无粘结部分预应力混凝土框架柱抗震性能

地震过程中,框架柱往往会有较大的水平位移,震后同样会存在较大的残余变形,所以如何控制结构的残余变形,提高其抗震性能是一个值得深入研究的课题。本文对5根无粘结部分预应力混凝土框架柱进行拟静力试验研究,通过试验,对滞回曲线、延性、耗能能力、刚度退化以及其复位能力等进行研究,以全面了解无粘结部分预应力混凝土框架柱的抗震性能。研究结果表明：在钢筋混凝土框架柱中配置无粘结预应力钢绞线并不利于其耗能能力的提高;随着预应力度的提高,试验柱的刚度和极限承载力逐渐降低,而延性和复位能力均有一定程度的增强;随着预加轴压比的提高,试验柱的刚度、复位能力和极限承载力降低,但是延性增强。     

混凝土强度对预应力混凝土柱复位性能影响

为研究混凝土强度后张拉无粘结预应力混凝土抗震性能及自复位性能的影响,文中设计了 2根后张拉无粘结预应力混凝土柱和1个普通钢筋混凝土柱,对3根柱子进行了低周反复荷载作用下的拟静力试验,探究混凝土强度对无粘结预应力混凝土柱的滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性、自复位等性能的影响.结果表明在普通混凝土柱中加入无粘结预应力筋可有效地减小柱的残余变形,混凝土强度的提高会导致预应力混凝土柱耗能性能及延性降低,刚度及自复位能力提高.     

预应力筋粘结形式对框架复位性能的影响

残余变形是衡量结构震后能否继续满足使用要求和可修复性的重要指标。首先提出以残余变形为目标的结构或构件复位性能的基本概念;然后利用已开发并经试验验证的纤维模型程序,完成了一榀预应力混凝土框架试件在不同预应力筋粘结形式下的数值模拟,初步探讨了预应力筋粘结形式对结构复位性能的影响。计算结果表明,对于按规范设计的预应力混凝土框架,框架柱预应力筋粘结形式对框架的复位性能产生较大影响,而框架梁预应力筋的影响则相对较小。实际工程中预应力筋宜优先采用部分无粘结形式。     

含摩擦型消能装置预应力钢柱的耐震性能

针对预应力钢柱基底含摩擦型消能装置的耐震性能进行研究,探讨初始钢绞线预应力与消能装置的影响。通过钢绞线施拉预应力接合钢柱与基础,用来提供钢柱自复位能力;消能装置采用摩擦型消能,提供柱构件与基础接合的滞回消能能力,因此柱构件在受震后拥有自复位与无残余变形特性。研究参数包含初始预应力大小、摩擦消能面积与摩擦型消能装置的位置。通过理论推导建立预应力与消能装置在钢柱与基础接合的性能模式,进而设计试件进行试验来验证其性能。试验结果表明,柱与基础接合面有开启与闭合的现象;提高摩擦型消能装置螺栓的预应力量,能有效提升滞回消能面积;提升初始钢绞线预应力量,能使滞回循环远离原点,确保自复位能力;消能装置安装在柱翼板处比安装在柱腹板处有较好的消能能力,且较为经济。预应力钢柱基底含摩擦型消能装置具有良好的自复位能力,具有滞回消能能力且柱构件无残余变形,理论分析亦能准确预测其性能。     

钢筋混凝土自复位剪力墙抗震性能试验研究

自复位剪力墙是通过无黏结预应力钢绞线将预制墙板与预制墙板/基础连接成整体,其震后恢复能力良好。通过1个现浇钢筋混凝土剪力墙试件和3个自复位剪力墙试件的拟静力试验,研究了地震作用下自复位剪力墙的破坏特征、滞回性能、自复位特性及耗能能力等。研究结果表明：与现浇剪力墙相比,自复位剪力墙震后残余变形较小,破坏轻微,易于修复;自复位剪力墙滞回曲线捏拢明显,滞回环呈旗帜形;随着弯矩贡献比的增大,试件的自复位能力逐渐提高,但耗能能力有所下降。     

外加轴压比对后张拉无粘结预应力柱抗震性能的影响

本研究通过在柱子中加入后张拉无粘结预应力筋来实现减小建筑震后变形的目的。文章主要探究外加轴压比对后张拉无粘结预应力柱残余变形和耗能性能的影响及规律。试验发现,在普通混凝土柱中加入无粘结预应力筋可有效减小柱的残余变形,而外加轴压比的增加会导致滞回曲线不够饱满,构件耗能性能变差。     

配置HRB500钢筋的混凝土异形柱滞回性能试验研究

为了研究配置HRB500钢筋的混凝土异形柱的抗震性能,进行了六个不同轴压比、配箍率的配置HRB500钢筋的混凝土异形柱试件低周往复加载试验,对比分析了试件的滞回曲线,根据滞回曲线得出试件的骨架曲线和刚度退化曲线,对各试件的承载能力、位移及延性和耗能能力进行了分析,研究了轴压比和配箍率的参数变化对配置HRB500钢筋的混凝土异形柱滞回性能的影响。研究结果表明:减小轴压比和增加配箍率,可以提高试件的变形能力及延性,改善试件的滞回特性。研究结果为配置HRB500钢筋的混凝土异形柱结构设计提供了参考。     

