再生混凝土框架抗震性能试验研究_闵珍
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预制混凝土框架结构抗震性能研究综述预制混凝土框架结构是一种现代化建筑结构,在建筑工程领域中得到了广泛应用。
预制混凝土框架结构具有预制化、规范化生产和快速施工等明显优点,在高层建筑、公共建筑和住宅建筑中得到了广泛应用。
然而,地震是导致建筑结构倒塌的主要原因之一。
因此,研究预制混凝土框架结构的抗震性能,提高其抗震能力,对于保障人民生命和财产安全非常重要。
本文对国内外研究预制混凝土框架结构的抗震性能的研究成果进行了综述,主要包括预制混凝土框架结构抗震设计准则、预制混凝土框架结构抗震性能试验、预制混凝土框架结构抗震性能分析与应用等方面。
抗震设计准则是指根据地震灾害的特点和建筑物的抗震能力确定的一系列技术规范。
在国内外,已经出台了一系列的预制混凝土框架结构抗震设计准则。
中国的《建筑抗震设计规范》中对预制混凝土框架结构的抗震性能进行了详细规定,包括强度等级、变形能力、刚度等级等。
美国的《建筑结构设计规范》对预制混凝土框架结构的抗震设计进行了详细说明,包括地震荷载的计算方法、结构响应的计算方法等。
欧洲的《结构设计标准》则采用了一种性能设计的方法,即根据结构的性能指标来进行抗震设计。
预制混凝土框架结构的抗震性能试验是研究其抗震性能的重要手段。
在国内外,已经开展了大量预制混凝土框架结构抗震性能试验。
中国科学院地震研究所对一座18层框架结构住宅楼进行了抗震性能试验,研究了框架结构的刚度、强度、裂缝性能等。
美国国家科学基金会在加州进行了一系列大型的预制混凝土框架结构抗震性能试验,研究了框架结构的性能指标、承载能力、裂缝性能等。
欧洲也开展了大量的预制混凝土框架结构抗震性能试验,探讨了框架结构的性能指标、强度等级和变形能力等方面的问题。
中国研究人员采用有限元软件进行预制混凝土框架结构的抗震性能分析,研究分析了框架结构的承载能力、应变分布和响应特性。
美国研究人员采用离散元法和非线性有限元分析方法,进行了预制混凝土框架结构的抗震性能分析,研究了框架结构的力学性能和变形能力等方面的问题。
《装配式预制混凝土框架结构抗震性能研究》篇一一、引言随着建筑技术的不断进步和城市化进程的加速,装配式预制混凝土框架结构因其高效、环保、快速施工等优点,在建筑领域得到了广泛应用。
然而,地震作为一种常见的自然灾害,对建筑结构的稳定性提出了严峻挑战。
因此,研究装配式预制混凝土框架结构的抗震性能,对于保障人民生命财产安全具有重要意义。
本文旨在通过对装配式预制混凝土框架结构的抗震性能进行深入研究,为实际工程提供理论依据和技术支持。
二、研究背景及意义装配式预制混凝土框架结构具有结构清晰、承载力高、施工速度快等优点,已成为现代建筑领域的重要选择。
然而,地震作为一种不可预测的自然灾害,对建筑结构的抗震性能提出了严格要求。
因此,研究装配式预制混凝土框架结构的抗震性能,对于提高建筑结构的抗震能力、减少地震灾害损失具有重要意义。
同时,该研究还可为装配式建筑的设计、施工和维护提供理论依据和技术支持,推动装配式建筑技术的进一步发展。
三、研究内容与方法本文采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,对装配式预制混凝土框架结构的抗震性能进行研究。
具体研究内容如下:1. 理论分析:通过对装配式预制混凝土框架结构的力学性能进行分析,了解其受力特点和破坏机制,为后续的数值模拟和实验研究提供理论依据。
2. 数值模拟:利用有限元分析软件,建立装配式预制混凝土框架结构的数值模型,模拟地震作用下的结构响应和破坏过程,分析结构的抗震性能。
3. 实验研究:通过设计合理的实验方案,对装配式预制混凝土框架结构进行地震模拟实验,观察结构的破坏过程和抗震表现,验证数值模拟结果的准确性。
四、装配式预制混凝土框架结构抗震性能分析1. 结构特点分析:装配式预制混凝土框架结构具有结构清晰、承载力高、施工速度快等优点,同时节点连接采用干式连接方式,具有较好的抗震性能。
2. 抗震性能分析:通过理论分析、数值模拟和实验研究,发现装配式预制混凝土框架结构在地震作用下具有较好的抗震性能,能够有效地抵抗地震作用,减少结构破坏和损失。
型钢再生混凝土框架抗震性能及设计方法研究型钢再生混凝土框架抗震性能及设计方法研究摘要:随着人口增加和城市化进程的推进,建筑工程规模不断扩大,对于抗震性能的要求也越来越高。
传统的混凝土结构在抗震性能方面存在一定的不足,而采用再生混凝土材料配合型钢的框架结构具有良好的抗震性能。
