结构低周反复荷载试验
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半刚性连接梁柱组合节点低周反复荷载试验研究
近年来,越来越多的高层建筑采用梁柱组合作为节点,而梁柱组合节点的低周反复荷载特性是构造安全的重要参数,如构造的位置、材料的性能以及梁柱组合节点连接构件的类型和数量等。
如果缺乏足够的参数和试验数据,就无法正确地确定梁柱组合节点的低周反复荷载性能,很容易导致安全隐患。
本研究的目的
本研究的主要目的是研究半刚性连接梁柱组合节点低周反复荷
载性能,以便更准确地预测其结构安全性能,为高层建筑的节点设计提供参考依据。
研究内容
本研究的实验采用四跨半刚性桥式结构模型,共进行36组不同低周反复荷载试验,主要参数包括应变比(梁柱组合节点连接构件荷载应变/混凝土构件荷载应变)、混凝土强度、构件宽度和构件边距等。
对上述不同参数,采用线性模型预测其低周反复荷载性能,并将实验和分析数据进行比较,以获得实验数据的准确性。
研究结果
本研究结果表明,超高强度混凝土和标准强度混凝土的梁柱组合节点低周反复荷载性能存在显著差异,应变比、混凝土强度、构件边距和构件宽度等参数之间也存在显著差异,需要采取有效措施来确保梁柱组合节点性能的稳定性。
此外,线性模型结果与实验结果具有一定的差异,表明模型预测具有一定的准确性。
结论
本研究得出以下结论:
1.层建筑梁柱组合节点低周反复荷载性能受到混凝土强度、应变比、构件边距和构件宽度等参数的影响,需要采取有效措施确保安全性。
2.性模型预测可以较准确地反映梁柱组合节点低周反复荷载性能,可以为高层建筑提供参考。
第四节结构低周反复加载静力试验结构承受的地震荷载实质上是承受多次反复的水平荷载作用,由于结构是依靠本身的变形来消耗地震输给的能量,所以结构抗震试验的特点是荷载作用反复、结构变形很大,试验要求做到结构构件屈服以后,进入非线性工作阶段直至完全破坏。
由于设备和试验条件的限制,国内外大量的结构抗震试验都是采用低周反复加载的试验方法,即假定在第一振型(倒三角形)条件下给试验对象施加低周反复循环作用的位移或力(图18—4—1),由于低周反复加载时每一加载的周期远远大于结构自身的基本周期,所以这实质上还是用静力加载方法来近似模拟地震作用。
为此人们又称低周反复静力加载试验为伪静力或拟静力试验。
低周反复加载静力试验的不足之处在于试验的加载历程是事先由研究者主观确定的,荷载是按位移或力对称反复施加,因此与任一次确定性的非线性地震反应相差很远,不能反映出应变速率对结构的影响。
一、结构低周反复加载静力试验的加载制度(一)单向反复加载1.控制位移加载法控制位移加载法是在加载过程中以位移为控制值,或以屈服位移的倍数作为加载的控制值、这里位移的概念是广义的,它可以是线位移,也可以是转角、曲率或应变等相应的参数。
当试验对象具有明确有屈服点时,一般都以屈服位移的倍数为控制值。
当构件不具有明确的屈服点时(如轴力大的柱子)或干脆无屈服点时(无筋砌体),则由研究者主观制订一个认为恰当的位移标准值δ0来控制试验加载。
在控制位移的情况下,又可分为变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载。
(1)变幅加载控制位移的变幅加载如图18—4—1(a)所示。
图中纵坐标是延性系数μ或位移值,横坐标为反复加载的周次,每一周以后增加位移的幅值。
用变幅加载来确定恢复力模型,研究强度、变形和耗能的性能。
(2)等幅加载控制位移的等幅加载如图18—4—2所示。
这种加载制度在整个试验过程中始终按照等幅位移施加,主要用于研究构件的强度降低率和刚度退化规律。
(3)变幅等幅混合加载混合加载制度是将变幅、等幅两种加载制度结合起来如图18—4—3所示。
第46卷增刊22013年土木工程学报CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNALVol.462013基金项目:国家自然科学基金(51178156、50808062),教育部新世纪优秀人才计划项目(NCET-12-0838)作者简介:王静峰,博士,教授收稿日期:2012-10-02带轻质墙板钢管混凝土框架的低周反复荷载试验研究王静峰1,2李响1龚旭东1王波1(1.合肥工业大学,安徽合肥230009;2.合肥工业大学安徽土木工程结构与材料省级重点实验室,安徽合肥230009)摘要:为了研究地震荷载作用下轻质墙板与钢管混凝土框架的共同受力性能和破坏机理,进行6榀带轻质墙板钢管混凝土框架结构的低周反复荷载试验。
研究参数有柱截面类型、墙板厚度、墙板连接形式和墙板类型。
详细观察试验过程和结构破坏特征,分析水平荷载-水平位移关系滞回曲线、延性、耗能能力等。
研究表明,带片状轻质墙板钢管混凝土框架试件具有良好的抗震性能和延性,能满足结构抗震设计的要求;在地震荷载作用下钢管混凝土框架与轻质墙板(WKP 板和NALC 板)采用U 型卡扣件或钩头螺栓等连接件,具有良好的共同工作性能和安全可靠性,可以在建筑工程中安全应用。
