钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

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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。

钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究

ＬＩＢｉＸＵＥｎＺＨＡＮＧａｎ，Ｇａｇ，Ｙｕｎ
（ｒｉｃｕｎｉｌｎｉｅｎｃｏｌＵＳａｔ，ａｔ１００ＣｉａＡｃｔｔｅａｄＣｖｇｅｒｇＳｈｏ，ＩＢｏｕＢｏｏ０４１，ｈ）ｈｅｒｉＥｎｉＴｏｕｎ
坏形态、形特点、载一位移滞回模型及结构耗能比，析了钢管混凝土框架结构的受力特点及抗震性能，工变荷分为程设计提供了试验依据．
Ｅｘｒｍｅｔｓｕｙｏｅｉｅａｉｕｆｐｅｉｎｔｄｎｓｍｃｂｈｖｏｒｏｃｎｒｔｌｄｔｂｌｒｆａｅｓｒｃｕｅｏｃｅｅｆｌｕｕａｒｍｔｕｔｒｓｉｅ
维普资讯
２００２年０６月
包头钢铁学院学报
ＪｕｎｌｏａｔｕＵｉｅｓｙｏｏｎｔｅｅｈｏｏｙｏｒａｆＢｏｏｎｖｒｉｆＩｎａｄＳｅｌｃｎｌｇｔｒＴ
关键词：管混凝土；架；震；验研究钢框抗试
中图分类号：Ｕ１．Ｔ３１３文献标识码：Ａ
摘
要：过２具有同一外形尺寸及用料的钢管混凝土框架在低周往复荷载下的试验，究了该类型结构的破通榀研
Ｊｎ，０２ｕｅ２０
Ｖｏ２１．ｌＮｏ２来自第２卷第０ｌ２期

钢梁-混凝土柱框架结构抗震性能研究进展

第４１卷第５期２０１５年ｌ０月
四川建筑科学研究
ＳｉｃｈｕａｎＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ８９
钢梁一混凝土柱框架结构抗震性能研究进展
汪小平，何芮，李桅，孙林柱，高伦浩
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｆｅｌｄ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｏｕｎｄｓｔｈｅｇｅｎｅｒｌａｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＲＣＳｆｒａｍｅｓｔｕｃｒｔｕｒｅ，ｂｏｔｈｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｔｈｅｐａｐｅｒ
ｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｓｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＲＣＳｆｒａｍｅｓｔｕｃｒｔｕｒｅｓ，ｔｈｅｔｅｓｔｓｔｕｄｙａｎｄｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｂｏｕｔ
（１．ＢｕｉｌｄｉｎｇａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＪｉａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｅｅｌｂｅａｍａｎｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎ（ＲＣＳ）ｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｃｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｒｅｉｆｏｎｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｓａｎｄｓｔｅｅｌ

框架结构的抗震减震分析

应用减震技术
设置减震支座
在结构中设置减震支座，以吸收地震能量，减轻地震对结构的影响。
应用阻尼器
在结构中安装阻尼器，以增加结构的阻尼效应，降低地震响应。
采用隔震技术
在基础和结构之间设置隔震层，以减小地震对上部结构的影响。
06
CATALOGUE
工程实例分析
工程实例一：某高层建筑
设计采用地震力系数法进行计算，并考虑了地震烈度、场地类别等因素。
抗震分析
地震危害与影响
地震波及地面震动
地震产生地震波，引发地面震动，对建筑物和结构造成破坏。
建筑物倒塌与损毁
框架结构如未经过合理设计和施工，易在地震中发生倒塌或严重损毁。
次生灾害
地震可引发火灾、水灾等次生灾害，对周边环境和生态造成进一步破坏。
地震作用下的结构响应
地震动位移响应
01
框架结构在地震作用下会产生位移，影响结构的稳定性。
研究目的和方法
通过对框架结构的抗震性能进行分析，为结构的优化设计和地震防护提供理论支持。
采用理论分析、数值模拟和实验研究等方法，对框架结构的抗震性能进行全面评估。
02
CATALOGUE
框架结构概述
框架结构的特点
空间分隔灵活
框架结构能够根据建筑功能需求，灵活地分隔空间。
整体性能良好
框架结构具有较好的整体性和稳定性。
减震结构的分析方法
减震结构的分析方法包括理论分析、数值模拟和实验研究等，以评估减震装置的性能和结构的减震效果。
减震结构的评估
评估减震结构的地震响应和性能，以确保其在地震作用下的安全性和稳定性。
05
CATALOGUE
框架结构的抗震减震措施

