反复荷载下圆钢管型钢再生混凝土组合柱耗能能力及延性分析

对11个圆钢管型钢再生混凝土组合柱试件进行了低周反复荷载试验,观察了组合柱的破坏形态及特征,获取了组合柱的滞回曲线、等效粘滞阻尼系数、延性系数及侧向位移角等性能指标,分析了再生粗骨料取代率、型钢截面形式、轴压比、型钢配钢率和圆钢管径厚比等参数对组合柱耗能能力及延性的影响规律。结果表明:反复荷载作用下组合柱呈压弯塑性铰破坏模式;组合柱的荷载-位移滞回曲线饱满呈纺梭形,屈服位移后的等效粘滞阻尼系数在0.30~0.48之间,平均位移延性系数大于3.0,极限侧向位移角介于1/30~1/20之间且均大于规范限值1/50,组合柱表现出良好的耗能能力和延性。此外,组合柱的耗能能力和延性受再生粗骨料取代率的影响较大,全再生混凝土较普通混凝土耗能能力下降14.5%;增加钢管壁厚或型钢配钢率有利于提升组合柱的耗能能力和延性,而增大轴压比则对组合柱的延性和变形不利;内置型钢采用箱型截面时,组合柱耗能及延性最优,与工字型钢相比,采用箱型截面型钢的组合柱耗能能力和延性分别提升了23.5%和51.9%。

型钢-钢纤维高强混凝土柱抗震性能试验研究

为改善高强混凝土的脆性,提升型钢高强混凝土柱的抗震性能,采用钢纤维混凝土制备型钢高强混凝土柱试件,开展型钢-钢纤维高强混凝土柱的低周往复加载试验,观察试件的破坏过程和形态,基于荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及强度衰减分析钢纤维掺量对试件变形能力、承载力、延性等抗震性能的影响。结果表明:钢纤维体积分数在0~2.0%范围内,不同钢纤维掺量的试件均发生弯曲破坏,但钢纤维的掺入可延缓裂缝发展,有效防止混凝土大面积脱落;加入钢纤维,试件的滞回曲线更饱满,耗能能力显著提升,承载力提高了13%~21%,钢纤维体积分数为1.0%时提高最明显;随钢纤维掺量的增加,试件的延性和变形能力得到改善,钢纤维体积分数为2.0%时延性系数达5.34,强度衰减缓慢,控制位移增大,在变形较大的情况下,试件的强度衰减从28%降为16%。钢纤维的增韧效果能显著提升型钢混凝土组合结构的抗震性能。

东江之星超高框架-核心筒结构抗震超限设计

东江之星商业中心项目位于广东省东莞市,抗震设防烈度为6度(0.05g)。18号商业、办公楼房屋高度247.85m,为超B级高度高层建筑,采用框架-核心筒结构,存在超高、局部楼层楼板不连续、穿层柱等超限项。为保证结构的抗震性能,项目采用了延性较好的内置钢管叠合柱。根据项目特点确定合理的抗震性能目标,采用多种有限元计算软件对结构进行小震、中震弹性分析及大震弹塑性分析。

某超高层塔楼结构方案选型及抗震性能分析

以6度区结构高度228.35m的塔楼为例进行分析研究。通过多方案对比论证了在低烈度区采取不设加强层的钢筋混凝土框架-核心筒结构体系是安全且经济可行的;同时根据结构超限情况确定性能化设计的原则和方法,并结合风洞试验及地震安全评价报告对结构进行了小震弹性反应谱分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性法分析及大震动力弹塑性时程分析,按照分析结果对结构薄弱部位及关键位置采取针对性加强措施,以确保结构可以实现预定的性能目标及良好的抗震性能;最后着重研究了竖向变形差对主要构件的内力影响。

海口市某小学教学楼消能减震分析

为降低高烈度区多层钢筋混凝土框架结构的地震作用,提高结构延性。文中以海口市某小学南校区新建教学楼为研究对象,通过YJK和ETABS软件计算分析,得出采取消能减震技术,减震效果显著,结构侧向变形和抗震构件配筋均得到较大改善,为以后同类型的项目设计提高参考。

