五层足尺预应力压接装配框架结构顶层角柱失效试验研究

为研究预应力压接装配混凝土框架(PPEFF)结构的抗连续倒塌性能,根据国内外现行抗连续倒塌规程中的拆除构件法,设计并建造了一栋2×2跨带楼板的五层足尺PPEFF结构,进行了结构动力特性测试和顶层角柱失效下的抗连续倒塌试验。通过动力特性测试得到了结构的固有频率与阻尼特性,结构实测周期与采用梁柱节点刚接假定的分析结果吻合良好。提出了滑块与双微摩擦面构造及结构柱移除试验方法,能较好地模拟结构柱移除前结构的正常承载状态,操作简便快捷。基于上述方法,开展了移除角柱的抗连续倒塌试验,采用位移计和基于数字图像处理的非接触式位移测量设备,分别获得了顶层角柱失效后的动态响应,两者最大动态位移幅值和残余位移相差不超过3%,吻合良好。试验结果表明,顶层角柱失效后,试验结构在正常使用荷载作用下的抗连续倒塌机制以双向梁悬臂受弯作用为主,楼板作为受拉翼缘提高了梁的悬臂受弯作用,角柱所承担的竖向荷载在剩余结构内进行了重分布,梁内纵向钢筋、楼板钢筋和预应力筋均处于弹性状态,拆柱处悬臂结构最大瞬态转角仅为1/273,PPEFF在顶层角柱失效时具有优异的抗连续倒塌性能。     

足尺细料石墙体抗震性能试验研究

为研究细料石墙体抗震性能和受剪承载力,进行了4个足尺细料石墙体试件的水平低周反复荷载试验,主要变化参数包括砂浆强度和构造措施。分析了细料石墙体的破坏特征、受剪承载力及抗震性能。结果表明:细料石墙体破坏形态为弯曲-剪切复合破坏,以剪切破坏为主;随着水平位移的增大,墙体滞回曲线由初始阶段细长的梭形向"S"形过渡,破坏阶段为饱满梭形,表现出较好的延性和较强的耗能能力;提高砂浆强度可以提高墙体受剪承载力;设置构造柱可以有效提高墙体受剪承载力和延性;仅在中部设置配筋砂浆带的墙体破坏时具有突然性,在设计中应避免。基于试验结果,提出了细料石墙体受剪承载力理论计算方法和设计计算式,能够分别满足试验和工程设计的要求。     

装配混凝土框架结构新型连接形式——预应力装配框架结构的研究

基于国内外对预制装配混凝土结构的节点和框架整体抗震性能的研究,并结合前期对装配混凝土框架结构的新型连接形式——预应力装配框架所做的试验和分析,提出了预制装配混凝土结构在今后实际工程中的发展趋势和研究方向。     

预制预应力混凝土双T板受弯性能足尺试验研究

预应力混凝土双T板适用于大跨、重载结构,广泛应用于北美的装配式停车场结构中,近年来也逐渐在我国工程中得到应用。为全面掌握大跨度双T板在服役阶段的受力性能,结合国内首座装配式公交停车场项目,设计4块先张法预应力双T板足尺试件,跨度分别为11.980m和13.180m,并对其进行三分点单调加载试验,实测各试件从台座张拉锚固至加载前预应力筋有效预应力的变化,并结合我国GB 50010—2010和欧洲BS EN1992-1-1:2004进行了分析。对加载过程中试件的钢筋和混凝土应变、开裂荷载、裂缝发展、变形、正截面承载力等进行了研究。结果表明：预应力筋张拉锚固后实际预应力与设计值最大偏差达14%,应有可靠的措施保证有效预应力达到设计要求;我国GB 50010—2010对双T板最大裂缝宽度的计算值偏小,但对开裂弯矩、短期刚度和正截面承载力的预测较准确;各试件具有良好的变形能力,位移延性系数在3.27~5.04之间。     

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%。     

双层双跨装配整体式预应力混凝土框架抗震试验研究

为研究新型装配整体式预应力混凝土框架结构装配工艺及其抗震性能,设计制作了一榀双层双跨装配整体式预应力混凝土框架,对其构件制作、连接构造、装配工艺进行了验证,并进行了低周反复荷载试验,研究了其破坏形态、承载力、变形、耗能等抗震性能。试验结果表明：新型装配整体式预应力混凝土框架结构节点连接构造简单、装配便捷,结构破坏形态为梁铰延性破坏,延性系数大于4,极限位移角达1/22,变形能力和耗能能力良好,结构性能达到“等同现浇”。     

预应力装配加固混凝土框架结构抗震性能研究

通过对一榀预应力装配式加固混凝土框架在低周反复荷载作用下的试验,深入研究预应力装配式加固后的钢筋混凝土框架裂缝分布、破坏形态、滞回曲线及位移延性等抗震性能。并利用SAP2000有限元分析软件对试件模型进行推覆分析。结果表明:预应力装配式加固钢筋混凝土框架具有良好的抗震性能,试验极限承载力大小和塑性铰出现位置与推覆分析结果吻合较好。     

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...     