本文通过实验和理论分析方法,研究了型钢再生混凝土框架的抗震性能,并总结了设计方法。
1. 引言抗震是建筑结构设计中至关重要的一个方面。
过去几十年间,许多地震灾害造成了巨大的人员伤亡和财产损失,因此,提高建筑物的抗震性能至关重要。
再生混凝土材料的应用可以有效减少对天然资源的依赖,型钢材料具有良好的抗震性能,将再生混凝土与型钢结合应用于框架结构有望提高建筑物的抗震性能。
2. 再生混凝土框架与传统混凝土框架的对比分析2.1 再生混凝土框架的特点再生混凝土是指利用废弃的混凝土再生产新的混凝土材料。
再生混凝土具有低碳环保、耐久性良好等特点,而且可以实现废弃材料的再利用,具有一定的经济效益。
2.2 传统混凝土框架的不足传统混凝土框架在抗震设计中存在一定的不足,主要表现在强度较低和韧性不足两个方面。
强度较低易导致框架结构发生破坏,而韧性不足则意味着在地震力作用下难以保持完整。
3. 型钢再生混凝土框架的抗震性能试验研究为了研究型钢再生混凝土框架的抗震性能,我们设计了一系列试验。
在试验中,我们分别采用了传统混凝土框架和型钢再生混凝土框架,对其进行了抗震性能和破坏模式的研究。
4. 结果分析通过对试验结果的分析,我们发现型钢再生混凝土框架在抗震性能方面表现出较好的韧性和承载能力。
与传统混凝土框架相比,型钢再生混凝土框架在地震作用下具有更好的变形能力,可以有效减缓结构的破坏。
5. 型钢再生混凝土框架的设计方法基于以上的试验结果和分析,我们总结出了型钢再生混凝土框架的设计方法。
设计时需要考虑结构的强度和刚度,遵循相关设计规范,合理选择材料与剪力墙的布置等。
型钢再生混凝土框架抗震性能及设计方法研究型钢再生混凝土组合结构融合了再生混凝土节能环保、可再生利用的显著特点和普通型钢混凝土结构承载能力高、抗震性能好的优点,不但可以提高建筑结构的抗震防灾能力,还符合国家绿色环保和可持续发展的战略,因此具有广阔的发展应用前景。
课题组前期已经研究了型钢再生混凝土梁、柱的受力性能,为了揭示型钢再生混凝土梁柱节点及框架结构的抗震性能,本文对此开展了系统的研究。
研究工作内容主要包括以下四个方面:(1)型钢再生混凝土梁柱节点抗震性能试验研究与理论分析。
通过对4个缩尺比为1:2.5的节点试件的低周反复荷载试验,研究了型钢再生混凝土梁柱节点在水平地震作用下的承载能力、变形能力、刚度退化、延性及耗能能力等力学特性;分析了型钢再生混凝土梁柱节点在水平荷载作用下的受力机理。
结果表明:型钢再生混凝土梁柱节点延性好,变形能力强,耗能能力高,具有良好的抗震性能。
依据发生不同破坏形态的节点构件受力机理特征,给出了型钢再生混凝土梁柱节点抗剪承载力的实用计算公式。
(2)型钢再生混凝土框架结构抗震性能试验研究与理论分析。
设计了1榀缩尺比为1:2.5两跨三层的型钢再生混凝土框架结构模型。
通过对其进行拟动力试验,研究其在预估地震作用下的加速度反应、位移反应、滞回特性、刚度和耗能性能。
研究结果表明:型钢再生混凝土框架结构延性相对较好,具有较强的塑性变形能力。
模型结构在三种地震波(El Centro波、Taft波、兰州人工波)的多遇地震以及Taft波的罕遇地震作用下,层间位移角均满足我国现行规范要求。
型钢再生混凝土框架结构体系可满足8度设防要求,具有良好抗震性能。
在拟动力试验结束后,又对该榀框架结构进行了拟静力试验,观察了框架的破坏过程和破坏形态,获得了框架的滞回曲线、骨架曲线,分析了框架的承载能力、刚度、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能。
结果表明:型钢再生混凝土框架结构的破坏属于“强柱弱梁、强节点弱构件”的破坏机制;框架的荷载-位移滞回曲线呈饱满的梭形,具有较好的耗能能力;破坏时试件的最大位移角为1/22,正负向平均位移延性系数为4.3,表现出了较好的变形能力和抗倒塌能力,适合高烈度抗震设防区采用。
再生混凝土的抗压强度研究一、本文概述Overview of this article随着全球资源日益紧张和环境问题逐渐凸显,建筑行业对可持续发展的需求愈发迫切。
再生混凝土,作为一种以废弃混凝土为主要原料,经过破碎、筛分、清洗和配比等工艺制成的环保型建筑材料,近年来在建筑领域的应用逐渐受到重视。
本文旨在深入研究再生混凝土的抗压强度性能,以期为再生混凝土在实际工程中的应用提供理论依据和技术支持。
