叠合柱边框内藏钢桁架带洞口组合核心简抗震性能研究

提出了钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架混凝土组合核心筒,为了解该新型多重组合带洞口核心筒的抗震性能,进行了1个钢管混凝土叠合柱边框带洞口混凝土组合核心筒和1个钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架带洞口混凝土组合核心筒的低周反复荷载试验研究,2个试验模型按原型结构的1/6缩尺.在试验研究基础上,分析比较了2个核心筒的滞回特性、承载力、延性、刚度衰减、耗能能力和破坏形态.结果表明,与钢管混凝土叠合柱边框带洞口混凝土组合核心筒相比,钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架带洞口混凝土组合核心筒的抗震性能显著提高,建立了其承载力简化力学模型,计算结果与试验结果符合较好.     

钢管混凝土边框剪力墙抗震试验及承载力计算

为研究钢管混凝土边框剪力墙抗震性能,对不同轴压比、不同强弱抗剪连接键的矩形钢管混凝土边框剪力墙进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究.试验模型包括1个普通钢筋混凝土剪力墙和3个矩形钢管混凝土边框剪力墙,模型按1/4缩尺.在试验基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力和破坏特征.建立了该新型剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好.研究表明:这种剪力墙可有效地组合混凝土剪力墙与钢管混凝土边框柱的优势,抗震效果良好.     

钢管混凝土边框与剪力墙连接键工作性能试验

钢管混凝土边框剪力墙是一种新型剪力墙,它将混凝土剪力墙侧向刚度和承载力大的优势与钢管混凝土柱抗震延性好的优势相组合.为了确保抗震安全,需充分发挥钢管混凝土边框柱与钢筋混凝土剪力墙组合的优势,合理设置二者之间的抗剪连接键.为了研究不同形式连接键的连接性能,对6个1/2缩尺的带不同形式连接键的模型试件进行了低周反复荷载试验研究,对比分析了各模型的承载力、耗能、滞回特性及破坏特征.试验表明:经过合理设计的连接键能保证钢管混凝土边框柱与剪力墙之间具有可靠连接,使二者共同工作.     

内藏桁架矩形钢管混凝土边框剪力墙抗震性能

为了了解内藏桁架钢管混凝土边框剪力墙抗震性能,进行了3个模型试件的低周反复荷载下的抗震性能试验研究.模型按1/5缩尺,包括1个普通钢筋混凝土剪力墙、1个矩形钢管混凝土边框剪力墙和1个内藏桁架矩形钢管混凝土边框剪力墙.在试验基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力和破坏特征,建立了该剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好.研究结果表明,这种剪力墙抗震性能良好.     

钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙抗震研究

提出了钢管混凝士边框内藏钢板组合剪力墙.完成了 12个不同构造的钢板组合剪力墙模型的低周反复荷载试验,其中包括5个钢管混凝土边框纯钢板剪力墙、7个钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙.分析了各试件的承载力、耗能、延性、滞回特征等.给出了部分组合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与试验结果符合较好.研究表明,钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙具有承载力高、延性好、耗能能力强、滞回性能稳定等特点.这种新型组合剪力墙已用于工程,效果良好.     

钢管混凝土边框不同高厚比钢板剪力墙抗震性能

为了解钢管混凝土边框不同高厚比钢板剪力墙的抗震性能,进行了3个剪跨比为1.5的1/5缩尺的钢管混凝土边框钢板剪力墙的低周反复荷载试验.试件墙体钢板截面的高厚比分别为230、115、77.在试验基础上,对各试件的承载力、刚度、滞回特性、延性、耗能及破坏特征进行了分析,建立了该新型组合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实验结果符合较好.研究表明:墙体钢板高厚比较大的薄钢板剪力墙承载力较低,刚度较小,延性较好;墙体钢板高厚比较小的厚钢板剪力墙承载力较高,刚度较大,延性较差;墙体钢板高厚比适中的中厚钢板剪力墙承载力和刚度介于薄钢板墙和厚钢板墙之间,但其整体抗震耗能能力好.采用强钢管混凝土边框弱钢板的设计原则,可充分发挥该新型剪力墙2道抗震防线的作用.     

叠合柱边框-内藏网状钢桁架混凝土组合核心筒抗震性能试验

以工程中实际应用的核心筒为原型,进行了1个1/7缩尺的叠合柱边框内藏网状钢桁架组合核心筒低周反复荷载试验.基于试验,分析了该筒体的滞回特性、承载力、延性、刚度及其退化过程、破坏特征等,同时分析了该筒体的薄弱部位及其产生原因,提出了抗震构造措施.研究表明,该组合核心筒的叠合柱边框和内藏钢桁架墙体对其承载力和延性均有显著贡献.     