五层足尺预应力压接装配框架结构抗连续倒塌能力有限元分析

为研究预应力压接装配混凝土框架(PPEFF)体系的抗连续倒塌性能,基于ABAQUS/Standard隐式有限元分析平台,采用多尺度非线性动力分析模型对五层足尺试验模型的顶层角柱、四层边柱和底层角柱失效后的状态分别进行了有限元模拟,并与试验结果进行了对比。在此基础上对拆柱等效冲击加载时间、有无楼板作用和楼面重力荷载代表值大小进行参数分析,分析了相关参数对PPEFF抗连续倒塌性能的影响。研究结果表明：有限元分析结果与试验结果吻合良好;拆柱等效冲击加载时间对结构的稳态位移影响较小,试验采用滑块与双微摩擦面构造的加载方法可行;楼板对结构的抗连续倒塌性能有较大影响,能够降低剩余结构的竖向振动幅度,提高剩余结构的抗连续倒塌性能;楼面重力荷载代表值提升100%的情况下,仅局部混凝土进入塑性,钢筋与预应力筋仍处于弹性工作状态,结构变形较小,PPEFF仍具有良好抗连续倒塌性能。     

型钢混凝土异形柱抗震性能足尺试验研究

通过对4个足尺型钢混凝土异形柱的低周往复荷载试验,对其滞回曲线、承载能力、位移、延性、刚度退化、耗能能力等性能指标进行分析。研究结果表明:相比于足尺钢筋混凝土异形柱试件,试件内部添加型钢,可以减缓试件裂缝的发展,降低试件破坏程度;剪跨比较大时试件发生弯曲破坏,剪跨比较小时试件发生剪切破坏;相比于足尺钢筋混凝土异形柱试件,在保证试件内部配筋率的前提下,通过内部增加型钢,可以提高试件的承载能力、滞回性能、变形能力、耗能能力和刚度退化率,改善抗震性能;当减少钢筋混凝土异形柱内部纵筋配筋率并内置型钢时,试件的承载力得到提高。     

预制预应力混凝土装配整体式框架抗震性能试验研究

对一榀二跨二层预应力装配式混凝土框架进行了拟动力和拟静力试验,采用不同加速度峰值的El Centro地震波激励加载,并以拟动力试验的屈服位移为加载起点施加低周反复荷载,得到了不同加载工况下框架时程曲线、恢复力-位移滞回曲线。研究了预应力混凝土装配整体式框架的破坏机制、变形性能、刚度退化及耗能能力等抗震性能。研究结果表明：试验框架梁端率先出现塑性铰,节点核心区有着较强的刚性,提高了框架整体抗侧刚度,在层间位移角达到1/42时,框架梁、柱未产生较严重破坏。采用分析程序DRAIN-2DX对模型结构进行弹塑性动力分析,有限元计算位移值略小于实测位移值。图10表3参12     

预应力自复位装配式混合框架结构抗震性能试验研究

为了提高传统装配式混凝土结构的抗震能力,结合螺栓连接的施工性能、后张预应力筋的复位性能和腹板摩擦装置的耗能性能优势,提出一种预应力自复位装配式混合(SPH）框架结构。SPH框架结构由预应力钢筋混凝土柱和预制预应力钢-混凝土混合梁通过高强螺栓拼装而成,主要通过布置在梁与柱内的后张无黏结预应力筋提供复位力,通过混合梁内的摩擦装置与钢梁段的塑性变形进行耗能。完成了1榀无预应力装配式混合(NPH）框架及2榀SPH框架的低周往复加载试验,分别考虑了预制梁、柱内预应力筋初始预应力、摩擦装置处高强螺栓初始预紧力及柱脚构造措施对该类结构承载能力、复位性能及耗能能力等抗震性能的影响。研究结果表明：采用千斤顶非接触锚具的后张预应力筋方法行之有效;SPH框架相较于NPH框架表现出更好的承载性能、复位效果、变形及耗能能力;SPH框架表现出明显的两阶段特征,即在位移角2.0%以前,结构整体表现为“强复位、低耗能”特点,可以有效控制残余变形,相对自复位率保持在85%左右,在位移角2.0%以后,结构整体表现为“弱复位、强耗能”特点;整个试验过程中SPH框架主体构件损伤不明显,基本实现震后可恢复功能。     

