粗骨料表面经黏弹性处理后的混凝土阻尼比

通过对粗骨料表面进行黏弹性处理来放大界面效应,从材料角度研究小变形情况下粗骨料界面与混凝土阻尼比之间的关系.为了消除粗骨料表面积大小对混凝土阻尼比的影响,制备了总表面积为一定值的粗骨料,配制成长方体阻尼试件,采用悬挂自由振动法测定了粗骨料表面黏弹性处理前后的混凝土阻尼比变化.

粗骨料表面经强化处理后混凝土阻尼研究

将粗骨料表面进行强化处理来放大界面效应,从材料角度研究混凝土在小变形情况下粗骨料界面与混凝土阻尼之间的关系.研究时,为了消除粗骨料表面积大小对混凝土阻尼的影响,制备了总表面积为一定值的粗骨料,配制了长方体阻尼试件,采用悬挂自由振动法来测定粗骨料表面经强化处理前后的混凝土阻尼比变化.

复合纤维增强混凝土阻尼测试装置开发与试验研究

纤维与聚合物的掺入可以明显改善混凝土材料的阻尼性能。本文首先给出了正弦交变激励下粘弹性材料三点弯曲梁阻尼特性关系，其次首次自主开发了大尺寸材料的阻尼性能测试装置，然后利用开发的装置在频率（0．5～2．0Hz）条件下测定了6种不同配比复合纤维增强阻尼混凝土的损耗因子与储存模量，最后对纤维的阻尼增强机理进行了初步探讨。试验结果表明：复合纤维增强阻尼混凝土与素混凝土相比，提高了混凝土的损耗因子80％～200％。主要原因是聚合物分子在外力作用下的内耗增加了普通混凝土的阻尼能力，而纤维的阻尼增强机理在于纤维的掺入增加了纤维与水泥基材的界面摩擦力。

基于分数阶黏弹性模型的混凝土阻尼频率相关性研究

阻尼作为反映耗能特征的参数,对动态荷载下结构响应有重要影响。针对强迫振动条件下循环荷载形式对混凝土材料阻尼的影响,结合普通混凝土试验数据并收集152组文献测试结果,详细分析了混凝土材料阻尼与荷载频率的相关性。发现在低频范围时(<3.0 Hz),混凝土材料阻尼均随荷载频率增大呈非线性降低,与经典整数阶黏弹性模型计算规律不符。基于分数阶微积分理论对经典整数阶模型的导数阶数进行改进(0<导数阶数<1),发现修正后分数阶模型能够更好反映混凝土材料阻尼与循环荷载频率在低频时的非正相关性,导数阶数小于0.12,表明混凝土呈现弱黏弹性效应,为混凝土动态性能分析提供一种新的模型选择和参数参考。

硅灰掺加方式对混凝土阻尼性能影响

为了研究硅灰对混凝土阻尼性能的影响,从硅灰掺加方式和掺量角度出发,通过采用SFAD(硅灰按水泥质量比掺入混凝土)和SFRE(硅灰等质量取代细集料掺入混凝土)两种掺加方式,并基于硅灰的不同掺量,研究了硅灰对混凝土动态性能和静态性能的影响,建立了硅灰与混凝土抗压强度和阻尼比的线性关系。研究结果表明:与基准混凝土相比,SFAD混凝土抗压强度提升效果高于SFRE混凝土,硅灰掺量与抗压强度正相关,相关系数R2分别为0.9824和0.9550;SFRE混凝土比SFAD混凝土阻尼性能更优异,且SFRE混凝土阻尼比与硅灰掺量呈良好的负相关关系,相关系数R2高达0.9934,SFRE混凝土最佳硅灰掺量为5%左右。

小跨高比连梁混合暗支撑高阻尼混凝土联肢剪力墙试验研究

混合暗支撑高阻尼混凝土联肢剪力墙是一种新型延性双肢剪力墙,它将暗支撑引入双肢墙的两个墙肢,将内置带剪力钉钢板连梁作为剪力墙洞口连梁,墙身由高阻尼混凝土浇筑而成。本文对这种新型联肢剪力墙结构进行了低周反复加载实验与数值模拟,较系统地分析了该新型剪力墙结构的承载力、延性、耗能、破坏机制、破坏特征以及刚度衰减过程等性能。结果表明:与现有暗支撑混凝土联肢剪力墙相比,混合暗支撑高阻尼混凝土联肢剪力墙开裂强度、极限承载力、耗能能力及变形能力均有一定程度的提高,显示了良好的抗震性能;当剪力墙连梁跨高比越小,混合暗支撑高阻尼混凝土剪力墙的抗震性能越好。

