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不同加载制度下rc框架梁抗震性能试验研究

工程力学 2018年第1期35卷 109-117页

作者：郑山锁刘巍秦卿张传超董立国李强强西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 山东省建筑设计研究院山东济南250001

为了研究不同加载制度下rc框架梁的抗震性能,分别采用4种加载制度对rc框架梁试件进行拟静力试验。结果表明:峰值位移(峰值荷载对应的位移)出现的越早,rc框架梁破坏时剪切变形成分越大,试件的最大裂缝宽度越大,塑性铰转角和延性系数越小... 详细信息

为了研究不同加载制度下rc框架梁的抗震性能,分别采用4种加载制度对rc框架梁试件进行拟静力试验。结果表明:峰值位移(峰值荷载对应的位移)出现的越早,rc框架梁破坏时剪切变形成分越大,试件的最大裂缝宽度越大,塑性铰转角和延性系数越小,但塑性铰高度基本不变;随着循环位移幅值和循环次数的不同,框架梁的刚度、强度退化也有差异,表现为:在滞回曲线软化段,经历较大位移幅值循环(或较多次循环)后的rc框架梁比经历较小位移幅值循环(或较少次循环)后的rc框架梁刚度和强度退化快;同时,不同加载制度下rc框架梁的耗能能力存在差异,峰值位移出现早的框架梁其耗能能力较差。

关键词：加载制度 rc框架梁位移幅值抗震性能拟静力试验

近海大气环境下考虑锈蚀的不同剪跨比rc框架梁抗震性能试验

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工程力学 2018年第4期35卷 78-86页

作者：郑山锁刘巍左河山董立国李强强西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为了研究近海大气环境下锈蚀rc框架梁的抗震性能,采用人工气候加速腐蚀方法对8榀剪跨比分别为2.6和5(λ=2.6和λ=5)的rc框架梁进行腐蚀试验,进而进行拟静力试验,研究锈蚀程度和剪跨比对rc框架梁抗震性能的影响。结果表明:随着钢筋锈蚀... 详细信息

为了研究近海大气环境下锈蚀rc框架梁的抗震性能,采用人工气候加速腐蚀方法对8榀剪跨比分别为2.6和5(λ=2.6和λ=5)的rc框架梁进行腐蚀试验,进而进行拟静力试验,研究锈蚀程度和剪跨比对rc框架梁抗震性能的影响。结果表明:随着钢筋锈蚀程度的增加,rc框架梁破坏时剪切变形所占的比例增大,破坏过程更加迅速,延性更差。另外,随着钢筋锈蚀程度的增加,rc框架梁的强度、变形能力和耗能能力都逐渐降低,尤其是对剪跨比较小的框架梁,降低幅度更大。因此,钢筋锈蚀对剪跨比较小的rc框架梁抗震性能影响更加严重。同时,该文拟合出锈蚀rc框架梁延性系数、功比指数及累积耗能与剪跨比和锈蚀率之间的关系曲线,为锈蚀劣化rc框架梁抗震性能的定量分析提供理论依据。

关键词： rc框架梁钢筋锈蚀剪跨比拟静力试验抗震性能

近海大气环境下锈蚀rc框架梁恢复力模型研究

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工程力学 2019年第4期36卷 125-134页

作者：曹琛郑山锁胡卫兵赵彦堂郑捷周炎西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为了研究近海大气环境下锈蚀rc框架梁的抗震性能,对8榀经受不同盐雾腐蚀循环作用的rc框架梁进行了低周反复加载试验,分析rc框架梁的滞回特性。基于试验结果,得到了带有负刚度段的三折线骨架曲线,并根据完好构件恢复力模型特征参数,得到... 详细信息

为了研究近海大气环境下锈蚀rc框架梁的抗震性能,对8榀经受不同盐雾腐蚀循环作用的rc框架梁进行了低周反复加载试验,分析rc框架梁的滞回特性。基于试验结果,得到了带有负刚度段的三折线骨架曲线,并根据完好构件恢复力模型特征参数,得到了考虑钢筋锈蚀率和配箍率的锈蚀rc框架梁骨架曲线特征点计算公式。采用回归分析法,得到基于滞回耗能的循环退化指数,通过循环退化指数建立可综合考虑构件的捏拢效应、强度退化、卸载刚度退化、硬化刚度退化和再加载刚度加速退化的锈蚀rc框架梁恢复力模型。研究表明:随着钢筋锈蚀程度的增加,锈蚀rc框架梁的抗震性能劣化较明显,滞回耗能逐渐降低;配箍率对锈蚀rc框架梁恢复力特性的影响与未锈蚀rc框架梁相似;所建立的恢复力模型能够较好的描述锈蚀rc框架梁的滞回特性,可为该类结构的弹塑性时程分析提供理论参考。

