2019年, 第40卷, 第10期 刊出日期:2019-10-05
  

  • 全选
    |
    “高性能结构体系抗灾性能与设计理论研究”专题
  • 李忠献, 李鹿宁, 师燕超, 黄鑫
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 1-7. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0097
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    基于天津港“8·12”特别重大火灾爆炸事故现场调研资料,运用AUTODYN建立了爆源、空气以及津滨轻轨东海路站网架结构的有限元模型,计算得到了作用于车站结构上的爆炸荷载。运用LS-DYNA软件,建立爆源、空气和土壤的有限元模型,得到“8·12”特别重大火灾爆炸事故中轻轨东海路站处爆炸地震动加速度时程曲线。通过有限元分析,对比研究了爆炸荷载、爆炸地震动分别作用以及联合作用下东海路站网架结构的非线性动力反应及破坏过程,分析了天津港“8·12”特别重大火灾爆炸事故中东海路站网架结构的致灾原因和破坏机理。分析结果表明,爆炸冲击波是造成东海路站网架结构破坏的主要原因,爆炸地震动由于持时短、频率高、衰减快,对网架结构的影响很小;东海路站网架结构的破坏始自网架东侧与柱相连腹杆和横向下弦杆被压曲,杆件拉力导致与柱的连接节点发生破坏,进而引起结构的连续倒塌。最后依据东海路车站结构的致灾规律,提出了城市交通枢纽车站结构的防爆设计原则。
  • 师燕超, 张浩, 李忠献
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 8-16. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0096
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁式构件可能会出现多种破坏模式,主要有弯曲破坏、直剪破坏和弯剪联合破坏等。现有结构构件抗爆分析方法主要考虑爆炸荷载下结构构件的弯曲破坏,对直剪破坏和弯剪联合破坏研究较少,尤其缺少快速准确的抗爆分析方法。基于等效单自由度模型理论,改进了钢筋混凝土梁抗爆分析的直剪单自由度方法,提出了直剪、弯剪联合破坏的判定准则,给出了两种破坏模式下钢筋混凝土梁动态响应的计算方法。进一步考虑爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的弯曲破坏、直剪破坏和弯剪联合破坏,提出钢筋混凝土梁式构件抗爆分析的改进等效单自由度方法,并给出了其分析步骤。该方法可以直接评估爆炸荷载下钢筋混凝土梁式构件的破坏模式,并计算其动态响应。通过有限元软件LS-DYNA数值模拟了不同爆炸工况下钢筋混凝土梁式构件的动态响应和破坏模式,与改进的等效单自由度方法的计算结果进行了对比,验证了提出的改进等效单自由度分析方法的正确性。
  • 周颖, 肖意, 顾安琪
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 17-26. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0070
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    本文提出一种可恢复功能结构体系——自复位支撑-摇摆框架结构体系,旨在同时实现较大刚度、自复位能力以及构件间的变形协调。针对可恢复功能结构体系防震能力强的特点,已建立了可恢复功能结构体系“小震及中震不坏,大震可更换、可修复,巨震不倒塌”的抗震设防四水准目标。文中结合可恢复功能结构体系四水准性能指标,采用基于位移的抗震设计方法,进行了自复位支撑-摇摆框架结构设计。以一幢四层结构为例,给出了四水准抗震设防目标下的基于位移设计方法算例,并建立了ABAQUS有限元数值模型,进行了弹塑性时程分析。分析结果表明,按文中方法设计的自复位支撑-摇摆框架体系可满足可恢复功能结构体系抗震设防目标,达到各性能指标要求。
  • 谢行思, 徐龙河, 李忠献
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 27-34. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0037
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    介绍了自复位阻尼耗能支撑的力学原理,基于支撑试件动力性能试验,在不同加载频率的正弦激励下,对具有不同组合碟簧刚度支撑的滞回响应和抗震性能进行研究,并分析了不同轴向变形比对支撑性能的影响。结果表明,支撑具有饱满的旗形滞回响应,激活力和激活变形稳定,等效黏滞阻尼比和承载力高,有效减小甚至消除了残余变形,体现出优异的耗能能力和自恢复能力。支撑应变的理论和数值解与试验结果吻合良好,能够用以分析支撑应变分布的特点。利用数值模型分析了支撑的破坏模式,验证了支撑设计的合理性。