As global resources become increasingly scarce and environmental issues become increasingly prominent, the construction industry's demand for sustainable development is becoming increasingly urgent. Recycled concrete, as an environmentally friendly building material made mainly from waste concrete through processes such as crushing, screening, cleaning, and proportioning, has gradually received attention in the field of construction in recent years. This article aims to conduct in-depth research on the compressive strengthperformance of recycled concrete, in order to provide theoretical basis and technical support for the application of recycled concrete in practical engineering.本文首先介绍了再生混凝土的基本概念、发展历程及其在建筑行业中的应用现状,分析了再生混凝土抗压强度研究的重要性和紧迫性。
钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验研究钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验研究随着城市化进程的不断推进,建筑物的抗震性越来越被重视。
钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式,其节点作为框架结构的重要组成部分,其抗震性能对整个结构的抗震性能起着关键作用。
本文将就钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验进行研究。
一、钢筋混凝土框架节点的结构形式钢筋混凝土框架结构一般由柱、梁、墙等构件组成,构件之间通过连接件连接起来。
钢筋混凝土框架节点是连接构件的关键部分,承受着构件之间的荷载和力矩。
钢筋混凝土框架节点一般分为刚性节点和半刚性节点两种类型,其中刚性节点的刚度较大,而半刚性节点的刚度较小。
刚性节点的应力和变形分布较为均匀,而半刚性节点的应力和变形分布较为不均匀。
二、钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验一般通过模型试验进行。
在模型试验中,首先要确定试验的参数,包括节点类型、节点尺寸、材料类型和试验荷载等。
然后设计试验方案,制作试验模型,进行试验。
试验中,应根据试验要求进行加载,并记录试验数据,包括荷载、位移、应力、应变等。
试验结束后,应对试验数据进行分析和处理,得出试验结论。
三、钢筋混凝土框架节点的影响因素钢筋混凝土框架节点的抗震性能受到多种因素的影响,包括节点类型、节点尺寸、材料类型、试验荷载和连接方式等。
其中,节点类型是影响抗震性能最为重要的因素之一。
四、钢筋混凝土框架节点的设计方法钢筋混凝土框架节点的设计应根据国家相关标准和规范进行,采用强度设计和变形设计相结合的方法,保证节点的强度和变形能力均满足要求。
在节点设计中,应根据节点类型和荷载情况进行合理的尺寸设计和配筋设计,并选择合适的节点连接方式,确保节点的抗震性能。
五、钢筋混凝土框架节点的加固方法对于已经存在的钢筋混凝土框架结构,如果节点抗震性能不足,可以通过加固节点的方式提高结构的抗震性能。
加固方法包括增加节点的截面尺寸、加强节点的配筋、采用钢板加固等。
型钢再生混凝土框架抗震性能试验研究
薛建阳;王刚;刘辉;任瑞
【期刊名称】《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2014(046)005
【摘要】为了研究型钢再生混凝土框架的抗震性能,设计了一榀缩尺比为1:2.5的三层两跨型钢再生混凝土框架,对其进行了低周反复水平荷载试验,观察了框架的破坏过程和破坏形态,获得了框架的滞回曲线、骨架曲线,分析了框架的承载能力、刚度、延性、耗能等抗震性能.结果表明:型钢再生混凝土框架结构的破坏属于“强柱弱梁”的破坏机制;框架的荷载-位移滞回曲线呈饱满的梭形,具有较好的耗能能力;破坏时试件的整体最大位移角为1/22,正反向平均位移延性系数为4.3,表现出了较好的变形能力和抗倒塌能力.
