冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能研究

为了研究冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能,对10块冷弯薄壁型钢组合墙体足尺模型进行水平低周反复荷载试验,总结各试件的主要破坏形态和破坏过程,分析组合墙体的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性、刚度退化和耗能等抗震性能指标。并在回归分析试验所得滞回曲线的基础上,考虑试件刚度退化、滑移及捏拢效应等影响,建立冷弯薄壁型钢组合墙体的退化四线型恢复力模型。研究表明:墙面板材料特性对冷弯薄壁型钢结构组合墙体的抗剪承载力影响较大;竖向荷载的施加使得组合墙体的刚度增大、承载力提高、位移延性系数提高,但耗能系数略有下降;随着墙架柱尺寸的增大、间距的减少,组合墙体的刚度和承载力增加,但是延性和耗能系数降低。     

页岩烧结保温砌块超薄灰缝墙体抗震性能试验研究

为研究页岩烧结保温砌块超薄灰缝墙体的抗震性能,以有无构造柱、竖向压应力、高宽比、开洞率及开洞形式作为设计参数设计并制作10个试件,对其进行水平低周反复荷载试验。分析了该类墙体在拟静力荷载作用下的破坏过程和破坏形态,研究了构造柱、竖向压应力、高宽比、开洞率及开洞形式对其承载力、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能性能、刚度退化等的影响。试验结果表明:构造柱-圈梁体系充分发挥了其对内部砌体墙的约束作用,实现了墙体"裂而不倒"的目标;增加竖向压应力、减小高宽比,均可提高墙体的受剪承载力,减缓墙体刚度退化速度;构造柱的存在对提高墙体受剪承载力和延性均有明显效果;洞口的削弱作用使墙体受剪承载力下降,耗能能力变差。建立了页岩烧结保温砌块超薄灰缝墙体受剪承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

KP_1型烧结页岩粉煤灰多孔砖墙体抗震性能试验研究

通过 6片KP1型烧结页岩粉煤灰多孔砖墙片在低周反复荷载作用下的试验研究 ,分析了该种墙体的破坏特征及其强度、滞回曲线、刚度、延性和恢复力特性等抗震性能。在墙体抗剪理论的基础上 ,提出了这种墙体的抗剪承载力计算公式 ,计算结果与试验结果吻合良好。     

烧结页岩砖墙体拟静力试验

介绍了烧结页岩砖墙体拟静力试验方案、墙体破坏情况等相关试验现象。通过试验墙体的破坏情况以及MTS所记录的试验数据,绘制墙顶荷载位移曲线,进一步分析了矩形孔烧结页岩砖墙体与实心烧结页岩砖墙体在反复水平荷载下的滞回曲线、骨架曲线、延性系数,并进行对比。结果表明,矩形孔烧结页岩砖墙体较实心烧结页岩砖墙体有较高的抗剪承载力及变形能力。     

粗料石墙体抗震性能试验研究

开展10片粗料石墙体的水平低周反复荷载试验,研究砂浆强度、竖向压应力、砌块块形、构造柱及配筋砂浆带等参数对石墙体的受力过程、破坏形态、抗剪强度、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化等抗震性能指标的影响。研究结果表明:墙体的受力过程可分为弹性、裂缝发展及摩擦滑移3个阶段,最终破坏形态为弯曲-剪切复合破坏模式,以剪切变形为主。墙体抗剪承载力随竖向压应力和砂浆强度的增加而增加,其中竖向压应力的影响更显著;仅设置配筋砂浆带墙体抗剪承载力与普通墙体差距不大,但延性降低,所以不宜单独设置配筋砂浆带;设置构造柱可有效提高墙体抗剪承载力和延性;砌块块形对墙体抗剪承载力及延性影响不明显。所有粗料石墙体均表现出较好的变形性能,较大的延性以及耗能能力。基于试验结果,提出粗料石墙体抗剪承载力计算公式。     