  • 陈兆涛, 丁阳, 石运东, 李忠献
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 35-42. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0019
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    本文中研制了一种适用于大跨空间结构的竖向变刚度三维隔震装置,该装置由用于水平隔震的铅芯橡胶支座和用于竖向隔震的组合液压缸构成。基于液压原理,通过改变组合液压缸不同阶段参与工作腔室的种类和数量实现装置竖向变刚度特性。推导了组合液压缸不同工作阶段的刚度计算公式,并建立了其滞回模型。完成了组合液压缸的振动台试验,验证了刚度计算公式与所建立滞回模型的准确性。采用有限元方法,对比分析了不同地震作用下单层球面网壳结构在不隔震、水平隔震、非变刚度三维隔震与竖向变刚度三维隔震时的响应,建立了考虑水平地震影响的最大竖向隔震位移计算方法。结果表明,竖向变刚度三维隔震装置对结构加速度与杆件内力的减震率优于水平隔震支座,与非变刚度三维隔震装置接近,但可更有效地限制隔震层竖向位移与结构倾覆转角;所建计算方法可以准确计算结构三维隔震时的最大竖向隔震位移,不同地震记录作用下计算结果的最大误差为16.0%。
  • 李祚华, 彭志涵, 齐一鹤, 滕军, 欧进萍
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 43-50. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0046
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    装配式RC梁柱塑性可控钢质节点由钢制节点模块、上下柱模块、梁模块以及阻尼器模块装配组成。通过对该装配式节点及现浇节点进行拟静力加载足尺试验,并采用ABAQUS软件进行有限元数值模拟,研究装配式节点承载力、滞回耗能、延性以及承载力退化等抗震性能指标。试验及有限元模拟结果表明:相较于现浇节点,装配式RC梁柱塑性可控钢质节点的滞回曲线更饱满,耗能能力更强,延性更好,承载能力退化更缓慢;该装配式节点的极限承载力低于现浇节点,但能有效控制混凝土损伤,避免梁端混凝土发生弯曲破坏,实现梁端“塑性可控”;建立的有限元模型可较准确地预测同种装配式节点的承载能力和变形能力。
  • 李祚华, 刘鹏远, 冯攀, 滕军, 欧进萍
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 51-60. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0047
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    装配式可退化支撑主要由外筒、内筒、核心板及约束部件组成,通过对其承载力退化及受力性能进行分析,提出描述可退化支撑恢复力特性的力学模型。通过3组装配式可退化支撑的低周往复加载试验对其构造的可行性进行验证,研究不同核心板厚度对滞回特性、承载力退化及耗能能力的影响,并与提出的力学模型的分析结果进行对比。结果表明:无论在压力或拉力作用下,可退化支撑均可通过核心板的局部受压屈曲实现支撑整体承载力的退化;支撑受拉、受压承载力具有较好的对称性,刚度与耗能能力呈现不对称的特点;相同初始挠度下,可退化支撑的相对承载力随核心板厚度增加而提高;可退化支撑通过核心板屈曲耗能,耗能能力随核心板厚度的增加而提高;三折线恢复力模型能够有效地反映支撑构件的实际受力情况。
  • 张偲严, 李宏男, 李超
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 61-68. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0038
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    相比等效现浇的连接方式,采用耗能连接的预制剪力墙不仅能够提高现场装配率,同时可使结构整体具有更好的抗震性能。针对预制装配式剪力墙结构,提出一种高效的变形放大耗能阻尼器。为研究该阻尼器的力学特性及减振效果,采用有限元软件ABAQUS建立这种阻尼器连接装置的简化分析模型。通过与该连接装置试验结果对比,验证了简化模型的正确性。为进一步研究这种阻尼器在结构中的减震作用,以某24层装配式剪力墙结构为例,分别建立采用等同现浇连接与阻尼器连接的结构有限元模型。不同地震动作用下结构的弹塑性时程分析结果表明,所提出的阻尼器连接装置可显著提高装配式剪力墙结构抗震性能。同时验证了结合阻尼器耗能连接变形特点提出的简化模型,具有一定的可靠性和通用性。
  • 韩庆华, 郭凡夫, 刘铭劼, 芦燕
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 69-77. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0044