不锈钢钢筋混凝土梁抗震性能试验研究

通过3根不锈钢钢筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁的拟静力试验,研究不锈钢钢筋混凝土梁的抗震性能。结果表明:试验梁在荷载作用下均经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和强度退化阶段;与普通钢筋混凝土梁相比,不锈钢钢筋混凝土梁的屈服位移、极限位移和位移延性系数均有明显增大,延性性能得到改善,强度和刚度退化较为平缓,滞回曲线较为饱满,滞回环面积加大,其总耗能是普通钢筋混凝土梁的2.36～4.25倍,其能量耗散系数是普通钢筋混凝土梁的1.12～2.63倍,表现出良好的抗震性能。随着配箍率的增加,不锈钢钢筋混凝土梁试件的极限承载力、屈服强度、延性、耗能能力逐渐增大,刚度退化减缓。随着混凝土强度的提高,试验梁的承载能力、屈服强度、刚度和总耗能明显提高,但位移延性系数有所降低。

提高钢筋混凝土剪力墙抗震性能的思想与方法

钢筋混凝土剪力墙是高层结构的主要抗侧力构件之一.位于结构底部的剪力墙承受较大的轴力、剪力和弯矩.高轴压下的剪力墙在强震作用下易发生剪切或压溃破坏,震后难以修复.如何提高底部剪力墙的抗震性能,是高层结构抗震设计的关键问题之一.从2010年智利地震和2011年新西兰地震中剪力墙震害现象出发,分析了可能引起剪力墙破坏的主要原因,详细介绍了改善剪力墙抗震性能的思想与常用设计方法.同时,针对目前超高层结构中采用的内置钢板组合剪力墙,利用数值模拟进行了参数化分析.研究表明,内置的钢板可以有效地改善剪力墙构件的受压行为,可以明显提高构件的承载力、延性和耗能能力,能有效地改善钢筋混凝土剪力墙的抗震性能.

复合配筋管桩抗震性能试验研究

传统PHC管桩在地震作用下表现出脆性破坏特征,限制了其使用范围。已有室内试验研究结果表明,通过在PHC管桩中加入非预应力钢筋形成复合配筋管桩可提高其抗震性能。目前针对管桩破坏机理以及抗震性能的研究,主要采用室内模型试验或振动台试验,未能充分考虑实际工程中桩的受力条件和土体的作用。为研究复合配筋管桩的抗震性能,在软土地区对PHC管桩和复合配筋管桩进行了现场足尺抗震性能试验研究。试验比较了常规管桩以及掺入不同含量非预应力钢筋的复合配筋管桩的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、曲率分布等数据,分析复合配筋管桩的抗震性能。研究结果表明:与PHC管桩相比,复合配筋管桩的抗震性能得到明显改善,且对于提高管桩延性来说,存在最优的非预应力筋配筋率。

钢骨超高强混凝土框架柱抗震性能的试验研究

通过试验,研究在较高轴压比条件下钢骨超高强混凝土柱的抗震性能。制作了13根剪跨比为2.75的钢骨超高强混凝土柱试件,其强度为94.9～105.4 MPa。设计时主要考虑轴压比、配箍率等因素对试件抗震性能的影响。在低周反复周期荷载作用下,试件的破坏形态是以弯曲破坏为主的弯剪破坏。根据采集的荷载、位移等数据,绘制出试件的滞回曲线和骨架曲线,并据此计算了试件的位移延性系数。试验表明,随着轴压比提高,试件的延性表现得越来越差;而较高配箍率可在一定程度上使延性得到改善。根据试验结果,提出了满足一定抗震位移延性要求的钢骨超高强混凝土柱轴压比限值和柱箍筋加密区最小配箍率的建议值,从而为工程设计提供参考。

钢骨超高强混凝土短柱抗震性能试验研究

对12根钢骨超高强混凝土短柱（λ≤2．0）在低周反复荷载下抗震性能进行了试验．发现其压缩强度为92．9～108．1MPa，柱主要破坏形态为剪切破坏．并且分析了剪跨比、轴压比及配箍率对延性的影响，最后根据试验结果，提出了满足一定延性要求（μ△≥3．0）钢骨超高强混凝土短柱的轴压比限值和箍筋加密区的最小体积配箍率的建议值．该值要比现行规程的相关规定更为严格．同时进一步提出了箍筋加密区的最小配箍特征值，可为规程的修订及工程应用提供参考．