三层预压装配式预应力混凝土框架抗震性能试验研究

通过对一榀三层预压装配式混凝土框架的拟静力试验,了解框架承载力和破坏模式,得到框架位移滞回曲线、梁端转角滞回曲线,研究预压装配式混凝土框架的破坏机制、刚度退化、滞回性能、耗能能力、梁端转角延性等抗震性能。研究结果表明：在低周反复荷载作用下,框架梁端率先出现塑性铰,梁端截面转角延性系数在3.64至5.62之间;节点在柱轴向压力和水平预应力的共同作用下,核心区处于双向受压状态,节点的抗裂性能、框架整体抗侧刚度和变形恢复能力较好;加载至框架层间位移角为1/42～1/67时,框架承载能力没有出现明显下降,预压装配式框架属“强柱弱梁”型结构。     

后张预应力混凝土框架梁设计方法的研究

探讨了后张预应力混凝土框架梁正截面承载力计算公式，提出了多层预应力混凝土框架梁的实用设计方法，此法考虑了各层预应力梁的相互影响，以正常使用要求为前提，同时满足了承载力要求。并通过算例，分析指出了现行设计方法的不足，明确了次轴力对预应力梁的影响。     

装配式减震墙板RC框架结构抗震性能试验研究

通过对4榀两层两跨的装配式减震墙板框架、空框架和普通墙板框架的低周反复加载试验,对比研究了装配式减震墙板RC框架结构的破坏特征、滞回性能、承载能力、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明：装配式减震墙板框架结构的滞回曲线饱满,耗能能力强,其等效黏滞阻尼系数在0.13以上,较装配式空框架和普通墙板框架有明显提高;横条型和竖条型墙板对装配式减震墙板框架结构的抗震性能影响不大,二者对框架结构水平承载力和抗侧刚度的附加效应均远小于普通墙板,可减少对装配式框架造成过强约束;装配式减震墙板框架结构的承载力衰减速率和刚度退化速率都较普通墙板框架结构缓慢,增强了结构强震作用下的承载能力;当结构层间位移角达到1/50时,装配式框架中普通墙板端部开裂并被压碎,而减震墙板并未出现破坏。     

有粘结和无粘结预应力混凝土扁梁框架抗震性能试验

通过对一榀有粘结预应力混凝土扁梁框架和一榀无粘结预应力混凝土扁梁框架所进行的拟动力抗震性能试验,分析比较了它们的破坏形态、动力反应、滞回曲线、刚度退化等抗震性能。试验结果表明,有粘结预应力混凝土扁梁框架和无粘结预应力混凝土扁梁框架的各种反应没有显著的差异。无粘结预应力混凝土扁梁框架应当可以满足抗震要求。     

预压装配式预应力混凝土框架接合部抗震性能试验研究

本文通过两榀预压装配式预应力混凝土框架梁柱组合体在低周反复荷载下的试验,了解其梁端截面应变分布、破 坏机理和极限承载能力;探讨了全预应力配筋截面延性特征、滞回性能、耗能能力和变形恢复能力。试验表明,反向加载时 存在掀起效应,正截面受弯承载力应予以折减,梁端剪力摩擦作用能够抵抗梁端剪力。高荷载下梁的滞回曲线趋于丰满, 表现出较强的耗能能力;梁端截面具有良好的转动能力,可考虑框架弯矩调幅;预应力的作用使得试件有很强的变形恢复 能力,有利于震后修复。     

装配整体式混凝土框架梁柱组合体抗震性能试验研究

为研究基于GB/T 51231-2016《装配式混凝土建筑技术标准》改进的新型配筋构造的装配整体式混凝土框架梁柱组合体的抗震性能,进行了 4个梁柱组合体试件的拟静力试验.试件的受力纵筋和箍筋均采用HRB500钢筋,且为满足易施工性的要求,试件中的预制柱采用大直径大间距纵筋,叠合梁采用大肢距组合封闭箍,后浇梁柱节点区则采...