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    大跨空间结构由于结构布局的多维性和所受荷载的多维性,其结构响应具有明显的多维特征。对于单层网格形式的大跨空间结构,其结构构件通常受“弯矩-轴力”多维内力组合作用,与桁架形式的大跨空间结构中仅受轴力的杆件有很大区别。为此提出了一种适用于大跨空间结构的多维减振阻尼器,其具有同时提供轴向、弯曲等多维刚度和减振效果的特征。针对该阻尼器力学性能进行分析,推导了阻尼器的多维刚度公式。采用MATLAB编制程序求解理论公式,并与ABAQUS仿真结果进行了对比。对其静力性能进行验证,并探讨了多维减振阻尼器的动力耗能能力以及在大跨空间结构中的减振效果。研究结果表明:多维减振阻尼器在受静力作用时具有轴向、弯曲等多维刚度,从而减少因替换杆件对结构造成的削弱;在动力荷载作用下,耗能性能良好,可以为大跨空间结构提供有效多维减振;采用多维减振阻尼器替换杆件后,结构节点的竖向位移峰值降幅达43.3%,竖向加速度峰值降幅47.1%。
  • 王涛, 杨凤利, 崔瑶, 吴天骄
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 78-85. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0051
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    提出了纯锚筋、角钢加抗剪板和锚筋加抗剪板3种用于钢连梁的预埋端板连接构造。其中纯锚筋连接是传统锚固形式,角钢加抗剪板和锚筋加抗剪板则是依据弯剪分离设计方法。通过拟静力试验进行对比,分别考察3种预埋端板连接在弯剪耦合作用下的破坏形式和滞回性能,分析了节点的受力特征和整体破坏发展过程。结果表明,3种预埋端板连接均能满足承载力的需求,其中纯锚筋试件的初始转动刚度最大,而且滞回曲线较为饱满,但竖向滑移较大;角钢加抗剪板试件和锚筋加抗剪板试件受力性能较为一致,但角钢加抗剪板试件中混凝土墙肢的破坏较大,难以修复;锚筋加抗剪板试件滞回曲线较为饱满,预埋端板转动和竖向滑移较小,对连梁传力较为有利,但外侧锚筋拉应力过于集中,一旦发生断裂,承载力下降较快。通过对比试验结果与现行设计公式的计算结果,验证了弯剪分离设计方法的可靠性。
  • 宁西占, 吴斌, 谭启阳, 杨格, 许国山
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 86-92. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0071
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在线数值模拟方法是一种基于模型更新的混合试验方法。在该方法中,建立整体结构数值模型和物理子结构的数值模型,分别用于结构整体分析和本构模型参数估计,且两套模型具有相同的本构关系。在线数值模拟方法中,结构响应由结构整体分析得到,边界条件自然得到满足;数值模型的本构参数不断根据试验数据在线修正,建模可靠性得到了改善。为验证在线数值模拟方法在复杂建筑结构中应用的可行性,以隐性卡尔曼滤波器(UKF)为参数估计方法,以钢材和混凝土本构模型参数为待估计量,完成了具有不完整边界条件的防屈曲支撑-钢筋混凝土框架结构的虚拟混合试验。结果表明,在线数值模拟方法削弱了边界条件的影响,提高了混合试验的模拟精度;UKF方法在多构件多本构模型参数同时估计时具有较高的精度和计算效率;在每一积分步内,在线数值模拟方法平均计算耗时0.67s,远小于加载耗时,验证了在线数值模拟方法在复杂结构试验中的适用性。
  • 金浏, 夏海, 蒋轩昂, 杜修力
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 93-102. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0039
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    以CFRP侧贴加固无腹筋钢筋混凝土悬臂梁为研究对象,从细观角度出发,考虑混凝土细观非均质性及CFRP-混凝土之间的相互作用,建立了单调加载下CFRP侧贴无腹筋钢筋混凝土悬臂梁三维细观尺度数值分析模型。通过仅改变CFRP条带的厚度来改变CFRP的配纤率,进而以CFRP的配纤率为主导参数,并且在之前试验工作的基础上,扩展模拟了尺寸和配纤率对梁的剪切破坏机理和失效模式的影响,研究了外贴CFRP加固钢筋混凝土悬臂梁剪切破坏尺寸效应行为。结果表明: CFRP侧贴加固无腹筋钢筋混凝土梁的名义剪切强度尺寸效应明显,CFRP布加固对小尺寸梁贡献最大,其有效性随着梁尺寸的增加而减小; 配纤率的增大提高了悬臂梁的名义抗剪强度,但同时也削弱了抗剪强度的尺寸效应; 当配纤率较大时,峰值剪切应力的增长趋势明显减缓,即层数过多时,加固效果不明显。
