超高性能混凝土在装配式混凝土剪力墙中的应用研究

为研究以UHPC材料连接的混凝土剪力墙结构的抗震性能,完成了1片现浇、1片预制足尺剪力墙的低周反复荷载试验,研究对比其抗裂性能、承载力、位移延性、耗能能力和刚度等抗震性能。试验结果表明:2个试件破坏形态均为弯剪破坏,预制试件抗裂能力、承载力和刚度优于现浇试件,其延性和耗能能力与现浇试件相当。这种新型装配式混凝土剪力墙,能有效传力,各方面性能等同于现浇试件。     

构件预制+UHPC后浇节点装配式钢筋混凝土框架抗震性能研究

为研究以超高性能混凝土(UHPC材料)后浇节点连接的预制装配式钢筋混凝土框架结构的抗震性能,对一榀缩尺比例为1:2的2层2跨预制装配式混凝土框架试件进行了低周往复荷载试验,并分析试件的破坏形态、承载力、位移延性、刚度退化、滞回耗能能力以及节点核心区箍筋应变。试验结果表明:装配式框架节点受力钢筋采用短连接搭接的连接形式安全可靠,节点核心区混凝土基本无裂缝;试件具有良好的的承载力、位移延性及耗能能力;反映出以UHPC材料后浇连接节点的预制装配式框架具有良好的抗震性能。     

海上风机基础灌浆连接段抗震性能试验

海上风机在使用期间可能会受到地震荷载的作用,因此需研究灌浆连接段在不同轴压比下受低周反复荷载作用的滞回性能。对3根不同轴压比的灌浆连接段试件进行低周反复加载试验,研究灌浆连接段试件在低周反复荷载下的破坏模式、滞回曲线、延性与耗能及强度与刚度衰减等抗震性能。试验结果表明:在低周反复荷载下灌浆连接段的最终破坏模式为底部钢管的鼓屈破坏,伴随着浆体不同程度的开裂和剪力键的压碎;灌浆连接段试件滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力及延性;随着轴压比的增大,灌浆连接段试件水平极限承载力下降,位移延性和耗能能力不断下降。     

空腔耗能剪力墙力学性能研究

为了降低结构自重并提高普通剪力墙的抗震性能,提出一种在普通剪力墙墙体中部开设贯通空腔并配置斜向耗能钢筋的空腔耗能剪力墙.使用有限元软件ABAQUS对空腔耗能剪力墙、空腔剪力墙和普通配筋剪力墙进行单调和往复加载数值模拟,对比分析3种剪力墙的力学性能.此外,在理论分析的基础上,提出空腔耗能剪力墙的水平极限承载力估算公式,并利用数值模拟的结果对其有效性进行验证.研究表明,与普通剪力墙相比,开设空腔能够改善剪力墙墙体的延性性能,但降低了剪力墙的刚度和承载力;空腔耗能剪力墙的位移延性系数较相同尺寸空腔剪力墙提高10%,耗能能力提高达1倍以上.空腔耗能剪力墙的水平极限承载力理论分析结果与模拟结果的误差在10%以内,可以满足实际工程的估算要求.     

非边缘约束配筋齿槽装配式剪力墙低周反复试验研究

装配式剪力墙是实现我国建筑工业化的重要方法.但平直拼缝装配式剪力墙的拼缝部位存在水平相对滑移,对纵向连接钢筋产生销键剪切作用,故降低了装配式剪力墙拼缝的力学性能,导致其抗震性能不足,从而严重限制了其推广应用.为改善装配式剪力墙拼缝的力学性能,通过在拼缝位置设置配筋齿槽限制装配式拼缝的水平相对滑移,为进一步掌握配筋齿槽高度对装配式剪力墙力学性能和抗震性能的影响规律,对设置不同配筋齿槽高度的装配式剪力墙构件进行了低周反复加载试验.通过试验观测了装配式剪力墙构件的开裂规律和破坏机理,测得了构件的荷载-位移数据,并以此为基础,进一步分析了非边缘约束配筋齿槽装配式剪力墙的抗震性能参数.试验结果表明:设置不同齿槽高度的非边缘约束配筋齿槽装配式剪力墙具有相似的承载力和延性性能,但低齿槽构件的剪切面穿过浆锚搭接强化区,充分利用了浆锚搭接强化区的性能,综合上述配筋齿槽装配式剪力墙的力学性能参数:低齿槽装配式剪力墙具有更好的抗震耗能能力.     

