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双向螺旋箍筋约束高强蜂窝型钢-UHPC短柱轴压性能研究

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建筑结构学报 2025年第1期 147-159页

作者：徐龙康杨勇张明俊张扬西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室

为研究双向螺旋箍筋约束高强蜂窝型钢-UHPC短柱(简称“CS-UHPC”)的轴压性能，揭示箍筋直径、箍筋间距和型钢扩张比等设计参数对该类柱轴压性能的影响，设计并完成了8根轴心受压短柱试验。通过短柱的破坏形态、承载力、荷载-位移曲线、... 详细信息

为研究双向螺旋箍筋约束高强蜂窝型钢-UHPC短柱(简称“CS-UHPC”)的轴压性能，揭示箍筋直径、箍筋间距和型钢扩张比等设计参数对该类柱轴压性能的影响，设计并完成了8根轴心受压短柱试验。通过短柱的破坏形态、承载力、荷载-位移曲线、变形能力、刚度、荷载-应变曲线等分析双向高强螺旋箍筋和蜂窝型钢对该类柱的约束增强机理和失效性态。同时，将短柱截面划分为不同的UHPC约束区，计算双向高强螺旋箍筋的有效约束，并将蜂窝型钢等效为两个T形钢分肢的缀板式格构柱，提出CS-UHPC短柱的轴压承载力计算方法。研究结果表明：所有CS-UHPC短柱均发生典型的轴压破坏，由于双向高强螺旋箍筋的约束作用，裂缝发展缓慢，荷载-位移曲线下降段趋于平缓，并维持较高的残余承载力水平，与传统矩形箍筋短柱相比，双向高强螺旋箍筋短柱的轴压承载力增加13.4%、变形系数提高209%、刚度提高11.1%；与实腹短柱相比，扩张比为1.3和1.5的蜂窝腹板短柱的轴压承载力分别增加14.0%和3.8%，变形系数分别提高46.6%和34.4%，刚度分别提高32.3%和23.3%；当双向高强螺旋箍筋直径从4 mm增加至6 mm和8 mm，短柱轴压承载力分别增加17.5%和30.7%，变形系数分别提高15.7%和21.6%，刚度分别提高11.3%和18.6%；当双向高强螺旋箍筋间距从50 mm增加至80 mm和110 mm，短柱轴压承载力分别减少16.0%和14.0%，变形系数分别降低1.8%和17.2%，刚度分别降低14.8%和6.1%。

关键词：高强蜂窝型钢-UHPC短柱双向螺旋箍筋轴压试验轴压性能约束机理

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面向抗震韧性评价的型钢混凝土柱易损性函数

哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 24-34页

作者：李磊王菲菲代旷宇于晓辉西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西部绿色建筑国家重点实验室(西安建筑科技大学) 西安710055 郑州大学土木工程学院郑州450001 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

为满足型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)结构地震损失评估及抗震韧性评价的需求,建立SRC柱构件的地震易损性函数十分关键。本文首先基于文献调研,结合JGJ 138—2016《组合结构设计规范》,从国内外文献中筛选了227榀拟静力循... 详细信息

为满足型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)结构地震损失评估及抗震韧性评价的需求,建立SRC柱构件的地震易损性函数十分关键。本文首先基于文献调研,结合JGJ 138—2016《组合结构设计规范》,从国内外文献中筛选了227榀拟静力循环加载的SRC柱,建立标准化的SRC柱试验数据库。其次,考虑失效模式的差异性,将构件分为延性SRC柱和偏脆性SRC柱,并给出了不同类别的构件损伤等级划分标准及对应的修复方法。然后,以位移角为工程需求参数,分别提取了各构件对应不同损伤等级的位移角限值,采用FEMA P-58方法,建立了不同类别的SRC柱在各损伤等级下的易损性函数。最后,给出了与GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》相容的易损性函数参数表,并分析了抗震等级和轴压比对SRC柱易损性函数参数及易损性曲线的影响。最终,通过分析一幢型钢混凝土框架结构办公楼的抗震韧性,说明了所提出的易损性函数在抗震韧性评价中的作用。