关键词：近海大气环境 rc框架梁锈蚀滞回特性恢复力模型

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一般大气环境下锈蚀rc框架梁恢复力模型

湖南大学学报（自然科学版） 2021年第5期48卷 29-38页

作者：尚志刚郑淏郑山锁董晋琦贺金川西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 结构工程与抗震教育部重点实验室(西安建筑科技大学) 陕西西安710055 西安建筑科技大学建筑设计研究院陕西西安710055

对5榀一般大气环境下锈蚀rc框架梁进行拟静力试验,分析锈蚀程度对rc框架梁滞回性能的影响.基于试验结果,结合完好rc框架梁骨架曲线特征点参数,得到锈蚀rc框架梁骨架曲线模型.引入基于能量耗散的循环退化指数β_i,提出综合考虑锈蚀rc框... 详细信息

对5榀一般大气环境下锈蚀rc框架梁进行拟静力试验,分析锈蚀程度对rc框架梁滞回性能的影响.基于试验结果,结合完好rc框架梁骨架曲线特征点参数,得到锈蚀rc框架梁骨架曲线模型.引入基于能量耗散的循环退化指数β_i,提出综合考虑锈蚀rc框架梁构件基本强度退化、软化段强度退化、卸载刚度退化和再加载刚度退化的滞回规则,进而建立适用于一般大气环境下锈蚀rc框架梁的恢复力模型.将建立的恢复力模型与试验滞回曲线进行对比,吻合情况良好,表明所建立的恢复力模型具有较高的精度,能较好地揭示一般大气环境下锈蚀rc框架梁的滞回特性.研究成果可为锈蚀rc结构弹塑性分析提供理论依据.

关键词：一般大气环境 rc框架梁锈蚀骨架曲线模型循环退化恢复力模型

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rc框架梁负弯矩区粘钢加固试验研究

工程抗震与加固改造 2017年第4期39卷 112-116页

作者：赵更歧杜慧莹余刚郑州大学土木工程学院河南郑州450002

为研究梁端负弯矩区L形钢板的不同锚固措施对加固效果的影响,设计制作了3个缩尺比例为1/2的H型框架梁,对其中一个梁进行全配筋作为对比梁,对其余两个两端配筋不足的梁采用4种不同的锚固方法进行粘钢加固,分析了静载作用下梁端负弯矩区... 详细信息

为研究梁端负弯矩区L形钢板的不同锚固措施对加固效果的影响,设计制作了3个缩尺比例为1/2的H型框架梁,对其中一个梁进行全配筋作为对比梁,对其余两个两端配筋不足的梁采用4种不同的锚固方法进行粘钢加固,分析了静载作用下梁端负弯矩区钢筋的屈服荷载和L形钢板的应变。试验结果表明:在L型钢板转角处加焊两块80mm×60mm×10mm的三角形加劲肋钢板的加固方法,提高了L形钢板在转角处的刚度,更好地发挥了钢板的能力,加固效果最好。

关键词： rc框架梁负弯矩区粘钢加固锚固

冻融低剪跨比rc框架梁抗震性能试验及数值模拟方法研究

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冻融低剪跨比RC框架梁抗震性能试验及数值模拟方法研究

作者：裴培西安建筑科技大学

学位级别：硕士

冻融循环作为影响混凝土耐久性的重要原因之一,其所引发的混凝土力学性能劣化是导致钢筋混凝土(Reinforced Concrete,rc)结构抗震性能退化的主要因素之一。由于早期的设计规范尚不完善,忽略了冻融损伤对rc结构的影响,导致既有结构在反... 详细信息