高阻尼混凝土的试验研究及阻尼机理探讨

研究了羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨、硅粉等掺合料对混凝土的抗压强度和阻尼性能的影响,并对羧基丁苯胶乳、硅粉和石墨的作用机理进行了探讨。研究结果表明:聚酯纤维不是一种理想的外加掺料,而控制羧基丁苯胶乳、石墨和硅粉在一定的范围内,可以获得抗压强度和阻尼性能相对统一的高阻尼混凝土;硅粉能明显提高掺入了胶乳的混凝土的强度,而石墨可进一步改善混凝土的阻尼性能。

高阻尼混凝土混合暗支撑双肢剪力墙试验研究

提出了一种新型联肢剪力墙结构,并通过低周反复荷载试验研究了其抗震性能.较系统地分析了该新型剪力墙结构的刚度及其退化过程以及承载力、延性、耗能、破坏机制和破坏特征等.通过同现有研究结果对比表明,高阻尼混凝土混合暗支撑联肢剪力墙具有明确的两道抗震防线和更好的耗能能力,比现有暗支撑双肢剪力墙抗震性能更好.

高阻尼混凝土框架的动力特性与抗震试验

在混凝土中加入高阻尼掺料，从而有效地提高钢筋混凝土结构自身的阻尼比，这是从材料角度出发的一种新的结构振动控制方法。本文利用聚合物的高阻尼特性和材料的表面改性技术，在普通钢筋混凝土柱中掺加一定数量的苯丙乳液和改性的硅粉，制作了3组单层两榀混凝土框架；然后对其进行了试验研究，测定了框架结构的阻尼比和频率等动力特性；并且研究和比较了不同地震动下高阻尼混凝土框架的相对位移和绝对加速度反应。试验结果表明：改性硅粉和苯丙乳液的加入均可以提高混凝土框架结构破坏前后的阻尼比，分别提高52．4％、82．3％和27．5％、42．5％；改性硅粉可以有效地提高混凝土框架结构破坏前后的刚度，分别提高5％和15％～50％；虽然苯丙乳液的加入降低了混凝土框架结构的初始刚度，大约降低17％，但却提高了混凝土框架结构破坏后的残余刚度，提高大约10％～20％。改性硅粉和苯丙乳液的加入对于混凝土框架结构地震反应的减振控制起到了很好的作用。

高阻尼混凝土构件阻尼性能研究

首先测得了钢筋、高阻尼砂浆及高阻尼混凝土悬臂梁在不同初始顶点位移下的自由衰减曲线,得到了构件阻尼比随变形增大的变化规律。研究了聚灰比、乳液共混及不同纤维的掺入对高阻尼混凝土悬臂梁力学性能和阻尼性能的影响。在此基础上,提出了高阻尼混凝土构件阻尼比的计算理论与方法。通过与国内外相关研究的比较,校验了该方法的科学性。

高阻尼混凝土带暗支撑剪力墙抗震性能试验研究

为了改善普通带暗支撑剪力墙的抗震性能,本文尝试将高阻尼混凝土代替普通混凝土应用于剪力墙中,同时提出了一种改善低剪力墙延性的新型配筋方案。为了准确把握这些新型带暗支撑剪力墙的抗震性能,共完成了6片不同形式剪力墙的低周反复加载试验,得到了各种剪力墙在低周往复荷载作用下的破坏模式、承载力、滞回曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标,考察了剪跨比、轴压比对剪力墙抗震性能的影响,论证了高阻尼混凝土带暗支撑剪力墙与新型低剪力墙配筋方案的可行性。试验结果表明:与普通混凝土带暗支撑剪力墙相比,高阻尼混凝土带暗支撑剪力墙的阻尼比、变形能力和耗能能力均有较大幅度提高,后期刚度稳定性更好;与普通带暗支撑低剪力墙相比,新型配筋低剪力墙的延性和耗能能力显著提高,具有良好的承载力,滞回环更饱满,抗震性能得到显著改善。

带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒斜向加载拟静力试验研究

为研究双向耦合作用对带钢板暗支撑高阻尼混凝土核心筒抗震性能的影响,对两个试件进行了低周往复荷载试验,其中HCW-P加载角度为0°,HCW-D为45°。研究了不同加载角度时,试件的破坏形态、承载力、延性、耗能等。结果表明,斜向45°加载试件的破坏形态与0°加载试件有较大的不同,HCW-D斜裂缝主要集中于中部墙肢,端部墙肢则主要为水平裂缝,而HCW-P则是水平及斜裂缝共存于腹板;在抗震性能方面,HCW-D的屈服位移、极限位移均有提高,延性系数下降,峰值承载力及耗能增加。对HCW-D的混凝土及钢筋应变进行了分析,应变分布表明,在受到正向水平荷载作用时,一个端部墙肢以受拉为主,呈小偏心受拉,另一个则是以受压为主,呈小偏心受压,且中部墙肢洞口约束边缘构件受压较大,连梁参与作用较小。

高阻尼混凝土的耐久性试验与综合评定

在水泥砂浆中掺加一定掺量的苯丙乳液、聚醋酸乙烯乳液、甲基纤维素、乳胶和硅粉,可以提高聚合物阻尼增强水泥砂浆的损耗因子和储存模量,为了研究这些掺料对混凝土长期性能的影响,采用能分别体现高阻尼混凝土抗冻融能力、抗氯离子渗透能力和抗渗能力的4个指标(即剥落量、耐冻融系数、通过电量和渗水深度)作为影响因素,在试验的基础上,应用模糊综合评定的方法评定了高阻尼混凝土的耐久性,为今后混凝土耐久性的综合评估提供了一种新的探索.