关键词：型钢混凝土柱试验数据库损伤状态易损性函数抗震韧性评价标准

秦巴山区历史文化街区建筑综合防灾评估研究——以恒口老街区为例

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灾害学 2025年第1期40卷 22-29页

作者：刘冬周思萌彭建兵申艳军周鑫玥西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054 长安大学地质工程与测绘学院西安710061 中国地质大学(北京)地质安全研究院北京100083 青海大学财经学院西宁810016

秦巴山区因其独特的地理和气候条件成为防灾减灾救灾的重点区域,而其历史文化街区的建筑是安全隐患的主要承载体。该文综合考虑秦巴山区历史文化街区建筑不安全性因素,从建筑单体和建筑组群两个层面,以及建筑本体、建筑附属和建筑环境... 详细信息

秦巴山区因其独特的地理和气候条件成为防灾减灾救灾的重点区域,而其历史文化街区的建筑是安全隐患的主要承载体。该文综合考虑秦巴山区历史文化街区建筑不安全性因素,从建筑单体和建筑组群两个层面,以及建筑本体、建筑附属和建筑环境三个维度,构建了历史文化街区建筑综合防灾的评估框架,并以陕西省第四批历史文化街区恒口老街区为例开展研究。结果表明:恒口老街区在建筑本体防灾、附属防灾及环境防灾在6大组群和1219栋单体建筑内存在显著差异,防灾能力较强区域均呈面状分散于街巷两侧;而防灾薄弱点则多为可达性较低的组群内部。该结果为减轻街区建筑灾害风险危险性、降低建筑承灾体易损性、增强建筑自适性以及提高建筑的可恢复性,提供了研判技术依据和改进方向。

关键词：历史文化街区建筑综合防灾本体附属环境秦巴山区

Y形高强钢组合偏心支撑框架结构抗震性能简化分析方法研究

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振动与冲击 2017年第9期36卷 214-224,266页

作者：连鸣苏明周郭艳西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建筑科技大学材料科学与工程博士后流动站西安710055

通过对1∶2缩尺三层Y形高强钢组合偏心支撑框架结构(Y-HSS-EBF)模型试件的振动台试验,考察了结构的抗震性能。基于结构的恢复力模型与等代拉杆简化模型,采用SAP2000程序中的多线段塑性Kinematic连接单元代替拉杆,进行Y-HSS-EBF结构的地... 详细信息

通过对1∶2缩尺三层Y形高强钢组合偏心支撑框架结构(Y-HSS-EBF)模型试件的振动台试验,考察了结构的抗震性能。基于结构的恢复力模型与等代拉杆简化模型,采用SAP2000程序中的多线段塑性Kinematic连接单元代替拉杆,进行Y-HSS-EBF结构的地震反应简化分析,并将简化分析计算结果与试验结果、有限元计算结果进行了对比。研究结果表明:Y-HSS-EBF结构具有良好的抗震性能;由简化计算方法得到的Y-HSS-EBF结构滞回曲线与试验结果基本一致,简化分析模型能较好地模拟结构的非线性性能;振动台模型的简化计算结果具有一定的精度,简化分析模型能够较好的用于Y-HSS-EBF结构的弹性与弹塑性地震反应分析。在初步设计时,可采用简化分析模型对结构地震作用进行计算。

关键词：偏心支撑高强钢恢复力模型地震反应简化分析

Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2017年第6期38卷 95-104页

作者：连鸣苏明周西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学材料科学与工程博士后流动站陕西西安710055

为研究Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能,在已完成的1∶2缩尺3层模型结构振动台试验的基础上,重新设计了耗能梁段,并对该结构再次进行振动台试验。试验中选取El Centro波、Taft波和兰州波作为地震动输入并考虑7度多遇到9度罕遇的地... 详细信息

