外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱是一种新的加固形式。在其运用到结构抗震加固时,必须保证加固构件具有良好的延性破坏机制,为此进行了7根碳纤维布与角钢复合加固钢筋混凝土柱的低周反复试验,并编制了复合加固钢筋混凝土柱全过程分析程序,对轴压比、碳纤维布用量、角钢用量等影响复合加固效果的因素进行了分析。试验及电算结果均表明,复合加固后钢筋混凝土柱的极限承载力和耗能性能均有大幅提高。与仅用外包角钢加固柱相比,复合加固柱的抗震性能亦得到明显改善。

基于纤维模型的外粘型钢加固混凝土柱静力弹塑性分析

基于纤维模型,引入约束混凝土本构关系,提出了对外粘型钢加固混凝土柱进行静力弹塑性分析的方法,并在OpenSees平台上编程实现.在此基础上,对约束混凝土本构参数进行了敏感性研究,探讨了混凝土材料本构模型对截面层次的弯矩曲率关系和构件层次的荷载位移关系的影响.经与2次不同的试验结果比较,计算的荷载位移曲线与试验结果符合良好,表明在外包钢加固柱进行弹塑性分析时,对约束混凝土采用Kent-Scott-Park本构模型可以获得良好的分析结果.本构模型中约束增强系数和应变参数对于分析结果,特别是弹塑性阶段结果的准确性起到非常重要的作用.

外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱的抗震性能

通过2根未受火钢筋混凝土柱、2根受火后未加固钢筋混凝土柱和10根外包薄壁钢管加固受火后钢筋混凝土柱的拟静力试验,考察了轴压比、剪跨比、钢管厚度及加固方式等参数对外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱抗震性能的影响情况,建议了外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱受剪承载力的计算公式。结果表明:薄壁钢管加固可显著提高受火后混凝土柱的受剪承载力、极限变形和累计滞回耗能,且加固后试件的割线刚度与未受火试件相比相差较小。受火后剪跨比为1.78和3.0的混凝土柱加固后的承载力分别比相应的未加固柱的承载力提高了41.8%~47.0%和38.5%~74.4%。轴压比对加固后试件的受剪承载力、刚度、耗能能力和延性影响较大,对极限变形影响较小。薄壁钢管厚度对加固后试件的耗能能力影响较大,对受剪承载力影响较小。薄壁钢管根部焊接角钢并用螺栓锚固的方式可提高加固效果。

粘钢加固钢筋混凝土轴心受压构件中粘钢利用程度及承载力研究

在粘钢加固的钢筋混凝土结构轴心受压柱中,粘钢的利用程度和承载力与初始加载大小、粘钢种类以及混凝土强度等级有关.本文根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中假定的混凝土应力 应变关系和极限应变值,推导了粘钢能被充分利用的界限条件,并且提出了粘钢加固钢筋混凝土轴心受压柱承载力计算公式.

震损型钢混凝土框架柱外包钢加固试验研究

选用型钢混凝土框架柱作为研究对象,进行了地震预损加载、外包钢加固后的拟静力试验。研究了不同震损程度下外包钢加固法对型钢混凝土框架柱的加固效果。地震预损按照1/100位移角和1/50位移角分别模拟了中度地震损伤和重度地震损伤。试验结果表明:往复荷载作用下,型钢混凝土柱均为压弯破坏;通过外包钢加固修复,震损型钢混凝土框架柱抗震性能均有不同程度的恢复;加固效果随着预损程度的加大而降低,在预损位移较大的情况下,加固效果受到限制。

基于纤维模型的外包钢加固混凝土框架结构静力弹塑性分析

目的发展弹塑性数值模拟方法,为外包钢加固框架结构的抗震性能分析提供参考.方法基于纤维模型,提出对采用外包钢加固的混凝土柱进行静力非线性分析的方法,在此基础上研究在结构整体层次上的外包钢加固框架结构静力弹塑性分析方法,截面分析、构件分析及结构分析均在OpenSees平台上编程实现.结果构件层次上,经与两次不同试验的结果比较,验证了方法正确可行.运用自编程序,结合实际加固方案,探讨了在常用工程分析软件中如何进行外包钢加固框架这一特殊结构的静力弹塑性分析的实用方法.结论弹塑性分析方法能反映出局部加强后结构失效的演化过程,能方便地用于加固后结构抗震性能评估.