冻融循环作为影响混凝土耐久性的重要原因之一,其所引发的混凝土力学性能劣化是导致钢筋混凝土(Reinforced Concrete,rc)结构抗震性能退化的主要因素之一。由于早期的设计规范尚不完善,忽略了冻融损伤对rc结构的影响,导致既有结构在反复冻融循环作用下容易发生冻胀破坏,进而引发其力学性能与抗震性能不断劣化,尤其一些低剪跨比rc结构在冻融侵害和地震荷载双向作用下极易发生脆性的剪切破坏或弯剪破坏。鉴于我国有相当大的地区处于严寒地带,对于该地区的结构来说,冻融损伤时常发生;与此同时,我国也是一个地震频发的国家,大量处于冻融环境下的rc结构亦处于高抗震设防烈度区。基于此,本文以低剪跨比rc框架梁构件为研究对象,对其展开了抗震性能试验与数值模拟研究。主要研究内容及结论如下:(1)以冻融循环次数和混凝土强度为变量,采用人工气候实验室技术对6榀低剪跨比rc框架梁试件进行了加速冻融循环,随后对全部试件进行拟静力试验。结果表明,随着冻融循环次数的增加,混凝土的抗压强度、动弹性模量发生退化,同时梁试件的承载能力、变形性能、延性以及耗能能力等抗震性能指标也均发生退化;随着混凝土强度等级的提高,冻融后混凝土抗压强度及动弹性模量损失减小,同时混凝土强度的提高在一定程度上也削弱了冻融循环对试件抗震性能的影响。(2)基于拟静力试验数据回归分析,采用考虑下降段的三折线骨架曲线,建立了冻融rc框架梁骨架曲线特征点的计算公式;基于能量耗散原理,通过引入循环退化指数,考虑基本强度退化、峰值后强度退化及加卸载刚度退化等滞回规则,初步建立了适用于冻融低剪跨比rc框架梁构件的恢复力模型;采用该恢复力模型对各榀冻融rc框架梁试件进行数值模拟,经验证模拟滞回曲线与试验滞回曲线总体吻合较好。(3)在纤维模型的基础上,首先建立了混凝土冻融损伤本构模型,用以替代纤维模型中的混凝土本构,同时采用Limit State Material和Shear Limit Curve材料并通过与零长度剪切弹簧配合使用,建立了考虑剪切效应的冻融rc框架梁的弯剪数值模型;为了更加精确地模拟冻融rc框架梁的地震响应,基于已建立的弯剪数值模型,通过串联零长度截面单元(zero Length Section Element)并结合Pinching4材料,建立了同时考虑剪切效应及粘结滑移效应的数值模型,对冻融rc框架梁在地震作用下的滞回性能进行了更加精确地模拟分析,以期为持续推动基于Open SEES分析平台的冻融rc结构数值模拟技术的发展奠定基础。

关键词： rc框架梁冻融循环恢复力模型纤维模型剪切变形粘结滑移

考虑结构空间约束的现浇rc框架梁受力性能试验研究

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考虑结构空间约束的现浇RC框架梁受力性能试验研究

作者：何子鸣华南理工大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土(rc)框架结构占我国工业与民用建筑的50%以上。历次震害经验表明,rc框架梁承载能力被“低估”,导致rc框架结构未呈现预期的梁铰破坏机制,不符合“强柱弱梁”设计理念。在rc框架整体结构中,现浇楼板与框架柱等周边构件共同组... 详细信息

钢筋混凝土(rc)框架结构占我国工业与民用建筑的50%以上。历次震害经验表明,rc框架梁承载能力被“低估”,导致rc框架结构未呈现预期的梁铰破坏机制,不符合“强柱弱梁”设计理念。在rc框架整体结构中,现浇楼板与框架柱等周边构件共同组成的结构空间约束体系,将同时限制rc框架梁的轴向变形,产生不可忽略的约束轴力,显著改变rc框架梁的承载能力和破坏形态。然而目前世界各国关于rc框架梁受力性能的研究大部分基于构件试验开展,并未充分考虑结构空间约束效应对rc框架梁受力性能的影响。揭示rc框架梁在结构空间约束下的受力性能,为指导工程结构中rc框架梁承载力设计、优化框架结构钢筋配置提供技术支撑,从而改善rc框架结构的屈服机制,提升rc框架结构抗震韧性,符合目前国家战略规划中“韧性城市”理念的发展需要。为此,本文开展足尺rc框架结构试验,并结合有限元分析,研究结构空间约束效应改变rc框架梁受力性能的作用机理,主要研究内容如下:(1)以梁配筋率、梁空间位置、楼板与梁相对位置、有无楼板、计算剪跨比为变量,设计12根跨高比为8.3的rc框架梁试件在足尺结构中进行竖向静载试验。不同于简支梁竖向裂缝发展明显的受弯破坏形态,在结构空间约束下,rc框架梁表现为梁端近平行的腹剪斜裂缝发展明显、撕裂裂缝沿纵筋方向不断发展至混凝土压碎的剪压粘结破坏。(2)揭示结构空间约束效应对rc框架梁受力性能的影响规律。采用现行规范中rc梁受弯承载力计算公式,得出本文rc框架梁试件的承载力,并与试验峰值承载力进行对比,结果表明:在结构空间约束下,现有计算公式低估了rc框架梁的承载能力;当梁纵筋配筋率由1.62%降低至0.86%时,承载力提高幅度均值由1.28倍提升至2.32倍,随着配筋率的减小,结构空间约束效应对梁承载力的贡献作用更加显著。(3)建立足尺框架结构的精细有限元模型进行数值模拟分析。基于rc框架梁试验结果,采用有限元软件ABAQUS对rc框架梁进行竖向加载数值模拟,对比分析梁试件荷载-跨中挠度曲线、破坏形态、轴向伸长、钢筋应变等力学性能,验证了数值模拟方法的合理性。(4)基于有限元计算结果,在结构层次上分析了rc框架梁的受力机制,并研究了不同参数对rc框架梁承载力的影响。结果表明:在竖向荷载作用下,rc框架梁因受到结构空间约束而产生约束轴力,导致梁承载力进一步提高;对比不同参数对rc框架梁承载力的提高幅度,其中楼板板厚起主要作用,框架柱及周边框架梁、板配筋率、柱宽度起次要作用。