为研究Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能,在已完成的1∶2缩尺3层模型结构振动台试验的基础上,重新设计了耗能梁段,并对该结构再次进行振动台试验。试验中选取El Centro波、Taft波和兰州波作为地震动输入并考虑7度多遇到9度罕遇的地震水准,分析了结构在水平地震作用下的动力特性、加速度响应、位移响应、应变响应、剪力分布等,并与已有试验结果进行了对比。通过ABAQUS建立了有限元分析模型,与试验结果进行对比。结果表明:该结构在多遇地震作用下处于弹性状态,在罕遇地震作用下表现为耗能梁段的局部破坏;耗能梁段破坏后,结构刚度大幅下降,但未发生倒塌;在多遇地震和罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角满足抗震规范层间位移角限值的相关要求;在罕遇地震作用下,耗能梁段进入塑性状态而进行耗能,其他构件仍保持弹性状态;所建立的有限元模型可以有效模拟振动台试验结果。

关键词：偏心支撑框架高强钢振动台试验动力特性抗震性能

钢管再生混凝土轴压短柱受力性能的试验与理论分析

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工程力学 2013年第4期30卷 107-114页

作者：陈宗平张士前王妮薛建阳陈宝春福州大学土木工程博士后流动站福州350108 广西大学土木建筑工程学院南宁530004 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

为了研究钢管再生混凝土短柱的轴压性能,以再生粗骨料替代率和套箍指标为主要变化参数设计了22个试件进行轴压试验,观察了试件的受力全过程和破坏形态,获取了试件的应力-应变全过程曲线,分析了骨料替代率、套箍指标对其承载性能的影响,... 详细信息

为了研究钢管再生混凝土短柱的轴压性能,以再生粗骨料替代率和套箍指标为主要变化参数设计了22个试件进行轴压试验,观察了试件的受力全过程和破坏形态,获取了试件的应力-应变全过程曲线,分析了骨料替代率、套箍指标对其承载性能的影响,试验结果表明:试件的破坏形态与普通钢管混凝土相似,再生粗骨料替代率对钢管再生混凝土影响不大,套箍指标对承载能力和变形性能影响明显。并分别用统一强度理论,套箍混凝土理论和叠加计算理论对试件的承载力进行了计算和分析,结果表明:统一强度理论和叠加计算理论计算值小于试验值,而套箍混凝土理论计算值略大于试验值,最后对应力-应变全过程曲线拟合分析,提出了试件的应力-应变全曲线方程。研究结果可供钢管再生混凝土短柱的科学研究和工程应用参考。

关键词：钢管混凝土再生混凝土替代率承载性能套箍指标

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薄钢板剪力墙结构试验研究及简化模型分析

工程力学 2016年第6期33卷 34-45页

作者：樊春雷郝际平田炜烽西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学建筑设计研究院陕西西安710055 重庆大学土木工程博士后流动站重庆400030

通过对薄钢板剪力墙结构的低周反复荷载试验研究,分析了结构的受力机理、变形破坏模式、滞回曲线、延性指标、耗能能力等抗震性能指标。针对非加劲薄钢板剪力墙屈曲后受力性能,基于刚度等效、柱最大轴力等效和柱最大弯矩等效,提出一种... 详细信息

通过对薄钢板剪力墙结构的低周反复荷载试验研究,分析了结构的受力机理、变形破坏模式、滞回曲线、延性指标、耗能能力等抗震性能指标。针对非加劲薄钢板剪力墙屈曲后受力性能,基于刚度等效、柱最大轴力等效和柱最大弯矩等效,提出一种构造简单又能考虑对边柱不利影响的三拉杆模型TSM(Three Strip Model),并与SM模型,精细有限元模型及试验结果进行了对比,结果表明,TSM模型具有很好的精度,可供工程设计应用。