体外预应力粗料石砌体墙抗震性能试验研究

通过7片体外预应力粗料石砌体墙的水平低周反复荷载试验,研究了体外预应力水平、预应力筋布置形式、窗洞口等不同参数对体外预应力粗料石砌体墙的受力过程、破坏形态、受剪承载力、滞回曲线、骨架曲线、变形能力、耗能能力以及刚度退化等的影响。研究结果表明:体外预应力粗料石砌体墙的受力与破坏过程可近似划分为弹性工作阶段、弹塑性工作阶段和摩擦耗能阶段;体外预应力不仅大大提高了墙体的开裂荷载和峰值荷载,同时显著改善墙体的变形能力、延性和耗能能力;墙体开裂荷载和峰值荷载随着预应力水平的提高而增大;墙体滞回性能和耗能能力都随着预应力水平的提高先逐渐增强后逐渐降低,当体外预应力作用为0.3 MPa时达到最大;相比在墙体两端和中间同时布置体外预应力筋,预应力筋全部布置在墙体两端可以提高墙体的开裂荷载,但会降低墙体的峰值荷载,以及其滞回性能、能量耗散系数、刚度退化等抗震性能;开设窗洞口对墙体整体性能和抗震性能削弱明显,在实际结构中应尽量避免开过大的门窗洞口。根据试验及理论分析,提出了体外预应力粗料石砌体墙的受剪承载力计算式。     

压-弯-剪-扭复合受力钢筋混凝土L形截面柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合受力下钢筋混凝土L形截面柱的抗震性能，以扭弯比、轴压比为变化参数，设计6个钢筋混凝土柱试件在恒定轴力和反复弯-剪-扭复合作用下的加载试验。观察试件的破坏过程和形态，得到其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线，以及试件的开裂点、峰值荷载点和破坏点等特征参数。基于试验数据，分析扭弯比和轴压比变化对钢筋混凝土L形截面柱的压碎区高度、钢筋应变、承载力、位移延性、层间侧移角、耗能能力、承载力及刚度退化等抗震性能指标的影响。结果表明：低周反复压-弯-剪-扭钢筋混凝土L形截面柱破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭剪破坏，滞回曲线呈捏拢的S形，随着扭弯比的增大，柱根部压碎区高度变小，翼缘裂缝发展更为完善，纵筋应力增大，箍筋应力减少，开裂荷载和受扭承载力均有提高，试件扭转延性提高但位移延性降低，初始刚度较小且退化更为平稳；而轴压比则与受扭承载力和弯曲刚度密切相关，轴压比越大，受扭承载力越大，弯曲刚度提高；试件弯曲耗能的等效黏滞阻尼系数在0.08~0.28之间，扭转耗能的等效黏滞阻尼系数为0.13~0.23，试件耗能占比由初期扭转耗能为主向弯曲耗能转变，L形截面柱性能水平对应的层间位移角均能满足相关规范要求。扭矩的存在对试件抗震性能削弱较大。     

反复荷载作用下混凝土多孔砖墙体受力性能试验研究

为系统研究混凝土多孔砖砌体结构的受力性能,并为编制CECS 257：2009《混凝土砖建筑技术规范》提供支持,对13片混凝土多孔砖墙体进行低周反复荷载试验,分析混凝土多孔砖墙体的破坏特征、承载能力、耗能能力及滞回特征等受力性能。试验结果表明：混凝土多孔砖墙体的破坏方式与普通砖墙体略有不同,主要表现为裂缝有可能产生在砖块内部,而不仅仅产生在砖块与砂浆的交界面上;墙体的承载力较高、耗能能力较好;竖向压应力对墙体的水平承载力影响较大;无构造柱墙体的水平承载力和耗能能力小于带构造柱墙体。基于试验结果,提出了地震作用下混凝土多孔砖墙体受剪承载力及变形能力的计算方法,并给出了混凝土多孔砖墙体的恢复力模型。图10表6参11     

钢板夹芯混凝土剪力墙面外抗震性能试验研究

对10个钢板夹芯混凝土剪力墙试件进行面外受力性能试验,研究其在单向压弯作用下的破坏特征、承载力、刚度、变形能力等结构性能。通过对各个试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性系数和耗能能力等抗震性能参数的计算和比较,分析剪跨比、含钢率以及墙体构造方式的变化对墙体面外受力性能的影响。研究表明:钢板混凝土墙试件的面外变形能力很强,墙体的剪跨比、含钢率变化对墙体的承载力和变形能力有影响。     

工业废渣混凝土多孔砖墙片抗震性能试验研究

通过对3片工业废渣混凝土多孔砖墙片在低周往复荷载作用下试验,分析研究了墙片的抗剪承载能力、滞回特征、延性等抗震性能和破坏机理。结果表明,工业废渣混凝土多孔砖墙片与其它多孔砖素墙片比较变形能力相当,抗震抗剪承载力可按GB5003—2001《砌体结构设计规范》计算。     

