CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱的抗震性能

为评估CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱抗震性能的效果,选取1根未锈蚀钢筋混凝土短柱、2根锈蚀钢筋混凝土短柱和4根CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱进行抗震性能试验研究,考察了CFRP加固量、细骨料类型对抗震加固效果的影响情况,建议了CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱受剪承载力的实用计算公式。结果表明：钢筋锈蚀会降低短柱的抗震性能,锈蚀钢筋试件的受剪承载力、极限变形能力和累积滞回耗能较未锈蚀钢筋试件分别降低了7.8%、35.5%和42.2%;外包CFRP加固能将锈蚀钢筋试件的受剪承载力提高至未锈蚀钢筋试件的107.1%~109.1%,并显著改善短柱的延性和耗能能力;外包CFRP的层数由1层增至2层时,加固试件的受剪承载力提高较少,且试件达到峰值荷载时,CFRP的最大应变减少;在钢筋锈蚀前后和CFRP加固前后,混凝土短柱无量纲近极限滞回环的滞回规则大体相同。     

端部损伤控制型RC带板梁抗震性能研究

楼板对梁端的加强作用是影响框架梁抗震性能的重要因素。合理有效的控制框架梁在地震作用下的损伤破坏机制,是提高其抗震性能的重要手段。文章基于损伤控制思想,设计并进行了端部损伤控制型钢筋混凝土带板梁试件的低周反复荷载试验,研究了各试件的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、承载力和延性系数以及累积滞回耗能等抗震性能。结果表明:带板梁端部设置无粘结钢筋段后,于试件梁端和无粘结钢筋段上端形成多个集中耗能区域,试件承载后期变形能力增强;各损伤控制型带板梁端部承载力基本不变而延性明显改善,延性系数提高约32.1%~86.7%;带板梁端部外包薄钢板后塑性铰范围的增大,会使结构的累积耗能能力提高约65%~86%。     

承压状态下网状箍筋约束PC管桩抗震性能试验

与普通混凝土桩相比,预应力混凝土管桩(PC管桩)抗震性能差,为改善其性能提出一种新型网状箍筋约束的PC管桩.通过对2组共4根PC管桩试件在不同轴压比下的拟静力试验,研究配筋形式、轴压比对其抗震性能的影响,其中一组为新型网状箍筋约束另一组为普通螺旋配箍,各组轴压比分别为0.3、0.5.详细记录试验破坏过程,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力,刚度退化曲线和耗能能力等.试验结果表明:各试件均产生受弯破坏,延性系数在2.99～3.96之间;网状箍筋约束试件耗能能力强,其滞回环较螺旋配箍试件饱满;试件承载力、延性以及耗能能力受轴压比影响较大,轴压比越大,承载力越大,延性及耗能能力越差.给出了网状箍筋约束PC管桩正截面承载力计算公式,同时,对高轴压比作用下预应力混凝土管桩正截面抗弯承载力公式提出了修改建议.     

型钢再生混凝土高轴压比柱抗震性能试验

为研究3种不同再生粗骨料取代率的足尺型钢再生混凝土柱试件在高轴压比及较低轴压比下的抗震性能差异,本文通过40 000 k N多功能试验机对4个柱试件进行了低周反复荷载试验.观察分析各试件的受力性能及破坏特征,得到不同设计变量对试件的水平承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能、变形及刚度等的影响规律.结果表明:4个柱试件的最终破坏形态均为弯剪破坏;各试件滞回曲线较饱满,试件耗能性能较好;再生粗骨料取代率增大,会使试件的变形能力有所降低,但对试件水平承载力及刚度退化影响不大;轴压比增大,试件的水平承载力、刚度及耗能性能提高,但承载力下降加快,刚度退化加剧,延性降低.总体来看,型钢再生混凝土柱在高轴压比下仍然能保持较好的抗震性能,可为后续的理论研究及实际工程应用提供依据.     

钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过四片钢筋混凝土剪力墙试件在低周反复荷载作用下的试验,对不同轴压比和不同配筋形式的试件的破坏形态及破坏机制、耗能能力、延性性能等进行了对比研究。试验表明随着轴压比的增大,剪力墙的承载力增大,但同时延性和耗能减小,抗震性能降低;下部配有斜向对角腹筋的剪力墙的耗能要稍高于普通剪力墙,斜向钢筋的存在对阻止底部的剪切滑移起到了作用。     

钢管约束钢筋混凝土压弯构件抗震性能与设计方法

为研究钢管约束钢筋高强混凝土压弯构件的抗震性能和设计方法,进行圆钢管和方钢管约束钢筋高强混凝土压弯构件的滞回性能试验研究.试验结果表明,由于钢管对核心混凝土的有效约束,核心高强混凝土柱的承载力、延性和耗能能力得到显著提高.在轴压比和钢管径厚比相同的条件下,圆钢管约束钢筋混凝土压弯构件的抗弯承载力和延性明显优于方钢管约束钢筋混凝土.根据试验结果,建立钢管约束钢筋混凝土压弯构件的纤维模型方法和截面抗弯承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合极好.     

斜向反复加载下高轴压比RC短柱抗震性能实验

为研究斜向地震作用下高轴压比RC短柱在不同加载角度及配箍率下的抗震性能,开展5根截面尺寸为300mm×300mm,轴压比为0.6,配箍率分别为0.529%和1.058%,加载角度分别为0°、22.5°及45.0°的钢筋混凝土柱试件的低周往复加载实验,记录试件的破坏形态,提取滞回曲线和骨架曲线;从耗能能力、承载力及延性等方面对RC短柱进行抗震性能分析.结果表明:相同加载角度的试件随配箍率的增大,承载力增大,强度退化变缓,刚度基本不变.水平主轴加载时,配箍率对试件延性基本没影响;斜向水平加载时,延性随配箍率的增大而有所增大,提高配箍率可以在一定程度上改善试件的变形能力.该研究结果为RC短柱在工程中应用提供参考,为完善混凝土结构设计规范提供依据.     

内置高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能

为研究内置FRP约束UHPC高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能,基于“强柱弱梁”目标设计制作5个端板-螺栓连接节点试件,通过拟静力试验研究节点的破坏机理,并分析柱轴压比、FRP管厚度和有无芯柱对节点抗震性能的影响,对比钢梁更换前后节点的性能。试验结果表明：所有试件均在梁端形成塑性铰破坏;该破坏模式下,节点具有较高的承载力、耗能能力和较好的延性;内置芯柱时,试件承载力提高但延性降低;随着FRP管厚度增加,节点初始刚度和耗能能力均得到提升;相比原试件,更换梁试件的耗能能力、延性和初始刚度均有所降低。变形分析结果表明：节点域组合柱以受弯变形为主,两侧钢梁主要承担节点域的剪切变形。依据初始刚度判定该节点属于刚性节点。     

层内混杂FRP加固混凝土柱抗震性能

为了研究将延性好的混杂纤维布(HFRP)用于结构抗震加固的可行性,通过7根钢筋混凝土方柱的低周反复推拉加载试验,研究了HFRP加固混凝土方柱的抗震性能,分析了HFRP加固方柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化以及耗能能力,探讨了轴压比、HFRP粘贴层数以及配箍率对HFRP加固方柱抗震性能的影响.试验表明:粘贴HFRP能有效提高方柱的抗震性能;轴压比对HFRP加固方柱的影响较大,低轴压比更有利于HFRP对混凝土柱约束作用的发挥,轴压比越高,越不利于HFRP后期约束作用的发挥,柱延性越低;增加HFRP层数在低轴压比时方柱抗震性能提高明显,而在高轴压比时效果不大;配箍率的增大能提高方柱抗震性能,有利于方柱抗震.     

