SBCCGB)与传统箱梁桥抗震性能的异同,基于截面等效原理,根据某实际工程CW-SBCCGB的单箱截面,等效出波形腹板混凝土箱梁桥(CW-CBGB)和混凝土箱梁桥(CBGB)的单箱截面,再结合动力分析理论和ABAQUS有限元模型对比分析3种截面简支梁桥动力特性和抗震性能的不同。结果表明:3种截面简支梁桥前五阶振型不变,CW-CBGB和CBGB前三阶频率相比于CW-SBCCGB有所下降,但相差不超过1Hz,第四阶及以后频率差异逐渐变大;剪滞效应对CW-SBCCGB和CW-CBGB动力特性影响较大,对CBGB影响较小;在纵桥向+竖桥向和横桥向+竖桥向地震作用下,CW-SBCCGB和CBGB的墩顶位移和跨中位移均大于CW-CBGB结构,CW-SBCCGB主梁跨中截面剪力最小,CW-CBGB跨中截面弯矩最小,说明CW-SBCCGB和CW-CBGB的抗震性能均优于CBGB的抗震性能。

松动及加固后木结构燕尾榫节点抗震性能对比试验

古建筑木结构燕尾榫节点松动是一种常见的残损模式,为研究节点松动对抗震性能的影响,参照宋《营造法式》殿堂二等材的尺度要求,考虑不同松动程度、不同松动程度补强加固和不同松动程度震损后加固的节点,共制作了3组12个节点试件,对其进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验.结果表明:不同松动程度补强加固节点及不同松动程度且有损伤加固节点的破坏模式,与不同松动程度节点的破坏模式相似,榫头和卯口挤压变形明显,榫头被拔出,普拍枋与柱顶接触处出现剪切破坏,补强加固节点榫头拔出量明显减小;各节点滞回曲线均有明显“捏缩”效应,整体呈反“Z”型,补强加固节点的滞回环饱满程度略好;随节点松动程度增加,刚度及承载力均降低,随拔榫量的增大,其减小幅度降低;随节点转角增大,耗能能力逐渐减弱,补强加固节点的耗能及防脱榫能力明显高于未加固节点.节点在松动后仍具有较好的变形能力.

不同抗震设计的砖混结构校舍抗震性能对比

砖混结构在我国中小学校舍中所占的比例较高,在近几年发生的地震中,其震害十分明显。以中原地区某县中小学校舍鉴定汇总结果为基础,取某砖混结构教学楼为例,分未考虑抗震设计、考虑抗震设计和未考虑抗震设计但进行了抗震加固改造三种工况,以PKPM软件对其进行抗震性能对比分析,并以此方法对该县中小学砖混结构校舍进行抗震性能计算及对比分析。结果表明,校舍中考虑抗震设计的工况比其它工况的抗震性能高,该地区2000年前的校舍需改造加固。

现浇与预制再生混凝土框架结构抗震性能对比分析

分别对1/4缩尺且平立面相同的现浇和预制再生混凝土框架结构模型进行了振动台试验,对比研究了2个再生混凝土框架的自振频率、楼层剪力、楼层位移、层间位移等动力反应以及刚度退化、延性等抗震性能.对比分析表明,在弹性和弹塑性阶段前期,随着台面输入加速度峰值的增加,2个模型均呈现自振频率下降、楼层剪力和位移反应逐渐增大的趋势,且动力反应变化趋势和抗震性能差别不大;在弹塑性阶段后期,预制框架后浇节点破坏程度较明显,结构承载力低于现浇框架结构,且刚度退化更为迅速,层间位移较现浇框架结构明显偏大.预制再生混凝土框架抗震能力总体略差于现浇框架,但施工方式的不同对结构延性系数影响不明显.