关键词：结构空间约束 rc框架梁承载力轴向伸长有限元分析

一般大气酸雨侵蚀下rc框架梁抗震性能试验研究

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一般大气酸雨侵蚀下RC框架梁抗震性能试验研究

作者：黄鹰歌西安建筑科技大学

学位级别：硕士

在我国成为第三大酸雨区之后,酸雨成为造成钢筋混凝土结构性能退化的一个重要因素。酸雨侵蚀渗入试件结构内部,造成混凝土表面酥松脱落,内部钢筋锈蚀,劣化结构力学性能。而目前国内研究主要集中于酸雨侵蚀下混凝土材料的损伤机理和性能... 详细信息

在我国成为第三大酸雨区之后,酸雨成为造成钢筋混凝土结构性能退化的一个重要因素。酸雨侵蚀渗入试件结构内部,造成混凝土表面酥松脱落,内部钢筋锈蚀,劣化结构力学性能。而目前国内研究主要集中于酸雨侵蚀下混凝土材料的损伤机理和性能退化规律,对于酸雨侵蚀后钢筋混凝土构件抗震性能退化研究几乎空白。因此准确评估rc框架梁在酸雨侵蚀环境下的抗震性能退化具有重要意义,可为rc框架结构全寿命研究提供理论依据。本文主要研究内容及成果如下:（1）为研究酸雨环境下受侵蚀rc框架梁的抗震性能,本文共设计了9个剪跨比为2.5的rc框架梁,进行人工模拟酸雨加速侵蚀试验,进而进行拟静力试验,得到不同酸雨侵蚀程度下各试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、强度衰减及耗能能力退化曲线。（2）分析了酸雨侵蚀程度对rc框架梁抗震性能退化规律的影响。随着酸雨侵蚀循环次数的增加,酸雨侵蚀程度不断加重,混凝土酸化深度逐渐加大。当酸化深度小于混凝土保护层厚度时,钢筋尚未锈蚀,rc框架梁的承载力和刚度等抗震性能略有所提高;当酸化深度接近或大于混凝土保护层厚度,酸雨开始侵蚀钢筋,rc框架梁的承载力、刚度及耗能等抗震性能逐步下降。此外,还研究了配箍率对rc框架梁的强度、刚度、变形恢复力和耗能等抗震性能的影响。（3）建立了酸雨侵蚀环境下rc框架梁的恢复力模型。采用带负刚度三折线骨架曲线,由试验结果回归分析得到的酸雨侵蚀下rc框架梁骨架曲线特征点计算公式,并依据滞回耗能的循环退化指数和规定的滞回规则,建立酸雨侵蚀下锈蚀rc框架梁的恢复力模型,该恢复力模型考虑了滞回曲线捏缩效应、硬化段强度和刚度退化、软化段强度和刚度退化、卸载段刚度退化和再加载段刚度退化。（4）基于Open Sees建立酸雨侵蚀下rc框架梁的恢复力模型。将悬臂梁简化为弹性单元和梁根部塑性铰两部分,采用单轴材料的“捏拢型的修正Ibarra-Medina-Krawinkler退化模型（Mod IMKPinching Material）”。其数值模拟结果与本文试验结果对比表明:该种rc框架梁的有限元数值建模方法具有一定范围的适用性。

关键词：酸化深度钢筋锈蚀 rc框架梁抗震性能恢复力模型

FRP加固rc框架梁和混凝土板抗震设计研究

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江西建材 2018年第4期 51-53页

作者：王培军付伟庆徐刚牛燕华青岛华新园置业有限公司山东青岛266000 青岛理工大学山东青岛266033 青岛市人防建筑设计研究院山东青岛266061 绿地控股集团青岛沧海置业有限公司山东青岛266033

以目标横向刚度为控制指标,提出了基于位移FRP加固钢筋混凝土框架结构的抗震设计方法。该方法可用于现有框架柱和FRP梁结构的抗震加固设计。给出了计算屈服前后FRP筋混凝土构件截面刚度的计算公式。建立了两阶段框架屈服前后的横向刚度... 详细信息

以目标横向刚度为控制指标,提出了基于位移FRP加固钢筋混凝土框架结构的抗震设计方法。该方法可用于现有框架柱和FRP梁结构的抗震加固设计。给出了计算屈服前后FRP筋混凝土构件截面刚度的计算公式。建立了两阶段框架屈服前后的横向刚度公式。基于横向刚度和结构分析的商业软件,对FRP加固钢筋混凝土框架结构进行了静力弹塑性分析。

关键词： FRP rc框架梁混凝土板抗震设计