复式钢管混凝土柱-钢梁空间节点有限元研究

目的研究复式钢管混凝土柱(CFST)与钢梁连接空间节点的抗震性能,为复式钢管混凝土结构空间节点的后续研究与应用提供参考.方法运用有限元模拟软件ABAQUS建立了外加强环式复式钢管混凝土柱与H型钢梁节点的空间模型,通过选取计算单元、设定接触关系、施加载荷等一系列建模过程,建立了3种不同参数下的6个模型,考察不同加载方式、不同混凝土强度等级及核心混凝土的存在对空间节点的抗震性能的影响.结果空间双向加载制度2对空间节点的承载力、刚度、变形性能和耗能性能影响较大,与平面加载方式相比,承载力下降了14.3%,累积耗能降低15%,刚度退化明显;随着混凝土强度等级的提高,节点的承载力越高,混凝土强度等级的变化对刚度退化影响越不明显;核心混凝土的存在有效地提高了节点承载力,延缓了节点刚度的退化速度.结论实心高强复式钢管混凝土柱与钢梁空间节点在双向加载作用下的抗震性能较平面节点试件的抗震性能要差,应加强空间节点抗震试验方法的研究.     

足尺方钢管高强再生混凝土柱轴压试验

为研究方钢管高强再生混凝土柱的轴心受压性能,设计了3个方钢管高强混凝土柱足尺试件.3个试件几何尺寸相同,区别在于混凝土类型与内部构造.试件1为方钢管高强普通混凝土柱,试件2为方钢管高强再生混凝土柱,试件3为腔体内设置钢筋笼的方钢管高强再生混凝土柱.试验加载采用单向重复加卸载的方法.通过试验分析了各试件的破坏特征、承载力、耗能、延性和刚度,采用国内外5种规程对各试件轴心受压承载力进行了计算.研究表明:方钢管高强再生混凝土柱损伤过程和破坏形态与方钢管高强普通混凝土柱类似;方钢管内设置钢筋笼可显著提高试件的承载力、延性和耗能,减缓刚度退化;矩形钢管混凝土结构技术规程(CECS 159—2004)承载力计算公式可用于方钢管高强再生混凝土柱轴压承载力计算,计算结果与实测值符合较好.     

端部带拉筋方钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁框架结构抗震性能试验研究

“柱铰”是造成结构垮塌的主要因素。采取必要的结构构造措施在不增大结构刚度的基础上避免“柱铰”的形成是一个亟待思考与解决的课题。为提高钢管混凝土组合框架结构在地震荷载作用下的抗震性能,提出了一种柱端带拉筋方钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁框架结构体系。通过对普通及端部带拉筋方钢管混凝土组合平面框架结构进行水平低周反复荷载试验,研究了柱端拉筋与梁柱抗弯承载力比对组合框架结构滞回性能、变形能力和破坏模式的影响。研究结果表明：两类组合框架结构均具有较好的抗震性能和耗能能力;试件的破坏模式主要有钢管局部屈曲、混凝土板开裂和钢管撕裂等;端部带拉筋方钢管混凝土组合框架结构的承载力与耗能能力优于普通方钢管混凝土组合框架结构;柱端拉筋能延缓结构塑性铰的出现,提高结构抗震耗能性。研究成果可为钢-混组合结构体系在抗震设防高烈度地区和城市人口密集区域的推广应用提供参考。     

设芯柱的蒸压加气混凝土砌体承重墙抗震性能试验

通过3片设芯柱的蒸压加气混凝土砌体承重墙足尺试件的低周反复荷载试验,研究了这种组合墙体的破坏过程与特征,以及滞回特性、承载力、变形、刚度退化、耗能等方面的性能,并比较了开洞对墙体性能的影响.试验表明,在蒸压加气混凝土砌体墙中设置芯柱后,对墙体形成有效的约束,使墙体具有很好的极限变形能力,实现裂而不倒,是将蒸压加气混凝土砌块砌体墙用作承重墙体的一种有效抗震构造措施.研究还表明,这种组合墙体变形性能的改善程度与芯柱的设置情况有关;而墙体的抗剪承载力受开洞影响较大,随洞口水平截面积的增大而明显降低.研究结果为蒸压加气混凝土砌块砌体承重墙结构体系的应用提供了试验依据.     

内藏钢桁架混凝土核心筒抗震试验及计算分析

为了改善钢筋混凝土核心筒的抗震能力,提出了内藏钢桁架混凝土组合核心简,对2个1/6缩尺的核心筒结构模型进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究,包括1个普通混凝土核心简和1个内藏钢桁架混凝土组合核心筒.在试验的基础上,分析了2个试件的承载力、刚度、延性、滞回特性及耗能能力.试验研究表明,内藏钢桁架混凝土组合核心筒比普通混凝土核心筒抗震能力显著提高.建立了承载力计算模型,计算结果与实测值符合较好.     