内填不同材料填充砌块生态复合墙体抗震性能对比

通过对5榀1/2比例生态复合墙体模型(内填材料分别为:加气混凝土砌块、植物纤维生土基砌块、植物纤维水泥基砌块、再生EPS轻骨料混凝土砌块和棉花秸秆砌块)在水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验,研究生态复合墙体在低周反复荷载作用下的受力特点和破坏机制;对比不同内填材料填充砌块复合墙体的承载力、滞回特性、延性、强度退化、刚度退化和耗能等抗震性能。试验结果表明:砌块、肋格与外框能够在试验的弹性阶段、弹塑性阶段、破坏阶段依次发挥作用;内填植物纤维水泥基砌块的生态复合墙体发生"强板弱柱"弯曲型破坏,其余四榀墙体发生"强柱弱板"剪切型破坏;内填砌块的抗压强度、抗裂能力、弹性模量、与肋格的黏结能力是影响生态复合墙体特征荷载和特征位移的主要因素;5榀生态复合墙体的抗倒塌能力都较强。

装配整体式与现浇剪力墙结构抗震性能对比分析

为研究装配整体式剪力墙结构的抗震性能,设计制作了参数、加载制度等条件相同的12层装配整体式和现浇剪力墙1∶5缩尺模型结构,并对其进行了振动台试验。研究了两模型结构受地震作用时的裂缝形态、破坏机理,自振频率、振型和阻尼比等动力特性,楼层剪力、倾覆力矩、位移,最大层间位移角和结构延性系数等地震响应参数,并进行了对比分析。结果表明:装配整体式结构连接部位存在初始损伤,在首次地震波输入后,其自振频率下降较大,而二者的振型系数和阻尼比变化趋势基本一致;在弹性阶段,两模型结构的裂缝形态、楼层剪力、倾覆力矩、楼层位移和层间位移角的变化规律基本一致,随着输入地震波加速度峰值的增大,其量值无明显差异;结构进入塑性阶段,两模型结构的裂缝形态及其形成机理的差异,造成现浇结构的自振频率最终降低幅度、层间位移角大于装配整体式结构。两模型结构的地震响应均满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防目标。

双连梁与深连梁剪力墙结构抗震性能对比分析

依据汶川地震中双连梁剪力墙和深连梁剪力墙结构的实际震害对比,建立采用两种不同连梁结构形式的双肢剪力墙试件的有限元模型,运用有限元分析软件进行非线性计算,对比分析双连梁与深连梁剪力墙模型的破坏形态、极限承载力、滞回性能、延性及耗能能力。研究结果表明:与发生剪切型破坏的深连梁相比,双连梁屈服后剪力墙整体结构仍具有一定的抗侧变形能力,双连梁可以承受较大的塑性转角,成为剪力墙结构良好的耗能构件;双连梁剪力墙结构的位移延性及耗能能力均优于深连梁剪力墙结构,但其极限承载力和抗侧刚度较深连梁剪力墙结构低。

新配筋方案带板连梁抗震性能对比试验

通过对2个小跨高比新型配筋方案带板连梁与不带板连梁试件在低周反复荷载作用下的对比试验,揭示了整浇楼板对抗震连梁裂缝发育及破坏形态的影响规律,同时分析了带板连梁的强度发展、刚度退化、滞回及耗能性能等抗震特性,根据受力机理探讨了连梁的变形性能,提出了楼板在参与连梁抗剪作用中的有效板宽范围。

高速铁路低剪跨比桥墩抗震性能对比试验研究

低矮桥墩在高速铁路中被广泛采用,该类桥墩具有低纵筋率、低剪跨比、纵桥与横桥向剪跨比差别大等特点.为比较低矮桥墩纵桥与横桥两方向的抗震性能,根据模型相似理论,以典型的高速铁路圆端形桥墩为原型,墩高取8 m、16 m 2种,设计了4个桥墩模型,分别在纵桥与横桥方向进行了单向低周反复荷载试验,得到两方向的滞回曲线、骨架曲线以及桥墩破坏形态.试验结果表明,横桥向剪跨比为1.35的模型,表现出了剪切破坏模式,延性较差;而横桥向剪跨比为2.13的模型,墩底出现了少量的弯剪裂缝,但其破坏模式仍为弯曲破坏.顺桥向桥墩模型的破坏模式均为弯曲破坏,与已有试验结果相同.当进行高速铁路低剪跨比桥墩的抗震设计时,应保证地震作用下的桥墩横桥抗剪承载力以避免发生剪切破坏.