粘钢加固损伤钢筋混凝土柱的抗震性能

采用ABAQUS软件,模拟6根钢筋混凝土柱(其中5根用粘钢加固)受水平反复荷载作用,分析比较粘钢加固前后钢筋混凝土柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等.模拟结果表明:粘钢加固损伤钢筋混凝土柱是一种有效的抗震加固方式,加固后钢筋混凝土柱的抗震性能得到明显改善.

粘结性对圆钢管混凝土柱抗震性能的影响

通过对钢管混凝土柱粘结力的构成和地震作用下振动理论的分析,给出了有限元模拟中粘结力的实现方式,并使用有限元软件Ansys对两种不同粘结强度作用下的构件进行了模拟。模拟结果分析表明,粘结强度对构件的固有特性影响可忽略不计;在地震作用下,随着粘结强度的增强,钢管混凝土柱的振动位移逐渐减小,构件的地震加速度曲线呈现一定的规律性,说明钢管混凝土柱具有良好的耗能能力,且随着粘结强度的提高而逐渐增强。

HPFL-黏钢联合加固混凝土方柱早龄期轴压性能

采用加筋高性能砂浆(HPFL)-黏钢联合加固混凝土方柱进行轴心抗压试验,测试加固柱早期承载能力,分析素混凝土柱和钢筋混凝土柱加固后的破坏机理。在试验分析的基础上建立HPFL-黏钢联合加固RC方柱轴心受压承载力计算公式。研究结果表明:加固层与原结构共同工作性能良好;在加固层约束作用下,加固柱核芯混凝土处于三轴受压状态,早龄期极限承载力得到显著提高,变形能力增强;加固钢筋混凝土柱破坏时,沿螺栓在柱纵向形成主要破坏带,同时柱中部砂浆及混凝土压碎外鼓,角钢压弯,纵筋压屈,钢绞线在角钢尖角处剪断,部分箍筋被拉断;加固素混凝土柱破坏时,在柱中部呈现出斜向剪切裂缝;由于角钢角部倒角有限,钢绞线较早被切断,可通过增大角钢阳角处的倒角或将混凝土柱倒角后黏贴钢板来进一步提高加固柱后期延性。

某超限高层办公楼结构设计

某超限高层办公楼采用钢管混凝土叠合柱框架-钢筋混凝土核心筒-伸臂桁架结构体系。地处较高烈度区的Ⅳ类场地,存在高度超限、构件间断、承载力突变、局部穿层柱等不规则项,属于超限高层建筑。结构设计过程中进行了小震弹性分析和大震动力弹塑性分析,针对结构的薄弱部位采取了一系列有效的加强措施。采用基于性能的设计方法进行结构抗震设计,可以实现预期的D级抗震性能目标。同时还对框架柱的选型进行了比对分析,对外围框架柱与核心筒的竖向变形进行了施工模拟分析,对加强层伸臂桁架节点进行了有限元分析,分析结果表明:结构安全可靠,满足预设的性能目标。

西双版纳某超限高层塔楼结构设计

西双版纳某项目2栋塔楼为超B级高度的高层建筑,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。针对塔楼特性对方案进行合理调整优化后,采用YJK和MIDAS软件对其进行多遇地震计算对比分析和弹性时程分析作为补充计算,采用PERFORM-3D和SAUSAGE软件对结构进行罕遇地震动力弹塑性时程分析,通过量化的计算方法,找出薄弱构件并对其进行加强,对结构关键构件采用抗震性能化设计。计算结果表明,对于高烈度地区200m内超B级的高层建筑,建议柱、剪力墙、框架梁结构受力体系的框架-核心筒结构优先考虑采用型钢构件作为加强层,一方面可以有效提高结构整体刚度,另一方面也可避免结构刚度突变;对核心筒长宽比、高宽比较大并在弱向设置剪力墙的钢筋混凝土结构,增设的剪力墙宜根据其对整体结构的影响程度设定性能目标并进行抗震性能化设计。