型钢混凝土边框内藏开洞钢板组合剪力墙抗震性能

为研究型钢混凝土边框-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,进行了5个不同设计参数、不同构造措施剪力墙试件抗震性能比较试验研究.各试件的剪跨比均为1.5,采用低周反复荷载加载.基于试验,对比分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回耗能和破坏特征等.研究表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙承载力高、延性好、刚度退化慢、耗能能力强;适当的内藏钢板厚度可改善型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的抗震性能;内藏钢板厚度相同时,设拉结钢筋试件的抗震性能优于焊接栓钉的试件.基于试验提出了型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测值接近.     

混凝土小型空心砌块空腔墙体的恢复力试验研究

通过六片不同构造形式的混凝土小型空心砌块墙体在往复水平荷载作用下的恢复力试验,了解了设置半包构造柱及芯柱的砌块空腔墙体的破坏特征、承载及变形能力、延性、两叶墙协同工作性能等问题。试验结果表明空腔墙的内、外叶之间由于拉结筋的作用,在一定程度上能共同作用,使墙体的抗失稳与抗倒塌能力增强;内叶墙两端半包构造柱的设置增加了墙体刚度,使试件的承载和变形能力得到提高,从而改善了砌块墙体的抗震性能。该试验得到的结果及分析。可为空腔墙砌块建筑的设计提供依据。     

粘结对钢管约束混凝土短柱轴压力学性能影响

为研究粘结应力对钢管约束高强混凝土短柱轴压力学性能的影响,进行了2组共8个试件的试验研究,包括一组圆钢管约束高强混凝土短柱试件和一组方钢管约束高强混凝土短柱试件.每组试件中包括2个消除钢管与混凝土粘结的试件和2个有粘结试件.采用弹塑性应力分析方法对钢管进行了应力分析.试验结果与钢管应力分析结果表明,消除钢管与混凝土之间的粘结作用可有效降低钢管中的纵向应力,但消除粘结作用对钢管约束高强混凝土短柱的轴压承载力和延性无显著影响,在工程实践中可不必采取措施消除钢管与核心混凝土之间的粘结作用.     

T形截面钢骨混凝土异形柱框架抗震性能

参照国家抗震规范8度设防的标准,制作一榀1／2比例的由钢筋混凝土梁和T形截面钢骨混凝土异形柱组成的单跨两层的框架模型。通过拟静力试验,研究了结构的破坏形态、刚度退化、延性与耗能等抗震性能。试验结果表明,T形截面钢骨异形柱框架结构抗震性能良好,柱中钢骨在结构抗震中发挥了明显的作用。试验研究和分析结果表明,钢骨异形柱框架结构的抗震性能可满足抗震设防的要求。     

方形高强钢管混凝土叠合柱轴压极限承载力分析

对于新提出的方形高强钢管混凝土叠合柱的极限承载力,基于统一强度理论,考虑中间主应力和材料拉压比的影响,引入有效约束系数和非有效约束系数并考虑箍筋对钢管外混凝土约束作用的不同,把钢管外箍筋约束混凝土划分为有效约束区和非有效约束区,将方形截面等效为圆形截面以考虑钢管核心混凝土受到的钢管和外围钢筋混凝土的双重约束效应,提出了方形高强钢管混凝土叠合柱的一种新的轴压极限承载力计算方法。将所得理论计算结果与文献试验结果进行对比,吻合良好,证明了公式的正确性。对各参数的影响规律分析表明,方形高强钢管混凝土叠合柱的承载力随着侧压系数、中间主应力影响系数、材料拉压比和纵向配筋率的增大而增大,随着钢管径厚比的增大而减小。     

十字形截面钢混凝土组合异形柱的抗震性能

为研究十字形截面钢混凝土组合异形柱的抗震性能,对5个不同轴压比、配钢形式的试件进行低周反复加载试验。研究了滞回曲线、骨架曲线、延性性能、刚度退化、耗能性能等抗震性能,对比分析了轴压比和配钢形式对抗震性能的影响。结果表明,轴压比较大的试件具有更高的承载能力,但延性降低、刚度退化速率加快;与普通钢筋混凝土异形柱相比,在异形柱内配置型钢可改善滞回性能、增强刚度、延性性能、承载能力和耗能性能,减轻破坏程度,从而提高抗震性能。配钢形式为T形钢加方钢管的试件除刚度退化外,其他性能均优于实腹型配钢试件。