预应力钢带加固震后混凝土框架抗震性能试验研究

提出采用预应力钢带加固技术对处于"可修"性能水准状态的钢筋混凝土框架进行快速抢救加固,以有效提高历经大震的混凝土框架抵抗余震的能力,并为震后全面加固提供条件.首先对一榀三层单跨1:2比例的钢筋混凝土框架进行低周反复拟静力试验,并加载至试件承载能力下降至极限荷载的85%时停止试验.然后采用预应力钢带加固技术对该框架试件的柱端、梁端和节点核心区进行加固,并重新进行低周反复拟静力,以考察加固后框架试件的抗震性能,通过详细对比加固前试件和加固后试件的承载能力、刚度、延性、层间位移角、耗能能力等性能指标,发现采用预应力钢带加固的震后框架试件基本上能达到震前框架的抗震性能,初步表明,采用预应力钢带加固技术可以实现对震后混凝土框架的有效加固,非常适用于对震后混凝土的快速抢救加固.

薄钢板剪力墙加固带填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

采用薄钢板剪力墙加固既有钢筋混凝土框架结构是一种简便有效的结构修复方法。为研究采用薄钢板剪力墙加固的带填充墙钢筋混凝土框架结构的抗震性能,对5个缩尺比为1∶3不同形式的两层单跨钢筋混凝土模型进行了水平荷载作用下的低周反复试验,分析了各模型的滞回性能、延性及耗能能力。结果表明,在水平荷载作用下薄钢板剪力墙加固的带有填充墙钢筋混凝土框架结构的水平承载力、耗能能力及延性均得到了明显的提升;与纯框架结构相比,有完整填充墙的框架结构的水平承载力、耗能能力和延性均有所提升,但带洞口填充墙的框架结构的延性并未提高;采用薄钢板剪力墙加固后的带填充墙钢筋混凝土框架结构的承载力和耗能能力均有提高,但延性均有降低,其原因是薄钢板平面内拉力场的作用引起钢筋混凝土框架柱内的剪力明显增加所致。

碳纤维钢骨-钢管混凝土柱抗震性能试验与有限元分析

目的研究碳纤维钢骨-钢管混凝土柱在低周往复荷载作用下的力学性能,为实际工程应用提供参考.方法制作了3个试件并对其进行拟静力试验,分析不同轴压比下构件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性系数等力学性能.同时采用ABAQUS对碳纤维钢骨-钢管混凝土柱的滞回性能进行了数值分析及试验验证.结果无论轴压比如何变化,滞回曲线均具有较好的稳定性,曲线都呈饱满的梭形或弓形,没有明显的捏缩现象出现,表明构件的塑性变形能力较强;随着轴压比增大,骨架曲线出现较明显的下降段且构件的极限承载力降低,极值点对应的位移变小;极限荷载、极限位移及延性系数皆随轴压比的增大而减小.模拟结果与试验结果吻合较好.结论碳纤维钢骨-钢管混凝土柱延性好,具有良好的抗震性能,可应用于实际工程中.

型钢混凝土柱位移延性系数的BP网络预测

通过对61根型钢混凝土柱试验数据的整理,利用神经网络原理建立5-6-1型反向传播(BP)神经网络模型,分析不同参数对型钢混凝土柱位移延性系数的影响.分析及预测结果表明,学习样本和测试样本的预测值与实验值之比的均值分别为1.000 6,0.998 0;标准差分别为0.020 3,0.059 6,预测值与试验值吻合良好.当轴压力系数增加到0.42以后,位移延性的变化较小;体积配箍率增加到1.9%后,位移延性的增长减缓;当剪跨比小于1.5时,型钢混凝土柱的延性系数随剪跨比的增加而提高;但当剪跨比大于1.5时,随着剪跨比的增加,型钢混凝土柱位移延性系数有所降低.

碳纤维布与钢构套复合加固锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究(英文)

为改善锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能,利用碳纤维布与角钢对锈蚀柱进行复合抗震加固.试验共对12根试件进行了低周反复加载试验,研究参量包括钢筋锈蚀程度、轴向荷载、碳纤维布层数和角钢用量.试验结果表明,利用碳纤维布和角钢复合加固锈蚀柱可以显著改善锈蚀柱的承载能力、延性和耗能能力.复合加固后,加固柱的强度和延性与锈蚀柱相比,可分别提高0.9倍和1倍以上.基于试验结果,提出了计算加固构件屈服荷载、最大荷载和位移延性系数的简化公式,计算结果与试验结果极为吻合.