约束阻尼混凝土板对汽机基础中间平台减振降噪的研究

针对汽机基础中间平台的减振问题,在相同条件下对普通混凝土板与约束阻尼混凝土板分别进行振动与噪声对比试验,得出了两块板的模态阻尼比与噪声测量数据.数据结果表明,约束阻尼混凝土板的阻尼效果在不同频率、不同振型下是不同的,对板本身受激励所发出的噪声也有一定的降噪效果.

高阻尼混凝土的抗渗性能研究

制备出高阻尼混凝土并采用快速氯离子渗透法研究了轻集料掺量及其掺入方式对其抗渗性能的影响。结果表明,与同强度等级的普通混凝土相比,高阻尼混凝土具有更好的阻尼功能和抗渗性能,提高轻集料掺量或延长轻集料预湿时间,可较明显地改善高阻尼混凝土的阻尼功能和抗渗性能;利用SEM、孔结构试验探讨了轻集料提高阻尼混凝土抗渗性的作用机理。

高阻尼混凝土剪切阻尼性能的测试装置设计

高阻尼混凝土的阻尼性能与工作频率紧密相关,以往测试材料阻尼性能的黏弹谱仪或动态力学分析仪,无法测试如混凝土之类大尺寸材料的剪切阻尼性能.针对高阻尼素混凝土剪切直杆,采用复阻尼模型,建立剪切振动方程,通过振型分解法求得简谐荷载激励下杆端稳态位移反应,得到了混凝土材料剪切阻尼性能的测试公式,并设计了相应的阻尼测试装置.该测试装置为研究混凝土类大尺寸材料的剪切阻尼性能和阻尼机理奠定了重要基础.

基于频响函数的高阻尼混凝土悬臂梁试验分析

本文对两根分别为普通C35混凝土悬臂梁及高阻尼混凝土悬臂梁进行了拟静力加载和锤击振动测试的交叉试验。基于结构频响函数,研究高阻尼混凝土悬臂梁基本频率与阻尼比随损伤的变化趋势;考察悬臂梁在不同损伤阶段的裂缝开展情况,建立悬臂梁弯曲动刚度与损伤之间的关系;通过各锤击点不同损伤阶段的频响函数,考察悬臂梁的动刚度退化情况。研究表明:随着控制位移的增加,两悬臂梁构件基本频率均逐渐减小,第一阶阻尼比则先增大后减小;高阻尼混凝土悬臂梁在屈服点后阻尼比显著高于普通混凝土;混凝土悬臂梁动力特性随损伤的关系与悬臂梁裂缝数量、裂缝宽度及塑性发展密切相关。

高阻尼混凝土在框架—剪力墙结构中的应用

从材料的角度出发,为深入探讨采用高阻尼混凝土的结构的动力响应问题,以12层框架剪力墙结构为例,运用大型有限元分析软件ANSYS,对采用高阻尼混凝土的不同方案建立了三维有限元模型,分别进行了模态分析和时程分析,并对计算结果进行了比较,有限元分析表明：高阻尼混凝土结构的动力特性较普通混凝土结构有了显著的改善,而且当高阻尼混凝土仅用于结构的框架中时,其改善效果与整体结构都使用高阻尼混凝土的效果比较接近。

纤维增强钢筋混凝土柱的抗震性能试验研究

纤维与胶粉的掺入可以改善混凝土材料的阻尼性能。本文首先利用自主开发的三点弯曲梁式大尺寸材料阻尼测试装置在频率（0.5-2.0Hz）条件下测定了4种不同配比纤维增强阻尼混凝土的损耗因子与储存模量,然后利用配制的纤维阻尼增强混凝土制作了4个框架柱,通过单轴滞回特性试验研究了在相同的轴压比、配筋率、配箍率、剪压比条件下,纤维增强阻尼混凝土与普通混凝土在非线性阶段阻尼性能、抗震性能及破坏特征的差异,得出纤维增强阻尼混凝土的骨架曲线和恢复力曲线的特征点。试验结果表明：在弹性范围内,纤维可以大幅提高素混凝土的阻尼性能,使素混凝土的损耗因子提高大约80%-200%,但是当构件进入非线性阶段以后,材料阻尼对普通混凝土阻尼性能影响很小。

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。