异形截面多腔钢管混凝土巨型分叉柱偏压性能试验研究

为研究多腔钢管混凝土巨型分叉柱不同构造措施对其压弯性能的影响,以北京中国尊为原型,设计了2个1/10缩尺的分叉柱分叉节点区域模型试件,包括原型分叉柱缩尺试件BEC,以及在试件BEC基础上,将下柱顶部区域的拉结钢筋用竖向钢板替换构成的加强试件SEC-2。通过偏心受压试验,考察试件的破坏形态、沿试件高度的侧向位移分布、竖向荷载-侧向位移曲线及骨架曲线、平截面假定的适用性,分析不同构造措施对分叉柱偏心受压性能的影响。基于纤维模型法,编制构件非线性计算程序,钢材采用理想弹塑性本构模型,核心混凝土分别采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》本构模型(GB模型)、考虑钢管约束效应的Hu本构模型及Han本构模型。计算结果表明:在钢材本构模型不变的情况下,GB模型与Hu模型计算弯矩-曲率曲线与考虑P-δ效应的弯矩-曲率曲线相差较多。Han本构模型计算曲线与考虑P-δ效应的弯矩-曲率曲线的变化趋势一致。改进Han本构模型近似考虑横隔板和多腔钢管对受压区混凝土的组合约束效应,计算曲线与考虑P-δ效应的弯矩-曲率曲线峰值接近,下降段计算弯矩值略低。     

带斜筋单排配筋Z形截面剪力墙抗震性能研究

为适应抗震设防地区对多层住宅结构具有良好抗震性能、施工简便、造价低、绿色节能等特点的发展要求,提出带斜筋单排配筋混凝土剪力墙,再结合部分免拆建筑模网技术,形成新型抗震节能多层住宅结构体系。为了解带斜筋单排配筋Z形截面墙体的抗震性能,进行2个相同配筋量的Z形截面剪力墙低周反复荷载试验,1个为普通双向单排配筋剪力墙,1个为带斜筋的双向单排配筋剪力墙。在试验基础上,对比分析其承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能能力及破坏特征等抗震性能,建立其极限承载力简化计算模型。研究表明:带斜筋单排配筋Z形截面剪力墙的抗震性能明显优于普通双向单排配筋剪力墙,能更好地满足多层住宅结构抗震设计要求。     

圆钢管混凝土边框多重组合低矮剪力墙的抗震性能

为了解钢管混凝土边框内藏钢桁架剪力墙这种新型多重组合剪力墙的抗震性能,进行了3个剪跨比为1.0的低矮剪力墙低周反复荷载试验,包括1个普通混凝土剪力墙、1个圆钢管混凝土边框剪力墙和1个圆钢管混凝土边框内藏钢桁架剪力墙;对比分析了3个低矮剪力墙的实测承载力、延性、刚度及其退化过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征;使用简化力学模型计算了各剪力墙的承载力,计算结果与试验结果吻合较好。结果表明:圆钢管混凝土边框内藏钢桁架低矮剪力墙的抗震性能比普通混凝土低矮剪力墙显著提高,比圆钢管混凝土边框低矮剪力墙明显提高。     

加劲肋对方钢管再生混凝土黏结性能的影响

为了解决方钢管再生混凝土界面黏结性能不足的问题,进行30个设置加劲肋或栓钉的方钢管再生混凝土推出试验.核心区混凝土采用2种水胶比和3种再生粗骨料取代率.通过试件的破坏形态、荷载-位移曲线和钢管应变,分析钢管内不同构造措施和混凝土类型对黏结性能的影响,并对水平加劲肋试件抗剪强度进行计算.结果表明:纵向加劲肋、水平加劲肋均能有效提高方钢管再生混凝土界面黏结强度、残余黏结强度和耗能能力;纵向加劲肋与水平加劲肋的复合构造改善效果最好,复合构造与2种构造简单叠加结果相比,黏结强度提高5.4％;栓钉构造仅增加初期黏结强度,对残余黏结强度影响不大;随着构造措施的加强,相比于高水胶比试件,低水胶比试件的黏结强度提高更多;再生粗骨料全取代的方钢管再生混凝土黏结性能不稳定;采用的水平加劲肋试件抗剪强度计算方法与试验结果相比偏于安全.     