高强钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究

试验对配有HRB500高强钢筋混凝土桥墩试件进行低周往复加载试验,比较不同钢筋强度、箍筋间距和轴压比对桥墩试件的破坏特征、承载能力、位移、滞回特性、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标的影响。研究表明:钢筋强度、轴压比和箍筋间距对配有HRB500高强钢筋混凝土桥墩的抗震性能影响效果显著。增大钢筋强度、减小轴压比和减小箍筋间距都能够提高高强钢筋混凝土桥墩试件的变形能力,在提高桥墩试件滞回性能的同时,减缓试件的刚度退化。增大钢筋强度、增大轴压比和减小箍筋间距可以增强桥墩试件的极限承载力。     

加固后钢筋混凝土十字形柱斜向抗震性能研究

钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能是影响结构安全性能的重要因素。文章设计了3种新型约束补强方式加固的钢筋混凝土十字形柱试件,在验证有限元建模方法有效性的基础上模拟了斜向低周往复加载,通过分析试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力和延性等抗震性能指标研究了试件的斜向抗震性能,并参考相关规范得出了新型约束补强方式十字形柱的压弯承载力计算公式。结果表明：钢筋网格局部加强使试件的斜向峰值位移提高了7.4%～19.4%;柱端嵌贴碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)板条会使试件峰值承载力、延性系数分别提高了约29.2%～34.2%和7.5%～22.9%;柱端嵌贴CFRP板使试件斜向峰值承载力、延性系数分别提高了约99.9%～105.5%和17.4%～24.8%。3种加固方式均可改善钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能,改善程度由大到小依次为柱端嵌贴CFRP板、柱端嵌贴CFRP板条和钢筋网格局部加强。     

焊接箍筋混凝土框架柱抗震性能试验研究

通过4个绑扎箍筋钢筋混凝土柱和5个焊接箍筋钢筋混凝土柱的低周反复水平加载试验,对比了焊接箍筋形式和绑扎箍筋形式对钢筋混凝土柱抗震性能的影响,探讨了焊接箍筋钢筋混凝土柱在抗震方面的性能,试验研究结果表明,焊接箍筋混凝土柱比绑扎混凝土柱的抗震性能有所提高.根据试验结果,分析焊接箍筋钢筋混凝土柱的滞回曲线和骨架曲线,得出不同轴压比和配箍率对焊接箍筋钢筋混凝土柱的耗能能力、延性性能和刚度退化的影响.在低周反复荷载下,焊接箍筋钢筋混凝土柱随着轴压比的降低,耗能能力增强,位移延性增大;在轴压比相同的条件下,耗能能力和位移延性随着配箍率的增大而增大.     

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。     

轴压比对框架节点抗震性能影响的数值模拟分析

运用ANSYS有限元分析软件制作3个相同的钢筋混凝土框架节点模型,在控制竖向轴压力的条件下,当轴压比分别为0.3,0.5,0.7时,对其进行低周反复加载,研究框架节点的抗震性能,包括裂缝开展情况、延性、耗能能力等的变化规律。研究结果表明:在一定程度内,随着框架柱端轴压力的增加,框架节点核心区混凝土的约束作用逐步增强,节点核心区的剪切变形被有效地限制,而抗剪承载力、耗能能力得到了一定的提高。     

黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的试验研究

为了研究黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的受力和变形性能,设计了2个黏土砖再生粗骨料混凝土短肢墙试件和1个普通钢筋混凝土短肢墙对比试件,试件的尺寸、配筋和轴压比等参数均相同。采用低周反复的加载方式,测试了各试件的受力与变形性能,并对试件的承载力、刚度、延性、耗能能力和破坏形态进行了对比分析。研究结果表明:在相同的配筋和轴压比下,黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙试件比普通混凝土短肢抗震墙试件的承载力有所降低,延性和耗能能力也有所降低,但降低幅度较小;黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的承载力和变形性能均能满足结构的抗震要求。     