SRC-RC竖向混合结构转换柱截面配钢分析

以16根试件的低周反复荷载试验为基础,对SRC-RC竖向混合结构中的转换柱进行了截面配钢分析。结果表明:型钢的配钢率对转换柱抗震性能与基本力学行为存在较大影响,配钢率较大试件的位移延性系数较小,而承载力相对较大;配钢率越大,型钢分配到的剪力越大,转换柱的内力畸变越严重,变形能力越差;随着配钢率的增大,混凝土的损伤加快,转换柱的强度衰减更显著;型钢增强了截面的抗弯刚度,提升了试件的弹性侧移刚度,但对试件加载中后期的侧移刚度影响较小。通过理论分析与试验研究相结合的方式,确定了转换柱合理型钢截面的最大抗弯承载力,避免转换柱发生严重的剪切破坏,保证其具有可应用于工程建设的力学性能。试验数据与分析结果可为SRC-RC竖向混合结构的抗震设计与工程建设提供参考。

SRC偏心受拉构件抗震性能试验研究

为探究型钢混凝土(SRC)受拉构件抗震及变形性能,对7根SRC构件进行了低周反复荷载试验,研究剪跨比和偏心距对其滞回及骨架曲线的影响,并提出SRC受拉构件的变形性能评价指标。结果表明:SRC受拉构件均发生弯曲破坏,其滞回和耗能性能良好,以延性和不同阶段的位移角作为变形性能评价指标,构件的变形性能较为理想,其中剪跨比和偏心距对侧向变形的影响主要体现在极限位移角,其值与剪跨比成反比,与偏心距成正比。总体来说,SRC受拉构件的抗震及变形性能可较好满足抗震要求。

核心型钢混凝土柱截面非线性分析及抗震设计研究

在型钢混凝土结构基础上提出核心型钢混凝土结构,并对核心型钢混凝土结构研究意义进行概要分析。采用CSI公司通用程序Section Builder-8对56个核心型钢混凝土柱试件进行截面受力性能全过程非线性分析,得到各试件的弯矩-轴力相关曲线(M-N曲线)、弯矩-曲率曲线(M-Φ曲线)及弯矩-轴力-曲率曲线(M-N-Φ曲线)。结合核心型钢混凝土柱截面全过程非线性分析结果,对核心型钢柱截面曲率延性系数进行分析,并着重考察核心混凝土柱中核心型钢的截面高度、配钢率、型钢截面形式及柱轴压比等主要参数对柱受力性能的影响。研究结果表明,核心型钢能有效改善核心型钢混凝土延性,核心型钢混凝土柱轴压比限值相对钢筋混凝土柱可以明显提高。

斜向地震作用下高强钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

钢筋混凝土柱在斜向地震作用下的抗震性能是影响结构安全性的重要因素。以轴压比、加载角度和端部有无钢板网约束为参数,设计了5个高强钢筋混凝土柱,并对其进行了低周反复加载试验。分析了高强钢筋混凝土柱的滞回性能、承载力、延性和耗能性能抗震性能指标。结果表明,斜向加载时钢筋混凝土柱的抗震性能较主轴加载时变差,且随加载角度的增大,钢筋混凝土柱的承载能力降低,变形能力和耗能能力提高;端部采用钢板网约束可以有效增强对内部混凝土的约束作用,减轻柱端混凝土的压碎脱落程度,提高柱端塑性铰区域耗能能力,同时使柱的承载能力和变形能力等抗震性能得到显著改善。

实腹式型钢混凝土异形柱截面曲率分析及延性研究

型钢混凝土柱是一种抗震性能优越的组合构件,经常被用于高层或超高层建筑中。近年来为了满足建筑物美观及室内装饰装修的要求,国内外学者针对型钢混凝土异形柱开展了相关研究,其中最常见的异形柱截面类型为十字形、L形和T形。以收集的型钢混凝土异形柱抗震性能试验为基础,对型钢混凝土异形柱的截面曲率进行分析,通过弯矩-曲率曲线研究曲率与构件变形性能的关系,确定异形柱屈服曲率和极限曲率的计算方法,利用截面屈服曲率和极限曲率得出位移延性系数。通过参数分析,研究构件的截面曲率变化情况,并通过参数拟合,提出适用于3种截面类型的型钢混凝土异形柱屈服曲率和极限曲率的简便计算公式,该公式可为实腹式型钢混凝土异形柱的变形计算以及抗震设计提供参考。