高层钢筋混凝土建筑抗震结构设计研究

高层钢筋混凝土建筑抗震结构设计研究摘要：随着城市化进程的不断推进，高层建筑已经成为城市发展的重要组成部分。

高层建筑由于其自身的特点，对地震的抗性要求较高。

对高层建筑的抗震结构设计进行研究，对于确保建筑物的安全性具有非常重要的意义。

本文将从高层钢筋混凝土建筑抗震结构设计的角度进行分析和研究，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和指导。

一、引言二、高层钢筋混凝土建筑抗震设计原理高层建筑的抗震设计是建筑工程设计中的一项重要内容，其设计原理是通过结构设计、材料选择和施工工艺等方面的优化，使建筑结构在地震发生时能够保持相对的稳定性，从而确保建筑物的安全性。

在高层建筑的抗震设计中，钢筋混凝土是一种常用的结构材料，其具有一定的韧性和承载能力，可以有效地提高建筑结构的抗震性能。

在高层建筑的结构设计中，通常会采用框架结构、剪力墙结构或框剪结构等形式，这些结构形式在钢筋混凝土材料的选择和结构设计方面有着独特的特点和要求。

1. 受力性能优化：通过对结构受力性能的分析和优化设计，使结构在地震作用下能够发挥出最大的抗震能力，并且在结构的荷载分布和载荷传递方面进行合理的设计。

2. 材料选择和施工工艺优化：选用高强度、高韧性的钢筋混凝土材料，并采用先进的施工工艺和技术，确保建筑结构的质量和稳定性。

3. 抗震设防和减震措施：采用合理的抗震设防措施和减震技术，如增加结构的刚度和韧性，设置减震装置等，提高结构的抗震性能。

目前，国内外对高层钢筋混凝土建筑抗震设计方面进行了大量的研究和实践，取得了许多成果和经验。

国内外学者对高层建筑的抗震设计进行了理论分析、仿真计算和工程实践等多方面的研究。

在高层钢筋混凝土建筑抗震设计的研究现状中，主要包括以下几个方面：1. 结构受力特性和性能研究：国内外学者对高层钢筋混凝土建筑结构的受力特性和性能进行了深入研究，探讨了结构在地震作用下的受力行为和性能表现，为结构设计和分析提供了理论基础和技术支持。

《FRP加固RC框架结构的抗震韧性评价研究》范文

《FRP加固RC框架结构的抗震韧性评价研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，建筑结构的安全性和稳定性成为了人们关注的焦点。

钢筋混凝土（RC）框架结构因其良好的承载能力和适应性，在各类建筑中得到了广泛应用。

然而，RC结构在地震等自然灾害面前，往往表现出较低的抗震韧性。

因此，如何提高RC框架结构的抗震性能，成为了建筑领域的重要研究课题。

近年来，纤维增强复合材料（FRP）因其优异的力学性能和轻质高强的特点，被广泛应用于RC结构的加固和修复。

本文旨在通过对FRP加固RC框架结构的抗震韧性评价进行研究，为提高建筑结构的抗震性能提供理论依据和实践指导。

二、研究方法本研究采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法，对FRP加固RC框架结构的抗震韧性进行评价。

首先，通过查阅相关文献，了解FRP材料性能、RC框架结构抗震性能及加固技术的研究现状。

其次，利用有限元软件建立RC框架结构的数值模型，分析其在地震作用下的动力响应和破坏模式。

在此基础上，采用FRP材料对RC框架结构进行加固，并对比加固前后的抗震性能。

最后，通过试验研究验证数值模拟结果的准确性，并进一步评价FRP加固RC框架结构的抗震韧性。

三、FRP加固RC框架结构的抗震韧性评价1. FRP材料的选择与性能本研究选择了碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）两种常见的FRP材料。

CFRP具有高强度、高模量和耐腐蚀等优点，而GFRP则具有良好的抗冲击性能和较高的韧性。

通过对这两种材料的性能进行对比分析，发现它们均能有效提高RC框架结构的抗震性能。

2. 数值模拟与动力响应分析利用有限元软件建立RC框架结构的数值模型，通过输入地震波，分析其在地震作用下的动力响应和破坏模式。

结果表明，未加固的RC框架结构在地震作用下容易发生破坏，而FRP加固后的结构则表现出较好的抗震性能。

通过对加固前后的动力响应进行对比分析，发现FRP材料能有效提高结构的承载能力和耗能能力。

钢－钢筋混凝土混合结构的抗震性能分析

0 引言国内外对钢－钢筋混凝土竖向组合混合结构的理论研究还不是很成熟，对这种结构的力学模型，整体结构的动力特性等还缺乏深入研究。

对这种由混凝土结构和钢结构两种不同材料所组成的组合结构的抗震性能、构件破坏机理等都缺乏相应的理论研究，还没有形成完整的理论体系，即便是国外也仅有一些相关的行业标准，没有形成统一的规范体系。

