折弯翼缘剪切型钢板阻尼器力学特性研究分析

针对目前剪切型钢板阻尼器翼缘根部焊缝处容易断裂问题,本文试验模型采用一种折弯结构形式的翼缘,并提出一套适用于折弯翼缘剪切钢板阻尼器的基本性能参数(弹性刚度、屈服荷载、屈服位移)理论计算式;然后通过Abaqus有限元建模,模拟阻尼器单调加载和滞回受力性能,模拟结果显示腹板应力分布均匀,全截面基本屈服,阻尼器整体稳性良好;最后对设计的阻尼器进行足尺试验,包括阻尼器的基本力学和疲劳性能,基本力学试验中滞回曲线面积饱满,且与模拟滞回曲线吻合度高,试验结果表明阻尼器屈服承载力、屈服位移和弹性刚度的计算值、有限元分析值和试验结果基本吻合,最大误差为5.83%;低周疲劳试验结果表明折弯结构有效解决了翼缘端部的断裂失效问题,提高了阻尼器的抗疲劳性能,且疲劳曲线平滑饱满,重合度高,表明其疲劳稳定性好,耗能能力强。

钢筋混凝土空心桥墩抗震性能研究进展

介绍了国内目前钢筋混凝土(RC)空心桥墩的应用情况,系统梳理了国内外关于RC空心桥墩抗震性能的研究现状,包括拟静力试验、振动台试验、理论研究以及数值模拟方面的研究动态和取得的成果。总结了目前RC空心桥墩抗震性能研究存在的主要问题:反映空心桥墩截面特殊性的壁厚比、宽厚比等参数对其抗震性能的影响研究不充分;高墩、薄壁空心墩等大型空心桥墩抗震性能的研究不系统;采用新型结构形式与新材料的空心墩抗震性能研究不完善等。提出了针对上述不足之处开展深入研究的建议。

结构静载试验的计算机监控方法研究

研究了静载、长时间、多测点和多种传感器的结构试验计算机实时监控软件。该软件针对静载结构试验的特点进行编写,保证了试验中多测点、不同类型传感器的信号用一台计算机进行采集;设计了直观的监视界面,用户能及时、准确、有效的在试验过程中监视四个最重要通道的试验进程,根据监视界面获得的滞回曲线控制伪静力试验的加载过程,使复杂的加载过程变得直观、易于操作;设计了人机交互对话,可以在试验的任意时刻暂停,在发现错误时对加载装置调整。以我校力学-结构实验中心进行的焊接钢管混凝土框架节点性能试验为例,验证了该监控软件的先进性和有效性,得到满意的试验数据。

基于新型波纹管连接构造的预制拼装桥墩地震破坏机理的试验研究

预制拼装桥梁在近年来获得了越来越多的关注,但连接构造的创新性上略显不足。本研究提出了一种新型的预制拼装桥墩连接构造,该连接构造对波纹管的材料及尺寸进行了重新设计并在连接处设置凹槽,以增加连接的强度与可靠性。通过两阶段的试验对连接构造的性能以及桥墩的地震破坏机理进行研究,并与现浇构件进行对比。实验结果表明,新型的连接构造能够保持较好的整体性,预制拼装桥墩与现浇桥墩的地震破坏机理与抗震性能类似。

装配式UHPC空心剪力墙水平接缝试验研究

提出了一种应用于装配式超高性能混凝土(UHPC)空心剪力墙水平接缝的连接形式。对带有水平接缝的装配式UHPC空心剪力墙试件和同等尺寸的现浇UHPC空心剪力墙试件进行了拟静力试验,以研究其破坏形式和受力机理,并进行分析对比。结果表明:灌浆U形筋连接的装配式UHPC剪力墙试件的抗侧刚度和屈服荷载与现浇剪力墙试件基本相同,但由于水平接缝的存在,两者极限荷载和破坏状态存在差异;两者的滞回曲线均较为充实,骨架曲线趋势基本一致;在灌浆U形筋连接装配式UHPC空心剪力墙实际工程应用中,可等同于同尺寸的现浇UHPC空心剪力墙进行设计。

配置大间距高强纵筋的钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为了解轴压比和纵向构造钢筋对配置大间距高强纵筋柱的抗震性能的影响，对6个配置亚40大间距高强纵筋和1个普通配筋钢筋混凝土柱进行了低周反复加载试验。试验结果表明：当试验轴压比介于0．13～0．21时，与纵筋沿截面周边均匀配置的普通柱相比，仅在截面4个角部配置亚40受力纵筋的混凝土柱，其水平荷载一位移滞回曲线的饱满度和耗能能力略低，屈服荷载和峰值荷载与普通配筋柱相当；轴压比为0．20～0．21的试件的极限荷载较高，但延性差；由于受力纵筋直径较大，采用亚40纵筋的试件在试验轴压比范围内都会出现沿纵筋开展的黏结滑移裂缝；配置在柱根截面截断的纵向构造钢筋会在柱根形成受力薄弱面，对滞回性能和耗能能力略有影响。研究结果表明配置大间距高强纵筋柱的承载力可采用GB50010--2010《混凝土结构设计规范》中相关公式进行计算。

钢管混凝土组合柱累积损伤性能试验研究

通过6个高轴压比下大尺寸钢管混凝土组合柱试件的拟静力试验,研究加载循环次数和配箍率对组合柱累积损伤性能的影响。试验结果表明:加载循环次数对组合柱试件承载力影响不大,对按全截面混凝土配箍设计(即计算体积配箍率时不扣除核心钢管混凝土体积)的组合柱试件的变形能力影响不显著,但对按钢管外混凝土配箍设计(即计算体积配箍率时扣除核心钢管混凝土体积)的试件变形能力影响较为显著。当循环加载10次时,按全截面混凝土配箍设计的试件变形能力和累积耗能能力显著优于按钢管外混凝土配箍设计的试件,前者的极限位移和失效位移分别比后者的大25%和41%,前者的总累积滞回耗能为后者的2.8倍。考虑地震作用下结构构件的累积损伤效应,建议钢管混凝土组合柱按全截面混凝土配箍设计,以保证足够大的变形能力。