LNG储罐高低承台桩基础抗震性能对比分析

目前全容式LNG储罐基础常采用低承台和高承台桩基2种形式。采用弹性振动理论,并考虑壳液耦联振动效应,对全容式储罐高、低承台桩基的抗震性能进行对比分析,给出了2种桩基础形式下全容式LNG储罐结构与基础的震动特性,包括自振周期、单桩水平地震力、抗倾覆性能、罐底周边单位长度上的提离力、储液晃动周期以及晃动波高等。分析表明,高承台桩基的水平地震响应大于低承台8.69%、垂直地震响应大于6.34%;低承台桩基的抗倾覆能力比高承台高12.11%,抗提离能力高于高承台储罐11.42%;高承台的自振周期高于低承台;低承台基础结构的抗震能力要优于高承台基础结构。其结论对桩基础全容式LNG储罐的设计与施工具有一定的参考价值。

基于不同结构形式新型桥墩抗震性能对比分析

研究目的:在高地震烈度的山岭和峡谷地区高墩大跨连续刚构桥被大量建造的同时,探索和寻求适用于高烈度区该类桥型高墩的新型结构形式非常必要。本文以二郎河特大桥为工程背景,根据该桥双肢薄壁高墩截面(RC墩),基于承载力和墩顶刚度相同的原则,优化设计两种新型高墩截面:钢板连接的钢管混凝土高墩截面(CFS-1墩)和双波折腹板连接的钢管混凝土高墩截面(CFS-2墩);运用OpenS ees建立模型,采用Pushover方法研究这三种高墩截面结构的滞回曲线、累积滞回耗能、等效粘滞阻尼系数、骨架曲线、延性性能、刚度特性,对比分析三种高墩结构抗震性能的优劣。研究结论:(1)相同轴压比条件下,基于滞回曲线、累积滞回耗能、等效粘滞阻尼系数的对比分析,CFS-1墩和CFS-2墩耗能能力远远高于RC墩,CFS-2墩耗能能力略高于CFS-1墩;基于骨架曲线、位移延性系数、等效刚度退化系数的对比分析,CFS-1墩和CFS-2墩塑形变形能力明显高于RC墩,CFS-2墩塑形变形能力略好于CFS-1墩;(2)优化设计的新型CFS-1墩和CFS-2墩的抗震性能总体优于RC墩;(3)CFS-2墩的抗震性能略强于CFS-1墩,说明钢管混凝土柱间的连接方式对整个桥墩的抗震性能有影响,本研究中双波折腹板连接优于钢板连接;(4)本研究成果可供类似桥梁结构体系设计时参考和借鉴。

不同形式钢管混凝土框架节点抗震性能对比试验

目的对比分析两种框架节点的抗震性能,选出性能较好的框架节点,为工程实践提供试验依据和技术支持.方法对两个方钢管混凝土柱-钢梁节点和两个矩形钢管混凝土梁节点进行伪静力试验,以轴压比和梁柱线刚度比为变化参数,研究分析两种节点的破坏特征及机理、滞回曲线、延性和刚度退化等性能.结果 4个节点试件的破坏机理基本相同,首先是节点加强环板外的梁端产生塑性铰,然后依靠塑性铰区的转动耗散能量.与钢梁节点相比,矩形钢管混凝土梁节点的滞回曲线无明显"捏缩"现象,包络面积较大,耗能能力较强;位移延性系数可达到4.32,而钢梁节点为3.51,延性和变形能力较好,刚度退化程度较缓慢.结论矩形钢管混凝土梁节点的抗震性能优于钢梁节点,有进一步推广应用的价值.