关键词:钢管混凝土框架;片板;低周反复荷载;延性;耗能能力中图分类号:TU375.4文献标识码:A文章编号:1000-131X (2013)S2-0172-06Study on cyclic loading tests of CFST frames with light-weight wall panelsWang Jingfeng 1,2Li Xiang 1Gong Xudong 1Wang Bo 1(1.Hefei University of Technology ,Hefei 230009,China ;2.Anhui Civil Engineering Structures and Materials Key Laboratory ,Hefei University of Technology ,Hefei 230009,China )Abstract :To study mechanical behavior and failure mechanism between light-weight wall panels and concrete-filled steel tubular (CFST )frames subjected to seismic loading ,six specimens under cyclic loading were carried out.The test parameters included the column section type ,the panel thickness ,the panel connection type and the panel type.Test process and failure modes for the structures were investigated in detail.Hysteretic curves ,ductility and energy dissipation were also analyzed.The results showed the CFST frames with light-weight panels exhibited good seismic behavior and ductility ,so that they satisfied the request of structural seismic design.By using U-shaped buckles and hooked bolts ,the CFST frames with light-weight wall panels under seismic loading displayed good co-operative performance and safety reliability ,so that they could be well applied in building engineering.Keywords :concrete-filled steel tubular (CFST )frame ;wall panel ;cyclic loading ;ductility ;energy dissipation E-mail :jfwang008@163.com引言围护墙体系是钢结构建筑的重要组成部分,也是国家墙体改革的重点。
带楼板薄壁钢管混凝土组合节点低周反复荷载试验研究带楼板薄壁钢管混凝土组合节点低周反复荷载试验研究随着我国经济的快速发展和城市化进程的推进,高层建筑的需求也越来越大,而高层建筑的结构设计在确保安全和经济性的前提下,也面临着许多挑战。
其中,楼板和节点是高层建筑结构中两个重要的部分,对整体结构的稳定性和承载能力有着重要影响。
为了提高楼板和节点的抗震性能和节约施工成本,带楼板薄壁钢管混凝土组合结构应运而生。
这种新型结构是将钢管和混凝土相结合,通过楼板和节点的设计和施工,有效提升了整体结构的强度和刚度,进而提高抗震性能和承载能力。
本文将对带楼板薄壁钢管混凝土组合节点进行低周反复荷载试验研究,并探讨其在抗震设计中的应用前景。
一、试验研究方案和方法1. 试验样件制备和试验参数确定针对带楼板薄壁钢管混凝土节点的低周反复荷载试验研究,我们从结构中提取了一定数量的节点样件,并根据标准规范确定了试验参数,如荷载水平、循环次数和荷载路径等。
2. 试验装置和仪器设备为了进行准确和可靠的试验,我们使用了专业试验装置和仪器设备,如荷载施加系统、位移控制系统、传感器和数据采集系统等,以确保试验数据的准确性和可读性。
3. 试验过程和数据分析通过对试验样件施加低周反复荷载,并记录其位移、变形和应力数据,我们对节点的承载性能、变形特性和破坏机制进行了详细的分析和研究。
我们还进行了试验前后的断面观察和显微分析,以了解节点的损伤程度和破坏原因。
二、试验结果和分析通过对带楼板薄壁钢管混凝土组合节点的低周反复荷载试验,我们得到了丰富的试验数据和结论:1. 承载性能:带楼板薄壁钢管混凝土组合节点在低周反复荷载下具有较好的承载性能,承载能力明显优于传统节点形式。
2. 变形特性:节点在低周反复荷载下产生的变形主要表现为弹性变形、塑性变形和局部损坏。
节点的变形程度和变形模式与荷载路径和循环次数密切相关。
3. 破坏机制:节点的破坏主要由局部剪切破坏和拉伸破坏组成。
建筑结构试验一、名词解释1、结构动力特性试验:指结构受动力荷载鼓励时,在结构自由振动或强迫振动情况下量测结构自身所固有的动力性能的试验。
一八10 082、结构动力反响试验:指结构在动力荷载作用下,量测结构或特定部位动力性能参数和动态反响的试验。