预应力碳纤维条带加固高轴压比混凝土圆柱抗震性能试验研究

为了研究预应力碳纤维条带加固高轴压比混凝土圆柱的抗震性能,进行了7个钢筋混凝土圆柱试件的低周反复荷载试验,其中1个为设计轴压比0.82的未加固对比柱试件,另外6个为不同高轴压比下的预应力碳纤维条带加固柱试件,主要考虑了环向预应力和轴压比两种参数对加固柱抗震性能的影响。研究结果表明:采用预应力碳纤维条带加固高轴压比混凝土圆柱后,其承载力、延性性能、耗能能力均有大幅度提升;预应力纤维条带提供的环向主动约束力能够有效抑制斜向剪切裂缝的开展,加固后高轴压比圆柱呈现出弯曲破坏特征;采用试验数据回归分析方法,得到了预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱极限荷载点位移Δm计算式,计算结果与试验结果吻合较好。

钢连梁预埋端板连接受力性能试验研究

提出了纯锚筋、角钢加抗剪板和锚筋加抗剪板3种用于钢连梁的预埋端板连接构造。其中纯锚筋连接是传统锚固形式,角钢加抗剪板和锚筋加抗剪板则是依据弯剪分离设计方法。通过拟静力试验进行对比,分别考察3种预埋端板连接在弯剪耦合作用下的破坏形式和滞回性能,分析了节点的受力特征和整体破坏发展过程。结果表明,3种预埋端板连接均能满足承载力的需求,其中纯锚筋试件的初始转动刚度最大,而且滞回曲线较为饱满,但竖向滑移较大;角钢加抗剪板试件和锚筋加抗剪板试件受力性能较为一致,但角钢加抗剪板试件中混凝土墙肢的破坏较大,难以修复;锚筋加抗剪板试件滞回曲线较为饱满,预埋端板转动和竖向滑移较小,对连梁传力较为有利,但外侧锚筋拉应力过于集中,一旦发生断裂,承载力下降较快。通过对比试验结果与现行设计公式的计算结果,验证了弯剪分离设计方法的可靠性。

采用钢板攻丝高强螺栓法兰连接的装配式钢框架柱受力性能研究

为了研究多高层装配式钢框架结构体系方钢管柱采用钢板攻丝高强螺栓法兰连接节点的受力性能,进行了钢柱法兰连接节点的足尺模型静力和拟静力试验,分析了这类节点的承载力、失效模式以及在单向水平地震作用下的滞回性能。试验研究表明:试件在静力试验中表现出较强的承载能力,失效模式为短柱受压侧屈服;试件在拟静力试验中得到的滞回曲线比较饱满,试件延性较好,耗能性能优良,失效模式为短柱受压屈服。对这类钢柱法兰节点的受力性能进行了有限元数值模拟分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好。通过比较节点刚接模型及栓接模型的有限元分析结果,从设计角度考虑,认为该类节点在实际工程应用中可视为等效刚性连接。

空间钢桁架-伞撑空冷支架结构体系抗震性能研究

为研究空间钢桁架-伞撑空冷支架结构体系的抗震性能,选取轴对称原型结构的1/4,制作1/8缩尺比的试验模型,进行拟动力试验与拟静力试验,分析结构的裂缝开展过程、刚度退化、滞回曲线、骨架曲线以及滞回耗能。采用ABAQUS有限元分析软件对试验模型结构进行非线性地震响应分析,将计算得到的结构位移反应时程曲线及包络曲线与试验结果进行对比,验证了建模方法的合理性。建立原型结构的有限元分析模型,分析结构在不同强度地震作用下的基底剪力时程曲线、位移反应包络曲线以及管柱的损伤演化过程。试验与有限元分析结果表明:空间钢桁架-伞撑空冷支架结构的刚度退化较为缓慢,且在罕遇地震作用下具有较大的剩余刚度;滞回曲线比较饱满,在罕遇地震作用下滞回耗能相对于设防地震作用增幅较大,结构耗能能力较强;骨架曲线比较平缓,无明显拐点,结构在屈服后荷载无明显下降;位移角及结构损伤演化分析表明其变形能力较强,能够满足高烈度地区百万千瓦机组火电厂的抗震设防需求。

砖混教学楼横墙不同构造条件下的抗震性能试验研究

为研究圈梁和构造柱的布置方式对砖混结构教学楼横墙抗震性能的影响,按照1/2的缩尺比例设计制作了5片横墙试件,试件类型包括无构造柱横墙体、两端设置构造柱的普通墙体试件以及在墙体中加设构造柱和圈梁形成的组合墙体等,采用拟静力试验对各试件的破坏特点、变形能力和耗能能力等进行了研究。结果表明,圈梁和构造柱的布置方式决定了横墙的抗震性能,按照现行GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》在横墙两端设置构造柱,同时确保墙体与基础梁间不发生剪切滑移破坏,则横墙表现出较好抗震性能,墙体中加设1根构造柱或同时再加设1根圈梁形成的组合墙体的抗震性能并没有得到有效改善,但加设圈梁和构造柱的墙体试件在极限变形后破坏墙块的变形受到中间圈梁的约束,墙体具有较好的后期整体性。