巨型钢管混凝土分叉柱节点压弯性能试验研究

为了解决构造措施对巨型钢管混凝土分叉柱节点承载力影响程度的问题,以在建工程北京"中国尊"为工程背景,进行了2个不同构造的分叉柱节点偏心受压重复荷载试验,研究了其受压破坏特征、承载力、侧向抗弯刚度、侧向变形及应变规律.结果表明:试件的破坏形态以弯曲破坏为主,破坏位置与分叉柱节点刚度分布有关,且侧向变形主要发生在侧向位移较大的柱肢部分;在钢管屈服之前,柱肢异形截面符合平截面假定,钢材屈服以后基本符合平截面假定;在忽略横向构造措施承载力贡献的情况下,仅考虑钢管的约束效应计算承载力与实测值相差较大,说明受压区钢管及横隔板的组合约束效应更强.     

带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体抗震性能

提出了带竖向构造钢筋的再生混凝土砖砌体结构.为研究带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体的抗震性能,进行了8个不同高宽比、不同墙体厚度的带竖向构造钢筋的再生混凝土砖砌体与无竖向构造筋再生混凝土砖砌体抗震性能比较试验研究.试件分为4组:第1组墙厚为260 mm,高宽比为0.6,1个带竖向构造钢筋,1个无竖向构造钢筋;第2组墙厚为260 mm,高宽比为1.0,1个带竖向构造钢筋,1个无竖向构造钢筋;第3组墙厚为390mm,高宽比为0.6,1个带竖向构造钢筋,1个无竖向构造钢筋;第4组墙厚为390 mm,高宽比为1.0,1个带竖向构造钢筋,1个无竖向构造钢筋.各试件的轴压比为0.2,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、刚度及其退化过程、延性与耗能、破坏特征,给出了带竖向构造筋再生混凝土砖砌体的承载力计算公式,计算结果与实测符合较好.研究表明:带竖向构造钢筋的再生混凝土砖砌体与无竖向构造筋的再生混凝土砖砌体相比,承载力、延性、耗能能力显著提高.     

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.     

不同构造措施对异形截面多腔体钢管混凝土柱的力学性能影响

为比较不同构造措施对异形截面多腔体钢管混凝土巨型柱的力学性能影响,进行了5个不同构造措施的八边形多腔体钢管混凝土巨型柱模型的有限元计算分析,对其抗震性能和应力变化进行了比较,分析了其性价比,评价了不同构造措施的合理性.分析结果表明:钢管中设置分腔板、竖向肋板以及在塑性铰域设置角钢的构造措施对异形截面钢管混凝土柱的抗震性能影响明显,而水平肋板的设置对其影响不明显;因设置分腔板、肋板等构造措施可提高巨型柱的抗震能力,其性价比合理,可在工程中应用.     

钢筋再生混凝土柱压弯性能的重复荷载试验

为减小尺寸效应影响,了解符合实际工程的钢筋再生混凝土柱压弯性能,进行了4根截面尺寸为600 mm×600 mm、不同再生粗骨料取代率、不同配箍率的钢筋混凝土方形截面柱大偏心受压重复荷载试验,研究了其受压破坏形态、承载力、侧向受弯刚度、钢筋及混凝土应变规律.结果表明:钢筋再生混凝土大偏心受压柱的破坏过程、破坏形态、侧向受弯刚度退化、钢筋和混凝土的应变与普通钢筋混凝土柱的区别不明显.参照现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的相关计算公式,计算钢筋再生混凝土大偏心受压柱承载力,其计算结果与试验结果符合较好.