外包粘钢抗震加固钢筋混凝土墩柱的研究进展

总结了国内外对外包粘钢加固钢筋混凝土墩柱研究的进展,已有的研究表明外包粘钢加固能有效地提高墩柱的承载力、延性和耗能能力,改善墩柱的破坏模式及变形能力,具有良好的抗震性能。最后,提出了一些当前研究的不足及需要深入研究的问题。

圆钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

通过8个圆钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土（RC）柱、1个增大截面法加固RC柱和1个未加固RC原柱的低周反复加载试验,观察各柱的破坏过程,分析了其滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度和承载力退化等,并研究了不同加固方式、轴压比、钢管壁厚、后浇混凝土强度对圆钢管自密实混凝土加固RC柱抗震性能的影响。结果表明：采用圆钢管自密实混凝土加固RC柱,加固部分与原柱之间协同工作性能良好,柱的破坏过程和破坏形态与普通钢管混凝土柱相似,滞回曲线饱满,转角延性系数均大于3. 32,各项抗震性能指标均能满足现有的抗震性能要求,且其抗震性能优于增大截面法加固RC柱的抗震性能。在试验设计的参数变化范围内,随着轴压比的增大,圆钢管自密实混凝土加固柱的承载力和耗能能力提高,但延性降低,刚度和承载力退化变快;随着钢管壁厚的增大,圆钢管自密实混凝土加固柱的承载力、延性和耗能能力等都有显著提高,刚度退化变缓;随着后浇混凝土强度的提高,圆钢管自密实混凝土加固柱的承载力提高,但延性明显降低。

沈阳嘉里中心超限高层结构设计

运用基于性能的抗震设计方法,针对沈阳嘉里中心超限高层结构进行了设计。采用多种程序对结构进行了小震作用下的反应谱分析和动力时程补充计算及中震弹性及不屈服复核,并进行了大震作用下的静力弹塑性分析,且对重要受力构件进行了局部受力分析。结果表明,结构抗震性能良好,体系安全可行。最后结合工程具体抗震设计性能目标,详细提出了拟采用的加强措施,为类似的工程设计提供参考。

圆钢管再生混凝土柱-H型钢梁外加强环式边节点抗震性能试验研究

以轴压比、梁柱线刚度比、核心区高强螺栓等因素为变化参数,研究了圆钢管再生混凝土柱-H型钢梁外加强环式边节点试件的抗震性能,共设计7个缩尺节点试件进行了拟静力试验。通过试验,观察了试件的受力过程及破坏形态,分析了试件的荷载-位移滞回关系曲线、骨架曲线、刚度和承载力退化、延性以及耗能能力等特性。结果表明:试件的破坏形态基本相同,圆钢管再生混凝土柱基本无变化,破坏前梁下翼缘靠近栓焊连接处出现屈曲,随后焊缝出现裂纹并被拉断;试件滞回曲线饱满,体现出良好的承载力、延性及耗能能力;随着轴压比的增大试件承载力稍有降低,降低幅度分别为1.9%和4.9%;增大梁柱线刚度比对节点刚度和承载力提升明显,承载力提升幅度在45%左右,但延性和耗能有所下降;楼板组合作用使节点刚度、承载力和耗能得到提高;节点核心区设置高强螺栓对抗震性能总体提升不大。

外粘角钢加固后钢筋混凝土轴心受压柱的可靠度分析

对于外粘角钢加固钢筋混凝土轴心受压柱,考虑二次受力的影响引入新增角钢强度利用系数sα,采用JC法计算了钢筋混凝土轴压柱外粘角钢加固前后的可靠指标.分析了初始荷载、角钢材料性能及截面面积对加固柱的可靠指标的影响.结果表明,外粘角钢加固提高了混凝土轴压柱的可靠指标,且可靠指标随初始荷载的增大而降低,随角钢强度提高而略有降低,随角钢截面面积的增大而提高.建议在外粘角钢加固钢筋混凝土轴心受压柱时,尽可能卸载且不宜采用高强钢材.