预制拼装混凝土盖梁抗震性能及吊装

为研究钢筋混凝土现浇墩柱-预制盖梁结构体系的抗震性能,以宁波市某桥梁为工程背景,研究了预制拼装盖梁结构体系拟静力试验荷载-位移滞回曲线,延性性能,耗能能力,混凝土及连接钢筋应力,接缝张开等响应。研究结果表明预制拼装盖梁体系在地震作用下具的响应符合预期,但具体的设计控制指标还需要进一步试验确定。     

圆钢管混凝土柱低周反复加载试验研究

为了研究钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下组合材料横截面刚度对其性能的影响,以果园港二期工程上的钢管混凝土柱为原型,对3根钢管混凝土柱进行低周反复加载试验。通过控制试件钢管厚度进行物理模型试验,研究钢管厚度对钢管混凝土柱耗能性能、承载性能、强度退化、刚度退化、延性和变形能力的影响。试验结果表明:随着试件钢管厚度的增加,试件的能量耗散系数与等效黏滞阻尼系数均随之减小,试件的耗能能力随之变弱;钢管厚度越小,钢管混凝土柱试件的耗能性能越好。钢管越厚,对核心混凝土的约束作用就越强,强度退化就越弱,试件塑性变形能力就越好。钢管越厚,外包钢管对核心混凝土约束作用就越强,水平承载能力越高。     

疏浚砂混凝土的压剪性能和破坏准则的试验研究

以长江下游疏浚砂为原材料，制备了4种不同疏浚砂掺量的混凝土试件，对疏浚砂混凝土试件的压剪复合性能进行研究。1）进行了5种不同轴压比下的压剪复合试验。试验结果表明：疏浚砂混凝土的压剪界面摩擦系数在疏浚砂含量较高时会下降，而试件内部黏聚力则随疏浚砂含量的增加而增加；同时试件压剪峰值位移随疏浚砂含量的增加呈现先增大后减小的趋势。2）对试件破坏界面进行SEM形貌分析，研究疏浚砂影响试件性能的微观机制。3）结合试验结果和已有文献研究，提出了基于八面体空间应力和基于Ottosen模型的破坏准则，并给出了准则方程中的拟合参数。试验数据与拟合结果吻合程度良好。     

装配式码头灌浆连接节点压弯性能试验研究

对3组装配式码头灌浆连接节点试件进行压弯试验,研究不同灌浆长度和灌浆厚度下灌浆节点的压弯承载力、延性和破坏模式。结果表明,灌浆节点试件具有较好的延性和较高的承载力,灌浆节点受压弯荷载的破坏模式为钢管的压屈破坏;压弯构件的极限承载力随着灌浆长度的增大而增大;灌浆厚度的变化对构件的承载力影响不大,但灌浆厚度增大可以提高灌浆体底部的抗裂能力,建议实际应用时适当增大灌浆厚度。     

风电机组混合塔筒转接结构的轴压性能试验

对4个钢筋混凝土转接环缩尺试件进行轴压试验，得到转接环的典型破坏模态，并分析试件的荷载-变形关系和钢筋的应变发展规律，考察配筋率对试件承载性能的影响。研究结果表明：当配置了适量的底部环向钢筋时，转接环的破坏模式为延性破坏，表现为混凝土裂缝逐渐从底部向上发展，最终环向钢筋屈服、混凝土被压碎；当底部环向钢筋配筋率过高时，转接环容易发生脆性破坏；增加箍筋对提高试件承载力作用不大，但可改善试件的变形能力。     

装配式L形挡墙在某护岸工程中的应用

近年来，水运、水利工程中常用的现浇混凝土挡墙形式越来越难以满足行业高节能性、环保性、经济性的要求，装配式护岸结构逐渐被关注，但在水运、水利工程中的实际应用经验尚不足。结合某护岸工程装配式L形挡墙实施实例，归纳总结了装配式护岸在工程应用中的重难点，并从工程建设条件、护岸结构选型、构件拆分与连接、构件制作、吊运安装等设计和施工中的关键技术等方面进行分析研究，形成一套较完整的装配式L形护岸设计施工技术要点，为装配式护岸在类似工程的推广应用提供可参考的解决思路。     

超高性能混凝土湿接缝梁抗弯性能试验

为研究预制混凝土结构超高性能混凝土(UHPC)湿接缝的抗弯性能,对7根不同配筋率的UHPC湿接缝梁和1根现浇普通混凝土梁进行静力弯曲试验,对比分析其抗裂性能、变形性能及极限承载力。结果表明:UHPC湿接缝梁和现浇梁都发生弯曲破坏,其破坏模式相近; UHPC湿接缝梁接缝处新老混凝土的黏结性能表现不佳,建议在接缝处布置短钢筋以增加该位置的抗裂性能; UHPC湿接缝梁极限承载能力不弱于现浇混凝土梁; UHPC湿接缝处配筋率的增加能提高梁的抗弯承载能力。     

装配式低桩承台护岸结构设计

装配式结构是将部分或全部构件由现场现浇改为先在预制厂预制,然后运输到施工现场进行组装的结构形式,具有施工方便、工期短、环境污染小、质量易保证等优点。通过对装配式结构在我国水运、水利行业中应用现状的分析,并经方案比选,提出一种适合内河护岸工程的装配式低桩承台护岸结构。该结构通过刚性结构湿法连接,对其工作机理、施工流程等进行研究。并结合工程案例,采用竖向弹性地基梁法进行三维建模进行分析,确定和优化结构方案,得出装配式构件自重越小越具有优势的结论,可为装配式护岸设计提供思路和方法。     