  • 张皓, 李宏男, 曹光伟, 侯世伟
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 103-112. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0041
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为准确描述钢筋混凝土结构的非线性地震灾变过程,建立了一种基于显式算法可考虑地震作用应变率效应的钢筋混凝土动态纤维梁单元模型,并以材料子程序(VUMAT)的形式嵌入ABAQUS有限元分析平台中。对混凝土、钢筋以及钢筋混凝土柱动态加载试验进行了数值模拟,测试并验证该模型用于钢筋混凝土材料及构件动态性能分析的准确性和有效性。研究结果表明,所提出的钢筋混凝土动态纤维梁单元模型计算精度较高,能够准确并实时反映地震作用下应变率对材料及构件动态性能的影响,可为精确计算钢筋混凝土结构在地震作用下的非线性动力反应提供理论基础。
  • 张建伟, 李晨, 冯曹杰, 路德春
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 113-121. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0052
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为研究HRB600级钢筋高强高性能混凝土柱的抗震性能,进行了6根大尺寸方形截面(600mm×600mm)混凝土柱在高轴压比条件下的低周反复荷载试验,包括2根HRB600级钢筋普通高强混凝土柱和4根HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱,对比分析了各试件的破坏形态、滞回性能、承载力、刚度退化规律、延性和耗能能力。在试验基础上建立了HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱的恢复力模型。研究结果表明:钢纤维可以减小高强混凝土柱的裂缝宽度,有效防止混凝土保护层脱落,减小柱的残余变形,提高柱的震后恢复性能;HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱的变形能力良好,随着钢纤维掺量的增加,高强混凝土柱的位移延性系数逐渐增大;基于试验数据建立的HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱恢复力模型计算精度良好;该类型柱可较好地满足现行抗震设计规范要求,宜于推广应用。
  • 结构抗震专题
  • 朱宏平, 谭平, 叶昆
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 122-131. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0851
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下具有良好的抗震性能。随着GB 18036—2015《中国地震动参数区划图》引入了极罕遇地震作用,有必要探讨基础隔震结构在极罕遇地震作用下的抗震性能。以两自由度体系(简化模型)和多自由度体系(纤维模型)的铅芯橡胶隔震支座(LRB)基础隔震结构为研究对象,基于弹塑性时程分析的统计结果,分析并比较了设计、罕遇和极罕遇地震作用下上部结构屈服承载力(即降低上部结构抗震设防烈度)和LRB隔震支座力学性能参数对整个LRB基础隔震结构抗震性能的影响。分析结果表明:极罕遇地震作用下,采用降低抗震设防烈度的方式对隔震后的上部结构进行结构设计并不可取;为了保证在极罕遇地震作用下LRB基础隔震结构的上部结构和LRB隔震支座不发生破坏,应尽可能使用大直径和低橡胶剪切模量的LRB隔震支座;如何保证LRB基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下的性能要求以及在极罕遇地震作用下的安全性能是一个具有挑战性的问题。
  • 陈太聪, 梁炽峰, 苏成
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 132-139. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0760
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    工程结构的地震易损性分析结果是结构抗震性能评价和地震灾害评估的重要依据,考虑地震激励的非平稳随机过程本质,采用随机振动方法来进行易损性分析更具合理性。针对带隔震基础的多层结构,提出基于时域显式随机模拟的隔震结构易损性分析方法。首先建立求解局部非线性运动方程的显式降维迭代列式,继而与随机模拟相结合,求解层间位移和隔震层位移的首超概率,最终考虑不同地震动强度得到隔震结构易损性曲线。算例结果表明,相比于传统蒙特卡罗方法,基于时域显式随机模拟的方法具有一致的计算精度和明显更高的计算效率,有利于隔震结构易损性分析的工程应用。