【总页数】6页(P629-634)
【作者】薛建阳;王刚;刘辉;任瑞
【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;中国新时代国际工程公司,陕西西安710054;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055
【正文语种】中文
【中图分类】TU398
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第27卷,第1期2011年3月世界地震工程WORLD EARTHQUAKE ENGINEERINGVol.27,No.1Mar.2011收稿日期:2009-08-08;修订日期:2009-10-27通讯作者:江苏省自然科学基金;江苏省六大人才高峰项目作者简介:闵珍(1977-),女,讲师,主要从事再生混凝土与新型砌体方面的研究与应用.E-mail :mz21963@tom.com 通讯作者:孙伟民(1952-),男,教授,主要从事建筑工程领域的教学与研究.E-mail :swmduy@njut.edu.cn 文章编号:1007-6069(2011)01-0022-06再生混凝土框架抗震性能试验研究闵珍,孙伟民,郭樟根(南京工业大学土木工程学院,南京210009)摘要:通过2榀再生骨料掺量分别为25%、50%的再生混凝土框架和1榀普通对比混凝土框架的低周反复加载试验,研究了再生混凝土框架的受力全过程、开裂荷载和极限承载力、破坏形态,分析了再生混凝土框架的滞回曲线、骨架曲线、变形性能、耗能能力等抗震性能,并和普通混凝土框架进行了对比分析。
研究结果表明,随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土框架的极限承载力、变形能力、耗能能力等抗震性能没有明显降低,再生混凝土框架具有较好的抗震性能,再生混凝土框架应用于实际工程是可行的。
文中研究成果可为再生混凝土框架结构的工程应用提供依据。
关键词:再生混凝土;框架;抗震性能;低周反复荷载试验中图分类号:TU352;P315.97文献标志码:AExperimental research on seismic behavior of recycled concrete framesMIN Zhen ,SUN Weimin ,GUO Zhanggen(College of Civil Engineering ,Nanjing University of Technology ,Nanjing 210009,China )Abstract :Based on low-cyclic reverse lateral loading tests on two recycled aggregate concrete frames with recycled ag-gregate proportion of 25%and 50%respectively ,the seismic behavior of the recycled concrete frames is studied.The failure mechanism ,the cracking load ,the ultimate strength ,the hysteretic characteristics ,the skeleton curve ,the ductili-ty ,deterioration of stiffness ,the energy-dissipation and deformation behavior are analyzed.The experimental results indi-cate that the recycled aggregate concrete frames have well seismic performance ,and with the increasing of recycled ag-gregate proportion ,the seismic performance of the recycled aggregate concrete frames have not decreased obviously ,which indicate that the recycled aggregate concrete frame applied to practical engineering is feasible.This studied result can be provided for references of the engineering application of the recycled aggregate concrete frames.Key words :recycled aggregate concrete ;frame ;seismic behavior ;low cyclic static loading test引言随着城市改造、旧建筑物的拆除和建筑物的淘汰换新速度不断加快,建筑拆除的垃圾产量越来越大,由此引发的环境问题受到世界各国的关注。
同时,大量新建建筑需要生产混凝土,随着对天然砂石的不断开采,生态环境遭到了巨大破坏。
将废弃混凝土块经破碎、分级,按一定的比例混合后形成的骨料称为再生骨料或再生混凝土骨料,用再生骨料作为部分或全部骨料配制再生骨料混凝土是废弃混凝土再生利用的有效方法之一。