3、结构劳累试验:指结构构件在等幅稳定、屡次重复荷载的作用下,为测试结构劳累性能而进行的动力试验。
二七八4、地震模拟振动台试验:指在地震模拟振动台上进行的结构抗震动力试验。
5、短期荷载试验:指结构试验时限与试验条件、试验时间或其它各种因素和基于及时解决问题的需要,经常对实际承受长期荷载作用的结构构件,在试验时将荷载从零开始到最后结构破坏或某个阶段进行卸载,整个试验的过程和时间总和仅在一个较短时间段内完成的结构试验。
一八6、长期荷载试验:指结构在长期荷载作用下研究结构变形随时间变化规律的试验。
七7、现场试验:指在生产或施工现场进行的实际结构的试验。
8、相似模型试验:按照相似理论进行模型设计、制作与试验。
十9、缩尺模型:原型结构缩小几何比例尺寸的试验代表物。
07 09 蟹相似:对象是实际结构〔实物〕或者是实际的结构构件壁枇似:是仿照〔真实结构〕并按肯定比例关系复制而成的试验代表物,它具有实际结构的全部或局部特征,但大局部结构模型是尺寸比原型小得多的缩尺结构。
结构抗震试验:是在地震或模拟地震荷载作用下研究结构构件抗震性能和抗震能力的特意试验。
拟动力试验:是利用计算机和电液伺服加载器联机系统进行结构抗震试验的一种试验方法。
地震模拟震动台试验:是指在地震模拟振动台上进行的结构抗震动力试验。
低周反复加载静力试验:是一种以操纵结构变形或操纵施加荷载,由小到大对结构构件进行屡次低周期反复作用的结构抗震尽力试验。
短期荷载试验:是指结构试验时限与试验条件、试验时间或其他各种因素和基于及时解决问题的需要,经常对实际承受长期何在作用的结构构件,在试验时将荷载从零开始到最后机构破坏或某个阶段进行卸载,整个试验的过程和时间总和仅在一个较短时间段内〔如几天、几小时、甚至几分钟〕完成的结构试验长期荷载试验:是指结构在长期何在作用下研究结构变形随时间变化规律的试验。
砌体结构论文:砌体结构抗震性能低周反复荷载试验蒸压加气混凝土砌体墙滞回曲线【中文摘要】为了解蒸压加气混凝土承重砌块砌体墙的抗震性能,对8片蒸压加气混凝土砌块砌体墙试件进行了低周反复水平荷载作用下的试验研究。
观察了试件的开裂和破坏形态,测试了荷载-位移滞回曲线,得到了试件的荷载和位移特征值、延性系数、能量耗散能力、刚度退化规律等各项抗震指标。
试验及分析结果表明,裂缝发展大多穿越砌块,以X形斜裂缝为主,属于剪切破坏形态;高宽比和竖向压应力对刚度和裂缝形态有所影响;减小高宽比、增加竖向压应力和提高砌块强度都可以提高墙体的抗震抗剪强度;其抗震性能并不低与普通烧结粘土砖砌体墙。
【英文摘要】To understand the seismic performance of autoclaved aerated concrete block masonry wall,8 autoclaved aerated concrete block masonry walls were tested under low cycle reversed lateral load. Based on the experiment,cracking and failure modes are observed and load - displacement hysteretic curves are measured. Besides, kinds of seismic indicators such as feature value of load and displacement, ductility factor, Energy dissipation and Stiffness degradation rules are obtained. Test and analysis results show that most of cracks shaped X propagate through the block whose failuremode is shear. Aspect ratio and axial compression also resultin some influences to ratio Stiffness and fracturemorphology .It can be deduced that as reducing the aspect ratio , increasing the axial compression ratio and enhancing the blockstrength ,seismic strength and shear strength of wall areenhanced .The seismic performance is not lower than ordinarysinter brick masonry wall from the experiment.【关键词】砌体结构抗震性能低周反复荷载试验蒸压加气混凝土砌体墙滞回曲线【采买全文】1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发.【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供,无涉版权。