  • 周云, 童博, 陈章彦, 张超, 邓雪松
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 140-148. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0646
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    本文中提出先对震损框架进行局部修复,再采用预制减震墙板进行加固的预制减震墙板加固震损框架的方法,设计制作震损修复框架(RBF)、预制减震墙板加固震损框架(DWF)以及预制普通墙板加固震损框架(CWF)3榀足尺试件,对其进行拟静力加载试验,对比研究3个试件的滞回性能、承载能力、破坏形态以及延性等抗震性能。结果表明:对震损框架进行局部修复,再采用预制减震墙板对其进行抗震加固可提高震损修复框架的抗侧刚度、承载能力和屈服后的变形能力;预制减震墙板加固震损框架(DWF)滞回曲线稳定、饱满,其承载力衰减缓慢,具有良好的持续抵抗外荷载的能力,不改变震损修复框架结构的受力和破坏特征,其变形能力满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》罕遇地震作用下1/50层间位移角的要求,具有良好的抗倒塌能力;预制减震墙板单元与框架间的拉结筋构造措施提高了结构的整体性,保证了预制减震墙板既定的摩擦滑移耗能机制的有效实现。
  • 综述评论
  • 江雨辰, 胡夏闽
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 149-157. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0584
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    木-混凝土组合梁是将现有或者新建的木梁通过抗剪连接件与混凝土板组合成一个整体,形成可共同工作的结构构件。在木梁上连接混凝土板不仅显著提高了木梁的承载力和刚度,还可有效改善木梁的抗火、隔音和振动性能。文中阐述了木-混凝土组合梁的发展历史和发展现状,并对国内外的相关研究成果进行了系统性的回顾与总结。其中,详细介绍了木-混凝土组合梁及其抗剪连接件的短期破坏试验和长期加载试验结果,并且对现有的木-混凝土组合梁计算理论进行了分析与讨论。综述发现,木-混凝土组合梁及其连接件的试验研究已开展较多,针对实际应用中最为常见的钉类连接件和开槽连接件仍缺乏系统性的研究,组合梁在短期和长期荷载作用下的受力机理也需要进一步厘清。此外,需要加快木-混凝土组合梁计算理论的研究,以满足其设计需求。
  • 木结构
  • 薛建阳, 任国旗, 许丹, 杨生梦, 付春伍
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 158-167. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0651
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    以川西传统民居穿斗式木结构中的栓榫节点为研究对象,参照当地典型工程,制作了4个缩尺比为1∶1.33的榫卯节点,并对其进行低周反复加载试验,得到了栓榫节点的破坏形态、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律以及耗能能力等抗震性能指标;利用ABAQUS软件建立有限元模型,分析梁截面高度和栓子截面尺寸对榫卯节点承载力的影响。结果表明:节点的破坏形态主要为半榫节点榫头拔出、采用方形栓子节点榫头发生剪切破坏、采用圆形栓子节点榫头发生折断破坏;柱子基本完好,榫头破坏较为严重;所有节点的弯矩-转角滞回曲线均呈Z形,滞回环的捏拢效应较为明显;采用方形栓子节点的受弯承载力、转动刚度和耗能能力均大于半榫节点,且随着方形栓子截面尺寸的增大而逐渐增大;栓榫试件破坏时节点转角均大于半榫试件,说明栓子的存在能够提高榫卯节点的变形能力;枋截面高度对榫卯节点承载力影响较大,方形栓子边长和圆形栓子直径分别为10~30mm和10~20mm时较为合理。研究结果可为传统民居穿斗式木结构的定量参数化设计和抗震性能分析提供参考。
  • 陈庆军, 彭章锋, 蔡健, 黄才茂, 汤序霖, 邱凯祥, 杨春
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 168-179. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0409