无粘结部分预应力板柱节点抗震性能试验

本文介绍无粘结部分预应力板柱节点在反复荷载作用下的滞回特性、延性、强度和破坏形态。试验结果表明,在反复荷载作用下,板中无粘结预应力筋的应力增量较小;非预应力普通钢筋暗梁有效地提高了板柱节点在极限状态时,传递不平衡弯矩的能力及确保板冲切区的完整性。采用不同无粘结预应力筋布置方式的两个节点均具有较好的滞回特性和延性,节点抗震性能良好。     

配置预应力钢棒的钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

为研究配置预应力钢棒混凝土剪力墙的抗震性能和自复位能力，对剪跨比均为2.0的1个钢筋混凝土剪力墙和2个暗柱配置光圆预应力钢棒的钢筋混凝土剪力墙进行低周反复加载试验，对比研究了3个剪力墙的破坏情况、滞回性能、骨架曲线、承载力退化、刚度退化、残余变形、裂缝宽度、耗能能力等。结果表明：与普通钢筋混凝土剪力墙相比，配置预应力钢棒能明显提高剪力墙的承载力，减轻混凝土破坏程度，降低刚度退化速率，以及减小最大裂缝宽度，但剪力墙的延性和耗能能力均有所降低；当位移角大于1.6%时，配置预应力钢棒剪力墙的残余变形和残余裂缝宽度相比于普通钢筋混凝土剪力墙的均明显减小，表明配置预应力钢棒的混凝土剪力墙的自复位能力较好，随着暗柱预应力钢棒的增加，剪力墙自复位能力也得到增强。采用ABAQUS有限元软件对3个剪力墙进行数值模拟，将模拟结果与试验结果进行对比，结果吻合较好，进而验证了数值模拟的有效性。     

全装配式预应力自复位混凝土框架的抗震性能

全装配式预应力自复位混凝土框架是将无粘结预应力技术和摩擦耗能技术应用到传统预制装配式框架中的一种新型结构体系。其中,梁-柱和柱-基础节点均采用无粘结预应力进行连接,提供结构的震后复位能力;梁端设置了摩擦耗能装置,用于耗散地震能量。本文采用非线性静力和动力时程分析方法,研究了一个3跨2层的自复位混凝土框架的抗震性能,并和传统现浇混凝土框架的抗震性能进行了对比分析。结果表明,和传统现浇混凝土框架相比,自复位混凝土框架具有更大的侧向刚度和较小的耗能能力。在中震和大震作用下,自复位混凝土框架的残余变形很小,最大层间侧移角要稍大于传统现浇混凝土框架;而传统现浇混凝土框架在大震作用下的残余层间侧移角已达到0. 67%,震后修复代价较大。     

预应力全装配混凝土框架节点的抗震性能试验研究

通过对3个预应力全装配混凝土框架节点的拟静力试验,研究了普通钢筋的弯矩贡献(Ms)与总弯矩(Mpr)的比值、普通钢筋是否有无粘结段对节点抗震性能的影响;之后对其中2个节点进行修复,并重新进行拟静力试验,研究节点修复后的抗震性能.试验结果表明预应力全装配混凝土框架节点的破坏集中在节点区域的灌浆料垫层,梁柱基本没有破坏,梁身裂缝及核心区剪切裂缝较窄且均能闭合;预应力筋始终保持弹性,可实现节点的自复位性能;普通钢筋的弯矩贡献比越大,滞回曲线越饱满,耗能能力越强,但残余变形也越大;普通钢筋是否有无粘结段对节点的抗震性能影响较小;修复节点的破坏状态与未修复节点一致,破坏集中在节点区域的砂浆垫层;修复节点的抗震性能基本可以达到原节点的水平.     

预应力型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架节点滞回性能试验研究

通过3个预应力及1个非预应力型钢混凝土梁-角钢混凝土柱节点试件的低周往复荷载试验,研究了此类梁柱节点的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、刚度退化、变形恢复性能和延性,分析了轴压比和预应力度对节点滞回性能的影响.结果表明:达到水平峰值荷载前,所有节点试件均首先发生梁端弯曲破坏,达到峰值荷载时,节点核心区混凝土被斜向压碎,发生剪切破坏,最终呈现出混合破坏形态;所有节点试件的水平荷载-位移滞回曲线均呈现出一定的捏缩;通过提高预应力度可以提高此类节点核心区的抗剪承载力,但降低了剪切变形的延性,过高的轴压比会一定程度上降低节点核心区的抗剪承载力以及剪切变形的延性.此外,建议设置剪力栓加强角钢与混凝土保护层的粘结能力.     