钢梁!钢筋混凝土柱节点在低周反复荷载作用下受力性能的试验研究杨建江(天津大学建筑工程学院"###$%)郝志军(北京市建筑工程研究院北京&###"’)[提要]钢梁!钢筋混凝土柱节点是钢!混凝土框架结构的主要传力部件,认识节点的受力性能对结构设计是至关重要的。
通过四个受反复荷载作用,轴压比、节点构造和截面尺寸不同的钢梁!钢筋混凝土柱节点的试验,研究了节点的强度和变形性能。
通过试验研究,使我们对钢梁!钢筋混凝土柱节点在反复荷载作用下的力学性能有了初步的认识。
[关键词]组合结构节点反复荷载钢梁混凝土柱()*+*,)-./,-0,)-1-,2*1/32/,452)*64/.2452)*32**07*-+!1*/.541,*8,4.,1*2*,409+.)-33,-1,*0:7**.3298/*8-2 )4+*;<32)*+-/.21-.35*1452)*541,*452)*51-+*3219,291*,2)*64/.22-=*32)*/+>412-.2140*/.2)*32**0!,4.,1*2* ,4+>43/2*3219,291*;?49132**07*-+!1*/.541,*8,4.,1*2*,409+.64/.23-1*2*32*89.8*12)*1*@*13*804-8/.A;()*-B! /-0,4+>1*33/4.1-2/4,2)*8/+*.3/4.452)*1*/.541,*8,4.,1*2*,409+.-.82)*,4.3219,2/4.452)*64/.2-1**B-+/.*8; !"#$%&’(:,4+>43/2*3219,291*;64/.2;1*@*13*804-8;32**07*-+;1*/.541,*8,4.,1*2*,409+.一、前言根据查阅到的资料[C],近几年,国外部分学者开始对组合结构中钢梁与钢筋混凝土柱的节点进行专门研究。
低周反复加载静力试验
学习建筑结构的抗震试验,首先要解决如下的问题:
抗震试验按照试验方法和试验手段的不同,可以分为哪几种方法?各有什么特点?低周反复加载静力试验的加载制度?伪静力试验量测项目和内容一般应包括哪些?伪静力试验的结果如何表达,如何用于进行结构抗震性能的评定?如何通过结构的强度、刚度、延性、退化率和能量耗散等方面的综合分析,来分析结构的特性和能力?拟动力试验的特点?地震模拟振动台动力加载试验在抗震研究中有什么作用?在选择和设计振动台台面的输入运动时,需要考虑哪些因素?
掌握结构抗震试验的特点是荷载作用反复,结构变形很大,试验要求做到结构构件屈服以后,进入非线性工作阶段,直至完全破坏。
因此试验中要同时观测结构的强度、变形、非线性性能和结构的实际破坏状态。
建筑结构的抗震试验按照试验方法和试验手段的不同,可以分为低周反复加载试验(伪静力试验)、拟动力试验和动力加载试验。
要理解各种试验方法和试验手段的特点,以便更好地获得测试结果和进行分析。
通过伪静力试验,能获得结构构件超过弹性极限后的荷载变形工作性能(恢复力特性)和破坏特征,也可以用来比较或验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力。
进而为建立数学模型,通过计算机进行结构抗震非线性分析服务,为改进现行抗震设计方法和修订设计规范提供依据。
这种试验方法的设备比较简单,甚至可用普通静力试验用的加载设备。
加载历程可人为控制,并可按需要加以改变或修正。
试验过程中,可停下来观察结构的开裂和破坏状态,便于检验校核试验数据和仪器设备工作情况。
由于对称的、有规律的低周反复加载与某一次确定性的非线性地震相差甚远,不能反映应变速率对结构的影响,无法再现真实地震的要求。
为了弥补伪静力试验的不足,可利用计算机技术,用计算机来检测和控制整个试验。
结构的恢复力可直接通过测量作用在试验对象上的荷载值和位移值而得到,然后再通过计算机来完成非线性地震反应微分方程的求解。
这种方法称为拟动力试验。
人们总希望通过动力加载试验来研究结构的动力反应、结构抵抗动力荷载的实际能力与安全储备。
结构抗震动力试验的难度与复杂性比静力试验要大。
首先,荷载是以动力形式出现,它以速度、加速度或一定频率对结构产生动力响应,由于加速度作用引起惯性力。
以致荷载的大小又直接与结构本身的质量有关,动力荷载对结构产生共振使应变及挠度增大。
其次,动力荷载作用于结构还有应变速率的问题。
应变速率的大小,又直接影响结构材料的强度。
在结构试验中,人们发现加荷速度愈高,引起结构或构件的应变速率愈高,则试件强度和弹性模量也就相应提高。
在冲击荷载作用下,强度与弹性模量的变化尤为显著。
在动力反复荷载作用下,结构的强度要比静力低周反复加载提高10%以上,由此可见动力加载对应变速率所产生的作用。
结构抗震动力试验可以分为周期性的动力加载试验和非周期性的动力加载试验。
要掌握其加载方式和响应特点。
一、建筑结构抗震的低周反复加载静力试验
学习加载制度,要掌握静力试验加载制度的种类:
掌握单向反复加载的方法(控制位移加载法,控制作用力加载法以及控制作用力和控制位移的混合加载法),特点和作用。
在控制位移的情况下,掌握变幅加载、等幅加载和变幅等幅混合加载等方法的基本做法和研究目的。
了解双向反复加载的方法、特点、作用及适用范围。
掌握《建筑抗震试验方法规程》(JGJl01—96)规定的伪静力试验加载方法,注意加载的分级,加载的阶段,加载控制,加载的次数以及明确需要获得的参数,结构伪静力试验的观测项目和量测仪器,掌握对结构伪静力试验的观测设计,构件选择。
确定伪静力试验量测项。