压-弯-剪-扭复合受力钢筋混凝土L形截面柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合受力下钢筋混凝土L形截面柱的抗震性能,以扭弯比、轴压比为变化参数,设计6个钢筋混凝土柱试件在恒定轴力和反复弯-剪-扭复合作用下的加载试验。观察试件的破坏过程和形态,得到其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线,以及试件的开裂点、峰值荷载点和破坏点等特征参数。基于试验数据,分析扭弯比和轴压比变化对钢筋混凝土L形截面柱的压碎区高度、钢筋应变、承载力、位移延性、层间侧移角、耗能能力、承载力及刚度退化等抗震性能指标的影响。结果表明:低周反复压-弯-剪-扭钢筋混凝土L形截面柱破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭剪破坏,滞回曲线呈捏拢的S形,随着扭弯比的增大,柱根部压碎区高度变小,翼缘裂缝发展更为完善,纵筋应力增大,箍筋应力减少,开裂荷载和受扭承载力均有提高,试件扭转延性提高但位移延性降低,初始刚度较小且退化更为平稳;而轴压比则与受扭承载力和弯曲刚度密切相关,轴压比越大,受扭承载力越大,弯曲刚度提高;试件弯曲耗能的等效黏滞阻尼系数在0. 08～0. 28之间,扭转耗能的等效黏滞阻尼系数为0. 13～0. 23,试件耗能占比由初期扭转耗能为主向弯曲耗能转变,L形截面柱性能水平对应的层间位移角均能满足相关规范要求。扭矩的存在对试件抗震性能削弱较大。     

泡沫微晶玻璃砖墙体抗震性能试验研究

为研究泡沫微晶玻璃砖砌体的抗震性能,对5片泡沫微晶玻璃砖墙体进行了低周反复水平荷载下的拟静力试验。分析了泡沫微晶玻璃砖墙体的破坏形态、滞回曲线、延性、刚度退化、耗能、抗剪承载力等,并综合考虑和研究了高宽比、竖向压应力及构造柱等因素对泡沫微晶玻璃砖墙体抗震性能的影响。试验表明:高宽比对试验墙体的影响较小;一定范围内增大墙体的竖向压应力可有效提高墙体的抗剪承载力和水平极限位移,使墙体的滞回曲线更加饱满;设置构造柱,可显著提高墙体的抗剪承载力和耗能能力。在抗震设防区,泡沫微晶玻璃砖可以代替烧结黏土砖作为承重墙体材料使用。     

预制装配式钢筋混凝土一体化剪力墙抗震性能研究及构造方案优化

针对预制装配式剪力墙结构,提出了内置空心管的混凝土填充墙与实体剪力墙墙肢一同浇筑生产、安装施工的预制一体化剪力墙结构。通过5个外形尺寸、墙肢和连梁配筋相同的混凝土双肢剪力墙的拟静力试验,探究了无填充、砌块砌体填充和一体化整体填充的剪力墙抗震性能,总结了这三类墙体的破坏形态、受力特点、承载与变形能力、刚度、延性和耗能能力的特点。试验结果表明：预制一体化剪力墙在水平往复荷载作用下发生弯剪破坏,相比于无填充墙试件和砌体填充试件,其抗侧刚度和受剪承载力有明显提高,同时具有良好的抗震性能。最后,基于OpenSEES平台对拟静力试验结果进行了有限元验证,得到了吻合程度较好的滞回曲线、骨架曲线及墙肢纵筋应变;根据试验结果与有限元分析,提出了预制一体化混凝土剪力墙结构合理的填充墙构造方案。     

高延性混凝土单面加固构造柱约束砖砌体墙抗震性能试验研究

为研究高延性混凝土(HDC) 单面加固构造柱约束砖墙的抗震性能,对4片HDC加固砖墙和4片作为对比试件的未加固砖墙进行了低周反复荷载试验,分析了单面HDC面层加固构造柱约束砖墙的破坏形态、滞回性能及刚度退化等特性。试验结果表明：单面HDC面层可对墙体形成有效约束,显著提高墙体的承载力和侧向刚度,延缓墙体开裂和刚度退化;加固试件具有较高的残余承载力,破坏主要集中于HDC面层;构造柱约束砖墙的砌筑砂浆强度对HDC面层加固后的砖墙抗剪承载力的提高无显著影响。为给HDC单面加固构造柱约束砖墙的设计提供参考,基于试验结果,提出了受剪承载力计算式,公式的计算值接近且低于试验值。     

FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱滞回性能试验研究

6个FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱试件进行滞回性能试验,研究轴压比n、FRP横向包裹层数m和FRP类型对组合柱在低周往复荷载作用下的破坏模式、滞回特性、位移延性、能量耗散能力、承载力退化、刚度退化等性能的影响。试验结果表明,当外包FRP-PVC管开裂并退出工作时,试件承载力呈跳跃式下降,试件退化为钢筋混凝土柱,可将外包FRP-PVC管的开裂作为该类构件即将破坏的首次预警;所有试件的滞回曲线均较为饱满,捏缩现象不明显,滞回性能良好;试件的承载力退化不显著;轴压比的增大提高了试件的峰值荷载,同时延缓了刚度退化趋势,降低了试件的耗能能力;与BFRP包裹的试件相比,CFRP包裹试件的峰值荷载、耗能能力有所提高,刚度退化延缓;BFRP包裹层数的增加可以延缓试件刚度退化并提高其延性。     

FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱滞回性能试验研究

对6个FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱试件进行滞回性能试验,研究轴压比n、FRP横向包裹层数m和FRP类型对组合柱在低周往复荷载作用下的破坏模式、滞回特性、位移延性、能量耗散能力、承载力退化、刚度退化等性能的影响。试验结果表明,当外包FRP-PVC管开裂并退出工作时,试件承载力呈跳跃式下降,试件退化为钢筋混凝土柱,可将外包FRP-PVC管的开裂作为该类构件即将破坏的首次预警;所有试件的滞回曲线均较为饱满,捏缩现象不明显,滞回性能良好;试件的承载力退化不显著;轴压比的增大提高了试件的峰值荷载,同时延缓了刚度退化趋势,降低了试件的耗能能力;与BFRP包裹的试件相比,CFRP包裹试件的峰值荷载、耗能能力有所提高,刚度退化延缓;BFRP包裹层数的增加可以延缓试件刚度退化并提高其延性。     

半刚性框架-防屈曲钢板墙结构的抗震性能试验研究

为研究半刚性框架-防屈曲钢板墙结构的抗震性能和传力机理,通过一榀1∶3比例单跨双层的半刚性框架-预制混凝土板防屈曲钢板墙的低周往复荷载试验研究,研究节点刚度与防屈曲墙体的相互影响效果,获得承载力、刚度、耗能和节点转动能力等指标。试验结果表明:该种结构具有优越的耗能能力,节点刚度退化小,墙板的设置显著降低节点区自身的延性和应力要求,半刚性框架和墙板协同工作良好;防屈曲构件的设置可改善钢板的实际受力,提高墙体的承载力及刚度,有效克服滞回曲线的"捏缩"现象,避免薄板墙的噪音及震颤,半刚性框架承担25%的水平剪力,试件面内呈弯剪破坏模式。研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据。     

混凝土多孔砖墙体的抗震性能试验研究

通过7片混凝土多孔砖墙在低周反复荷载作用下的试验研究,分析该种材料墙体的破坏特征及其强度、滞回曲线、刚度、延性和恢复力特性等抗震性能.试验结果表明:墙体两端设置构造柱后,既能较大幅度提高极限荷载,又能改善其变形、延性及耗能等性能.     

不同剪跨比钢筋混凝土剪力墙拟静力试验研究

为了研究钢筋混凝土剪力墙在低周期反复荷载作用下受力性能,通过3片剪力墙的拟静力试验,比较不同剪跨比的剪力墙的破坏形态、破坏程度,以及对试验现象进行分析,得到了荷载与位移关系的滞回曲线。对于剪切破坏的剪力墙延性差,耗能能力差,刚度和承载力下降突然,在工程设计中应尽量避免。对于弯曲破坏的剪力墙则延性较好,滞回曲线丰满,耗能能力强,刚度和承载力缓慢下降,在工程设计中应采用。在对钢筋混凝土剪力墙恢复力曲线模型进行选取时,若剪跨比较小,建议采用坡顶刚度退化二线型模型或坡顶三线型模型。若剪跨比较大,则建议采用平顶刚度退化三线型模型。     

配筋圆钢管自密实混凝土柱抗震性能试验研究

通过7根配筋圆钢管自密实混凝土柱和1根圆钢管自密实混凝土对比柱的低周反复荷载试验,研究了纵筋配筋率、轴压比和钢管壁厚对配筋圆钢管自密实混凝土柱的承载力、延性、耗能能力和性能退化规律的影响。试验结果表明:配筋圆钢管自密实混凝土试件的滞回曲线饱满,表现出良好的抗震性能,在加载中后期,配筋试件的纵筋屈服,强度得到发挥,配筋圆钢管自密实混凝土试件的承载力和延性较普通圆钢管自密实混凝土试件均有不同程度提高,同时,耗能性能提高,且纵筋配筋率越大,配筋圆钢管自密实混凝土试件的承载力和延性也越大。轴压比和钢管壁厚对配筋圆钢管自密实混凝土柱抗震性能的影响规律与普通圆钢管混凝土柱相同。