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为研究广府古建筑木结构中广泛采用的箍头榫节点的抗震性能,以梁截面高度、柱直径、梁榫宽和柱顶轴压力为研究参数,设计制作了8个缩尺节点试件进行低周反复荷载试验,得到了不同研究参数下箍头榫节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力退化、刚度退化及能量耗散能力等。研究表明:各箍头榫节点试件转角达到0.1rad时,仍可维持稳定的承载状态,其承载力退化不明显,具有较好的承载性能以及良好的延性。试件的破坏形态包括柱内侧梁榫顶部(或底部)顺纹拉裂破坏、柱外侧梁榫竖向劈裂破坏和水平劈裂破坏;各节点的弯矩-转角滞回曲线均呈反Z形,且有明显的“捏缩”现象;在试验设计参数范围内,节点的转动刚度、极限弯矩和耗能能力均随着梁截面高度和柱直径的增大而增大,并随着梁榫宽的增大呈现出先增大后减小的趋势,一定范围内改变柱顶轴压力对试件抗震性能影响不大。采用有限元软件ABAQUS建立了箍头榫节点模型,并与试验进行了对比验证,结果表明该模型可较好地模拟反复荷载作用下的节点滞回性能。通过参数分析进一步研究了不同参数下箍头榫节点的弯矩-转角曲线,结果表明节点的屈服弯矩和极限弯矩基本与梁截面高度、柱直径大小呈线性正相关关系。
  • 郑维, 陆伟东, 刘伟庆, 王志强, 李玥
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 180-187. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0556
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为研究木框架-夹板剪力墙组合结构的抗侧力性能,对5榀木框架-夹板剪力墙试件、2榀纯框架试件和2片夹板剪力墙试件开展了低周反复加载试验,对比分析试件在往复荷载作用下的破坏机理、抗侧刚度、极限承载力、延性、刚度退化规律和耗能能力。研究结果表明,木框架-夹板剪力墙组合结构的抗侧力性能主要取决于内填夹板剪力墙的性能,其最终的破坏模式表现为共用墙骨柱因钉连接的失效而脱落。外侧梁柱框架对内填夹板剪力墙的约束作用能显著减小端部墙骨柱的上拔,可取消抗倾覆连接件的设置。木框架-夹板剪力墙组合结构的抗侧刚度和极限承载力约为木框架-常规轻木剪力墙组合结构的两倍,且在大变形情况下仍能持有70%峰值荷载的承载能力,有利于避免罕遇地震下的倾覆倒塌。
  • 张晋, 张强, 柏益伟, 李维滨, 蔡建国
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 188-196. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0685
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为研究燕尾榫节点木框架的抗火性能,制作了4榀燕尾榫节点单层单跨木框架试件,开展了1榀木框架在常温下静力加载试验,以及3榀木框架在ISO 834标准升温条件下的持载高温试验,分析了高温下梁上的持荷水平对木框架破坏模式的影响。静力加载试验中,木框架在荷载-位移曲线上升阶段20~30kN时刚度显著增大,到破坏荷载80kN后刚度下降;临近破坏荷载时,榫头底部受压屈服,且榫头有从卯口拔出的趋势,木梁榫头部位约在二分之一高度处突然劈裂破坏,破坏时呈现明显的脆性。抗火性能试验表明,梁上的持荷水平对榫头上部的测点温度分布有较大的影响,而对榫头下部、木梁、木柱的温度分布基本无影响;持荷水平对框架的破坏模式有较大的影响,持荷水平较低的试件KJ1,其破坏模式是跨中挠度的变形速率超过规范允许的限值,耐火极限为38min,破坏具有一定的延性,而持荷水平较高的试件KJ3,其破坏模式为梁端榫头发生破坏,耐火极限为23min,破坏具有突发性。
  • 潘毅, 安仁兵, 张春涛, 王懿鑫
    建筑结构学报. 2019, 40(10): 197-206. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0546
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)布加固圆截面木梁的受弯性能,对未经加工处理的足尺木梁进行三分点加载试验。试件分为4组总计12根,长度均为3300mm。其中1组为未加固试件,另外3组为采用不同方式粘贴BFRP布的加固试件,分别为底部粘贴、底部与侧面环向粘贴、底部与侧面螺旋缠绕粘贴。对各组试件的荷载-跨中位移、荷载-跨中截面应变和跨中截面应变等曲线进行了对比分析。试验结果表明:与未加固试件相比,底部粘贴、底部与侧面环向粘贴、底部与侧面螺旋缠绕粘贴BFRP布的试件极限荷载分别提高了16.30%、24.34%和30.54%。BFRP布加固试件在破坏过程中,木材的塑性变形明显,其抗压强度得到充分发挥,截面应变符合平截面假定。采用ANSYS有限元分析软件模拟得到试件的荷载-位移曲线,与试验结果吻合较好。有限元分析结果表明,试件的受弯承载力随着BFRP布侧面环向粘贴的间距减小而增大。最后,基于BFRP布加固圆截面木梁的三阶段破坏特征,提出其受弯承载力计算公式,计算结果与试验结果的差值小于10%,可为圆截面木梁加固设计提供参考。