型钢混凝土复合受扭构件抗震性能试验研究

通过对3个十字型钢混凝土柱的低周反复加载试验,研究型钢混凝土柱在复合扭矩作用下的抗震性能;观察试件的受力过程和破坏特征,分析试件的扭矩-扭率滞回曲线、骨架曲线、延性系数和耗能能力等力学特性,并探讨轴压比、扭弯比等参数对型钢混凝土复合受扭构件抗震性能的影响。试验表明,型钢混凝土柱的骨架曲线下降段较为平缓,其他各项抗震性能指标均较优异,总体上表现出良好的抗震性能;随着轴压比和扭弯比的增大,试件的受扭承载力提高,但延性和耗能能力下降,对抗震不利。     

带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙抗震分析

为了分析带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙的抗震性能,采用ABAQUS有限元分析软件,在低周往复荷载下,对4个不同设计参数的试件进行了破坏特征、滞回特性、耗能能力、承载力、延性、强度退化及刚度退化的研究,得出各试件应力云图、骨架曲线和滞回曲线,计算出承载力和位移延性比.结果表明,该组合剪力墙的承载力较高,刚度较大,耗能能力强,延性较大,抗震性能良好;随着钢板数量的增加,结构的承载力、耗能能力均提高,但延性下降,外包混凝土能大大提高结构的承载力和耗能能力.     

配筋UHPC柱的抗震性能及影响因素分析

为研究配筋超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)柱抗震性能及影响因素,以碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布缠绕、钢筋强度和剪跨比为参变量,对1根普通钢筋UHPC柱、1根CFRP布缠绕的普通钢筋UHPC柱和3根高强钢筋UHPC柱进行了低周往复试验,分析了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、延性和耗能能力等。结果表明:对于剪跨比为1.5～4.0的配筋UHPC柱,延性及耗能能力均较好;在CFRP缠绕或较大剪跨比下,试件的破坏形态由剪压破坏转变为弯剪破坏,延性得到明显改善;提高UHPC柱纵筋和箍筋的强度可提高试件的承载力和延性;普通箍筋的裂后工作能力较差,建议UHPC受剪构件配置屈服强度在600 MPa以上的箍筋;基于桁架-拱模型,建立了考虑钢纤维抗拉贡献、轴压比和剪跨比影响的配筋UHPC柱的抗剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好,可为UHPC结构设计提供参考。     

配置600 MPa级高强钢筋T形柱抗震性能试验研究

600 MPa级钢筋是一种新型高强度钢筋,为研究该钢筋应用于异形柱结构体系的可行性,对7根不同轴压比、体积配箍率和钢筋强度的混凝土T形柱试件进行低周往复荷载试验,分别对其承载力、位移、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能性能进行研究,综合评估其抗震性能。研究结果表明：配置600 MPa级钢筋的混凝土T形柱具有良好的变形能力和承载能力,提高配箍率能有效提高试件的抗震性能,提高轴压比可以提高试件的承载力,但降低其变形能力。随着钢筋强度的提高,试件的承载力显著提高。     

纤维编织网增强混凝土加固RC柱抗震性能的影响因素

为了研究纤维编织网增强混凝土(TRC)加固钢筋混凝土(RC)柱的抗震性能,对9根TRC加固RC方柱进行了低周往复加载试验,分析加固层数、搭接长度、配箍率、轴压比对柱子抗震性能的影响.结果表明:在一定层数内,随着加固层数的增加,柱的开裂和屈服荷载无明显变化,而峰值荷载、位移延性系数、耗能能力呈上升趋势;在满足锚固要求下,纤维编织网搭接长度对柱抗震性能的影响不明显;随着配箍率增加或轴压比减小,柱的延性系数和耗能能力有所提高,刚度退化速率降低.总之,TRC能有效约束RC柱核心区混凝土,降低试件塑性铰区的破坏高度,改善RC柱的破坏形态.