关键词：薄钢板剪力墙拉力场简化模型三拉杆模型刚度等效

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型钢混凝土粘结滑移性能试验研究

建筑结构学报 2005年第4期26卷 1-9页

作者：杨勇郭子雄薛建阳赵鸿铁聂建国华侨大学土木工程学院福建泉州362021 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 清华大学土木工程博士后流动站北京100084

通过淹钢混凝土标准推出试验(push-outtest),对型钢混凝土粘结滑移受力机理、粘结强度和粘结滑移本构关系等关键问题进行研究。采用正交试验法设计16个标准推出试件,主要研究混凝土强度等级、型钢埋置长度、横向配箍率和型钢的混凝土保... 详细信息

通过淹钢混凝土标准推出试验(push-outtest),对型钢混凝土粘结滑移受力机理、粘结强度和粘结滑移本构关系等关键问题进行研究。采用正交试验法设计16个标准推出试件,主要研究混凝土强度等级、型钢埋置长度、横向配箍率和型钢的混凝土保护层厚度等四个主要因素对粘结滑移性能的影响,考察型钢翼缘外侧、翼缘内侧及腹板与混凝土粘结性能。并设计4个对比推出试件,单独考察型钢翼缘外侧对粘结作用的贡献。试验研究结果表明,在荷载上升阶段和荷载下降阶段内部型钢应变分别呈指数分布和线形分布;在型钢翼缘外侧、翼缘内侧和腹板等不同部位,界面内部滑移具有相近分布规律;在荷载下降阶段,型钢翼缘外侧相对翼缘内侧及腹板对总体粘结作用贡献更大。根据所有试件的加载端和自由端的荷载-滑移曲线试验结果,统计回归出型钢混凝土特征粘结强度和特征滑移值计算公式,并提出型钢混凝土平均粘结应力-加载端滑移本构关系的数学模型(-τSL模型)。

关键词：型钢混凝土结构粘结滑移性能推出试验粘结应力内部滑移粘结机理

地震作用下型钢混凝土异形柱框架动力特性及频谱反应分析

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振动工程学报 2021年第3期34卷 528-538页

作者：胡宗波薛建阳西安建筑科技大学土木工程学院博士后流动站陕西西安710055 武警工程大学装备管理与保障学院陕西西安710086

基于型钢混凝土(SRC)异形柱空间框架模型振动台试验,对模型结构的频谱特性、偏心动力反应、非线性反应规律进行了研究。结果表明:在三向地震作用下,模型结构在高阶振型中依次发生了Y向平扭和X向平扭耦合现象,振型形态依次为X向平动、Y... 详细信息

基于型钢混凝土(SRC)异形柱空间框架模型振动台试验,对模型结构的频谱特性、偏心动力反应、非线性反应规律进行了研究。结果表明:在三向地震作用下,模型结构在高阶振型中依次发生了Y向平扭和X向平扭耦合现象,振型形态依次为X向平动、Y向平扭、Z向振动、扭转、Y向平动;在强震作用下,模型X向、Y向、Z向和扭转自振频率分别下降31.02%,30.10%,39.72%和30.09%;模型结构的频响函数实部曲线的零点、虚部及幅值曲线的峰值点随着加载持时的增加逐渐向低频移动,结构损伤逐渐累积,刚度不断退化,动力刚度接近静刚度,结构的变形较大;通过数值分析可知,当偏心距一定、平扭周期比不变时,偏心结构的自振频率比、平扭耦联系数的峰值点相对于对称结构的峰值点明显推后;在强震作用下,偏心距小于0.1的模型结构的薄弱层出现在结构中下部,偏心距大于0.3的模型结构的薄弱层出现在结构上部;随着偏心距的增大,模型结构提前达到性能点,所有交点处的能力谱曲线未处于承载力明显下降段,结构抗震性能满足要求。

关键词：型钢混凝土异形柱框架结构动力特性频谱分析非线性分析