配置预应力无粘结高强钢绞线混凝土柱的试验研究

地震作用下,建筑物特别是混凝土柱在产生较大残余变形后,即使没有发生倒塌也将无法修复,从而造成巨大的经济损失。在混凝土柱中配置预应力无粘结钢绞线可以有效控制残余变形。国外部分学者对这种混凝土柱进行了研究。在研究国外有关文献的基础上,总结该混凝土柱的研究现状,对影响其性能的部分因素进行试验研究,并指出以后的发展方向。     

有粘结与无粘结混合配置预应力筋混凝土梁在竖向低周反复荷载下的抗震性能研究

采用ABAQUS软件和清华大学开发的滞回材料本构子程序PQ-Fiber对有粘结与无粘结混合配置预应力筋混凝土梁在竖向低周反复荷载下的抗震性能进行研究,重点从滞回性能、骨架曲线、耗能能力、延性、变形恢复能力等5个方面分析有粘结预应力筋与无粘结预应力筋相对含量对混合配置预应力筋混凝土梁抗震性能的影响。研究发现,有粘结与无粘结混合配置预应力筋混凝土梁(尤其是当无粘结筋的配筋比例在30%以内)的抗震性能是良好的。     

高轴压比装配整体式预应力混凝土框架中节点抗震性能试验研究

装配整体式预应力混凝土框架中节点由预制柱、预应力T形叠合梁和现浇节点核心区组成,其中,预应力T形叠合梁采用穿过节点核心区的后张预应力筋（全黏结和部分黏结）。对2个高轴压比（0.68）装配整体式预应力混凝土框架中节点和1个现浇对比中节点足尺模型进行了低周反复荷载试验。试验结果表明：试件均发生梁端弯曲破坏,柱纵筋和核心区箍筋未屈服;试件滞回曲线均较饱满,表现出较好的耗能能力;3个试件的刚度退化规律基本一致,残余变形较小,变形恢复能力良好;与现浇对比中节点试件和全黏结预应力中节点试件相比,部分黏结预应力中节点试件的承载力分别高6%和1.5%,位移延性系数分别高11.8%和17.6%。     

无粘结预应力混凝土框架节点拟静力试验研究

进行了两个无粘结预应力混凝土梁柱节点试件 (一个中节点、一个边节点 )低周反复水平荷载试验研究。通过对两个试件的荷载 位移滞回曲线的分析 ,研究了节点的变形能力、耗能能力、延性和刚度退化等抗震性能。基于两节点试件试验的结果 ,分析了低周反复荷载作用下框架节点的破坏机理     

往复荷载下预应力混凝土结构的数值模拟

现阶段,预应力技术得到广泛应用,深入研究预应力混凝土结构或构件的抗震性能有着重要的工程意义。在往复荷载下,预应力混凝土结构或构件的材料和力学行为复杂,需要借助数值模型加以准确模拟。本文基于杆件结构纤维模型程序,编制了预应力混凝土杆系结构及构件的数值分析模型。利用该模型,本文对往复荷载下的一榀有粘结预应力混凝土框架试件和一榀无粘结预应力混凝土框架试件,以及一根无粘结预应力混凝土柱试件进行了数值模拟。计算结果与试验结果的对比表明,由于采用了合理而准确的材料滞回模型并合理考虑了预应力的影响,本文开发的杆系有限元数值分析模型能够准确预测往复荷载下预应力混凝土杆系结构或构件的滞回特性,可以用于预应力混凝土实际结构的计算分析及其受力机理的探讨。     

预应力高强混凝土管桩抗震性能试验研究

通过对4根预应力高强混凝土(PHC)管桩进行低周往复荷载作用下的抗震性能试验研究,分析在桩身填芯、配置非预应力钢筋等措施对管桩的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、延性性能以及刚度退化的影响。研究表明:桩身填芯可以改善管桩的变形能力;在管桩中配置一定数量的非预应力钢筋能够显著提高管桩的极限承载能力,对改善管桩的滞回性能、延性性能以及耗能能力效果更为显著。     

配置无粘结钢绞线混凝土柱的现状及试验研究

为了减小结构或构件的残余变形,在混凝土柱中配置预应力无粘结钢绞线,分析了其设计原理,并在研究国外有关文献的基础上,对影响配置预应力钢绞线混凝土柱性能的因素进行了试验研究,为进一步完善该结构的理论模型、计算方法和计算公式提供了参考。     

预应力预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过后张拉高强无黏结预应力筋将分段预制墙板拼装成整体预应力预制混凝土剪力墙,剪力墙根部靠近中间位置布置若干普通钢筋以增加墙体耗能性。为比较该类剪力墙与现浇混凝土剪力墙的抗震性能,进行了3片预应力预制混凝土剪力墙和1片现浇混凝土剪力墙的拟静力试验,研究墙体的破坏过程及破坏形态、滞回及骨架曲线、位移延性、耗能能力、刚度退化、残余位移等。结果表明：预应力预制混凝土剪力墙的非线性变形集中在墙根部接缝处,导致墙体本身的损伤较小;预应力筋可提供恢复力,能有效减小残余变形;由于耗能钢筋的锚固失效,预制混凝土剪力墙的滞回曲线不如现浇混凝土剪力墙试件饱满;刚度退化早于现浇墙体,但下降段曲线较现浇墙体平缓,其刚度退化较现浇墙体缓慢;锚固失效是由耗能钢筋过密布置导致。