有无填充墙的矩形钢管混凝土框架结构抗震性能对比试验

目的对比分析有无填充墙的矩形钢管混凝土框架的抗震及其受力性能，为框架的抗震应用提供理论依据和技术支持．方法对矩形钢管混凝土框架在水平方向上施加低周反复荷载，竖直方向上施加恒定的竖向荷载，以柱的含钢率作为对比分析指标进行试验研究．结果对于有无填充墙的矩形钢管混凝土框架结构体系，前者的承载能力明显优于后者．无填充墙的框架结构的延性系数在5．56～6．80，延性满足抗震要求；而带填充墙的框架结构变形能力稍弱，延性系数在4．07—4．27，但其破坏过程总体比较缓和，也满足延性框架位移延性系数大于4．0的要求．结论有填充墙的矩形钢管混凝土框架结构的抗震性能较好，实际工程应用中，应充分发挥填充墙的作用．

损伤钢筋混凝土框架加固后抗震性能对比试验研究

分别采用碳纤维布加固、碳纤维布钢板复合加固2种方法对两榀相同的损伤钢筋混凝土框架进行加固.为考察加固效果保证加固框架在抗震区应用的安全性,通过拟静力试验,对比分析了损伤加固框架和原框架的抗震性能,研究表明:加固后的损伤框架承载能力有了大幅度的提高,其中复合加固法能更好地提高结构的屈服荷载;采用碳纤维布加固框架的耗能能力明显高于复合加固框架;两种加固框架的位移延性系数均大于4,明显超过未加固框架,满足《抗震规范》中延性框架要求.

地下与地上钢筋混凝土矩形结构抗震性能对比研究

地下结构由于受周围土体的约束作用,其受力与变形特点与地上结构存在差异。采用Pushover分析方法分别对考虑土-结构相互作用的地下结构和不考虑土体的地上结构的抗震性能进行对比研究,探讨单层单跨和单层双跨钢筋混凝土矩形结构在有、无土体存在时抗震性能的差异。研究表明:考虑土-结构相互作用的地下结构变形能力与无土体时存在差异。在相同结构尺寸与初始轴压比的情况下,考虑土-结构相互作用的地下结构弹性层间位移角限值变小,地下结构更早出现塑性铰;单跨地下结构变形能力比地上结构的差,周围土体的剪切变形约束作用使得地下结构的延性变差;双跨地下结构与地上结构中柱变形能力相差不多,但侧墙的变形能力比地上结构的略差。因此,即使相同尺寸和初始轴压比的钢筋混凝土矩形结构,地上与地下结构的抗震性能仍存在较大差异,地上结构的相关研究成果不宜直接用于地下结构。

有无填充墙钢管混凝土框架抗震性能对比研究

为了钢管混凝土框架结构在不同荷载作用下抗震性能的分析。通过现场试验的方法,对有无填充墙的两种钢管混凝土框架结构进行了在承载能力、延性、耗能能力以及破坏机制的分析研究。研究结果表明:两种框架结构在进行水平低周反复加载试验,带填充墙矩形钢管混凝土框架结构较无填充墙的框架结构其滞回曲线更加饱满,耗能能力强等抗震性能。该成果对高层钢管混凝土结构具有一定的参考价值和指导意义。

不同类型钢-混凝土组合剪力墙超高层结构抗震性能对比

采用结构分析软件Perform-3D对分别带有内置钢板混凝土组合剪力墙、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙以及传统的型钢混凝土剪力墙的框架-核心筒结构进行静力和动力弹塑性分析,研究了三种剪力墙对整体结构的动力特性、位移反应和地震损伤的影响。研究表明,带有三种组合剪力墙的结构整体抗震性能优劣顺序依次为内置钢板混凝土组合剪力墙结构、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙结构、型钢混凝土组合剪力墙结构。

改进型节点钢框架整体模型的抗震性能对比分析

针对钢框架梁柱加宽型节点、削弱型节点和加宽-削弱型节点,在已经完成了三种改进型梁柱节点试验与有限元分析的基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了8层三种改进型节点框架和普通刚接框架模型,对其进行模态和8度罕遇地震作用下的动力时程分析,并详细对比分析四种钢框架的抗震性能。分析结果表明:与刚接框架相比,三种改进型节点框架在8度罕遇地震下实现了节点塑性铰外移,保护了梁端焊缝。与节点削弱型框架相比,节点加宽-削弱型框架有效的控制了结构的层间位移角;与节点加宽型框架相比,节点加宽-削弱型框架对结构基底剪力影响不大,柱脚和节点域塑性应变小于节点加宽型框架,因此具有更为可靠的抗震性能。