新型内套筒装配式梁柱节点力学性能研究

为有效解决钢框架梁柱节点焊接处脆性破坏问题,提出了一种新型内套筒装配式梁柱节点连接形式,其主要由八边形内套筒连接件、槽钢及加劲L型连接件对上下柱体和钢梁进行装配式全螺栓连接.通过ABAQUS有限元软件对新型节点静力性能及抗震性能进行数值模拟,深入研究节点单调荷载作用下的承载能力、破坏模式及循环荷载作用下的滞回性能,并分析八边形内套筒、槽钢及加劲L型连接件厚度对节点承载能力的影响.结果表明：三者厚度的增加可以有效提高节点初始刚度及承载能力,其中加劲L型连接件厚度的影响更为显著;新型节点滞回曲线整体较为饱满,骨架曲线极限转角为0.091rad,远大于美国标准FEMA的0.03rad,具有优越的承载能力与抗震性能.研究结果可为钢框架梁柱连接节点结构体系的工程实际应用提供参考.     

复合材料修复含裂纹圆管的轴压承载特性研究

为分析含有穿透性裂纹铝合金圆管在碳纤维增强复合材料修复后的承载性能,首先对裂纹圆管以及碳纤维修复裂纹圆管在轴压载荷下进行试验研究,探究裂纹的长度、方向以及碳纤维布加固层数和宽度对试件修复效果及失效模式的影响。最后建立碳纤维布修复裂纹圆管的仿真模型,分析试件受载过程中的应力分布和变形特征。结果显示：复合材料层在试件轴压过程中能起到明显的承载作用,有效抑制裂纹扩展,提高试件极限承载力;胶层破坏是主要的失效形式,粘结强度比复合材料强度更加重要;修复效果受裂纹长度的影响较大,而不同方向裂纹圆管修复效果比较接近;随着加固层数和宽度的增加,试件的承载力峰值随之增加,并逐渐趋于稳定值。     

基于叠合板式剪力墙受力性能分析

本文以OpenSEES为研究对象,分析其对叠合板式剪力墙受力性能的应用,主要从叠合剪力墙的制作、OpenSEES对叠合板式剪力墙进行模型分析等方面探讨其受力性能的试验,实践可知通过对选择高轴压比的设计方式能够全面地提升整体性能,对于改进叠合剪力墙的极限承载性能更具优势,可以在大范围内推广使用。     

装配式H型钢支撑在超深厚软土基坑中的应用

某船闸基坑在开挖过程中发生位移,采用装配式H型钢支撑方案和施工技术加固超深厚软土基坑。为研究装配式H型钢内支撑结合原有双排桩支护形式的安全性,采用理正7.0和GTS-NX软件进行建模分析,对加固方案抗倾覆和整体稳定、支撑轴力进行验算。选取一段闸室基坑作为试验段进行施工,对比开挖建基面的计算结果和监测成果。结果表明,加固方案的整体稳定性、支撑轴力满足相关规范要求;采用H型钢支撑加固后,土体深层水平位移的发展得到控制。     

预制装配式RCS框架的抗震性能分析

RCS混合框架结构能发挥钢与混凝土两种材料各自的优点,为充分利用钢结构的装配优势,提出一种将预制装配式与RCS混合框架结构相结合的新型装配式RCS节点;在节点试验的基础上,基于开源软件Open SEES平台提出装配式RCS节点的建模方法,并对装配式RCS框架结构进行动力弹塑性对比分析;通过修改节点连接处的初始转动刚度,研究节点处半刚性行为对结构整体抗震性能的影响.分析表明:装配式RCS框架在8度罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角相对于普通RCS框架有所增加,但可以满足规范的抗震性能要求;节点连接的半刚性行为对装配式RCS整体结构受力性能有显著的影响,降低节点连接处的初始刚度对增大结构周期作用明显;当连接处节点的初始刚度在半刚性范围内变化时,结构的最大层间位移角与初始刚度的关系需通过屈服机制进行精细研究.     

往复荷载作用下的钢管混凝土柱耗能和塑性变形性能

以果园港二期工程桩基为原型,对钢管混凝土柱进行低周反复加载试验。基于ABAQUS有限元软件,以不同的核心混凝土配筋率、混凝土强度为参数进行分析。结果表明,钢管混凝土柱的钢管在柱底位置易发生屈曲变形甚至屈鼓;钢管混凝土结构中钢管的厚度增加,使钢管混凝土结构的塑性变形能力增强,具有承载能力高、延性良好等优点;配筋率的增加增强了钢管混凝土柱模型的塑性变形和耗能性能;而混凝土强度的增加对钢管混凝土柱塑性变形和耗能性能影响比较有限。     

UHPC加固低强度历史建筑砖墙试验研究

为了保留历史建筑的风貌,结构外墙不能破坏,只能加固结构内部;同时为节省内部空间,结构加固层越薄越好。本试验共设计2片仿历史建筑砌体墙,砌筑砂浆强度低于1MPa,其中W1为未加固砖墙,W2采用UHPC材料40mm单面加固。通过拟静力试验,研究UHPC材料单面加固对低强度砖墙破坏模式、承载力、延性、刚度、耗能能力等的影响。结果表明:W1为剪切破坏,W2为剪切滑移破坏,且采用UHPC材料加固后,试件的承载力、刚度、延性和耗能能力及各种性能均有明显提高。