目前,国内外对再生混凝土的配制及基本力学性能进行了大量试验研究和理论分析[1-7],但对再生混凝土结构的研究不多,影响了再生混凝土的推广应用。
框架结构是目前我国一般建筑结构应用最多的结构形式,也是再生混凝土可能率先应用的结构形式。
为了给再生混凝土框架结构工程应用提供依据,通过对2榀再生骨料掺量分别为25%、50%再生混凝土框架和1榀普通对比混凝土框架的低周反复加载试验,研究了再生混凝土框架的受力全过程、开裂荷载和极限承载力、破坏形态,分析了再生混凝土框架的滞回曲线、骨架曲线、变形性能、以及耗能能力等抗震性能[7,8]。
1试验概况1.1试件设计与制作表1材料力学性能试验结果Table 1Experimental strength of materials材料类别混凝土钢筋立方体抗压强度/MPaF029.3F2534.5F5026.1屈服强度/MPa 极限强度/MPa8523.5626.416478.0620.9构件按1:2的缩尺比例进行设计,共3榀,分别编号为F0、F25、F50,F0为天然骨料混凝土框架;F25、F50分别为再生骨料掺量为25%和50%的再生混凝土框架,混凝土设计强度等级为C30。
为了便于对比分析,3榀框架的几何和截面尺寸、配筋情况均相同,构件尺寸及配筋如图1所示[9]。
1.2材料力学性能试验在制作试验构件的同时制作材料试样,在实验的同时进行基本力学性能试验,测试试验材料的力学性能。
具体材料力学性能测试结果见表1[10,11]。
图1框架模型尺寸及配筋图Fig.1Frame model drawings and reinforcingdetails图2试验加载装置Fig.2Loading set of the test1.3加载装置、加载制度和测点布置本试验在南京工业大学江苏省土木工程防灾减灾重点实验室完成,试验模型基础通过4个M70的锚栓固定在静力台座上。
竖向荷载通过千斤顶施加,试验时在柱顶施加120kN 竖向荷载,水平荷载通过电液伺服加载系统施加。
加载装置如图2所示。
采用位移控制的加载制度,即由位移控制分级加载,每级位移循环一次,每次递增2mm ,共循环4次,达到8mm 时,改为每级循环3次,以4 5mm 递增,直至试件破坏,破坏标志即水平荷载下降到极限承载力的85%以下[9]。
32第1期闵珍,等:再生混凝土框架抗震性能试验研究本试验主要测量了框架梁端、柱端混凝土的应变;梁、柱端纵筋应变、箍筋应变;框架的水平位移。
测点布置如图3与图4所示。
试验过程中记录构件开裂荷载和极限承载力[12]。
图3钢筋测点布置Fig.3The distribution of measuring points onrebars图4混凝土应变片和位移计布置图Fig.4The distribution chart of fraing gauges meters on concrete frame2试验结果及分析2.1破坏过程和破坏形态所有框架在柱的竖向荷载和梁端的水平低周反复荷载作用下,破坏机构是梁铰破坏机制,即梁端先出现塑性铰,而后柱下端出现塑性铰,形成“强柱弱梁”的破坏形态。
不同再生骨料掺量的再生混凝土框架的受力过程和破坏形态基本一致,没有本质的差别,只是各个阶段的裂缝数量、开裂程度和破坏形态的严重程度不同。
普通混凝土和再生混凝土框架的试验全过程如下:施加竖向荷载后,各榀框架的梁端、跨中以及柱均无裂缝出现,结构处于弹性工作状态;在△=ʃ2 4mm 的加载过程中,F0和F25框架仍无裂缝出现,F50梁端出现了细小裂缝,在△=ʃ6 8mm 的加载过程中,框架梁端出现较多裂缝,跨中也有裂缝出现,所有裂缝卸载后都能闭合;在△=ʃ10 16mm 的加载过程中,框架柱下端外侧出现裂缝,且随荷载的循环施加而张开、闭合,卸载后能闭合;继续加载,梁端和柱端不断出现新裂缝。
当位移达到30mm 后,裂缝数量基本稳定,不再有新裂缝产生,柱端内、外侧面的水平裂缝不断变宽,柱下端的破坏比柱上端严重,节点核芯区开始出现水平裂缝和斜裂缝,并且随着荷载的施加而开展;继续加载,柱脚处表面混凝土保护层剥落,且混凝土被压碎,柱端纵向钢筋被压屈,构件达到了极限状态;此时,框架节点的破坏仍不严重,各框架柱下端水平裂缝的分布形状和位置基本相同,数量约为5 6条,最高位置在距基础顶面60cm 左右处。
构件破坏形态如图5所示[12](以框架F0为例)。
图5试件破坏形态(框架F0)Fig.5Specimen damage form (Frame F0)2.2滞回曲线试件的滞回曲线如图6所示。
从图6中可以看出:在加载初期,3个试件的滞回曲线基本上为直线,表明此时试件处于弹性工作状态。
裂缝出现后,滞回曲线逐渐弯曲,向位移轴倾斜,滞回环面积增大,且有“捏缩效应”出现,形状由原来的梭形向反S 形转化,框42世界地震工程第27卷架柱底或梁端纵筋屈服后,构件刚度逐渐降低,此后,荷载稍有增加,构件便产生较大的位移。
达到极限荷载后,试件滞回环捏缩效应更加显著。
在同一加载控制阶段,后一次循环达到的荷载值均低于前一次,滞回曲线所包围的面积后一次循环小于前一次循环,表明框架出现了强度、刚度和耗能能力的退化,反映了结构累积损伤的影响。
图6滞回曲线Fig.6Hysteretic curve从图6中还可以看出,所有框架的滞回曲线形状基本相同,且曲线都比较丰满,表明再生混凝土框架和普通框架一样,具有良好的耗能能力。
2.3骨架曲线图7骨架曲线Fig.7Frame skeleton curve框架F0、F25和F50的骨架曲线如图7所示。
从图7中可以看出:(1)骨架曲线上有较为明显的开裂点、屈服点、极限荷载点和极限位移点,即所有框架模型都经历了弹性、弹塑性和极限破坏3个阶段。