针对下部混凝土结构顶部钢结构的混合结构形式，可以参考钢筋混凝土框架顶部钢结构加层的计算分析思路。

王治强[1]通过对竖向混合结构体系石化生产装置动力特性及抗震性能研究得出设备和结构连接处采用固结，设计过程中要特别注意转化层的设计与构造，确保混合结构转换层的安全；宗钟凌等[2]通过对混凝土框架顶部钢结构加层连接节点抗震性能的研究得出锚栓生根、焊接生根、增大截面生根三类节点的破坏形态均为混凝土两端受弯破坏，增大截面生根节点的滞回曲线较为饱满，抗震性能优于锚栓节点和焊接节点；李辉进等[3]对钢筋混凝土框架与加层钢结构不同连接形式及加层柱截面形式变化等进行反应谱分析和时程分析，计算结果表明，加层后原结构层间位移及底部剪力均有所降低，加建钢结构起到了阻尼器作用；李军林[4]通过分析发现在建筑工程的钢结构以及混凝土结构组合设计中，需要对其水平风荷载对于屋盖和网架的影响、屋盖结构形式对于下部混凝土结构的影响加以重点考虑，然后以此为依据，对钢结构以及混凝土结构进行科学设计；孙赞[5]通过对既有混凝土框架上采用钢结构加层的研究得出，小柱网加层的方案与大柱网加层方案抗震性能相似，门式刚架加层方案对既有混凝土结构的保护效果较好。

本文在此基础之上总结提出了钢－钢筋混凝土混合结构在设计过程中指标控制的建议取值规范，阻尼比的取值以及钢－钢筋混凝土结构的连接形式等。

1 工程实例分析1.1 工程概况西部公路物流集散中心位于巴南区南彭社区，南至观音山南路，东至五号路，北至一号路，西至观音山西路。

项目总用地面积138 631m 2，总建筑面积137 239m 2，地上建筑面积137 239m 2。

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。

钢-混凝土组合结构抗震研究综述

钢-混凝土组合结构抗震研究综述发布时间：2022-10-13T08:01:10.568Z 来源：《建筑创作》2022年第8期作者：曹智杰[导读] 钢-混凝土组合结构是组合结构当中较为常见的一种曹智杰重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074摘要：钢-混凝土组合结构是组合结构当中较为常见的一种，也是土木行业当中使用频率最多的一种结构体系。

与钢筋混凝土结构相比，钢-混凝土组合结构可以减小地震作用、降低的结构重量、减小构件的截面尺寸、造价相对有所降低、方便安装、结构的延性较好等；与钢结构系相比，钢-混凝土组合结构对用钢量的需求有所降低、稳定性有所提高等。

本文介绍了钢-混凝土组合结构在土木工程中的实际运用，并对其抗震性能进行了简单的介绍。

关键词：组合结构；抗震；组合剪力墙一、引言地震作为自然界中最严重的具有毁灭性的自然灾害，对人们的生命财产安全带来了不可估量的威胁，比如唐山大地震[1]、汶川大地震[2-3]等，至今令人悲痛不已。

因此，土木领域的研究人员对抗震的研究从未停止。

而且充分的事实证明，相比于其他自然灾害，地震对建筑结构的破坏无疑是最大的。

正因为如此，有关钢-混凝土组合结构的抗震研究才更加吸引人们的眼球。

现目前，研究人员一直对钢-混凝土组合结构在进行研究，也取得了很多成果，但也存在诸多不足。

钢-混凝土组合结构抗震的评估方法有IDA评估分析方法和Pushover评估分析方法。

二、钢与混凝土组合梁（一）钢-混凝土组合梁钢框架在组合结构当中，钢-混凝土组合梁能很好的工作是因为其中的钢梁与钢筋砼翼缘或者通过剪力键连接组合而成以形成一个整体的受力情况[4]。

钢-混凝土组合梁钢框架是一种重要且常用组合结构，组合梁和钢柱组成的框架就是钢-混凝土组合梁钢框架。

相对于纯框架而言，钢-混凝土组合框架节约钢材，造价相较于之前，降低大约三分之一左右，并且结构刚度的增加也较为显著，同时，钢-混凝土组合梁中的翼缘板可以为钢梁提供侧向约束，以便于最大程度上避免平面外失稳，除了承受上部结构传递下来的竖向载荷，也可以参与框架梁所承受的弯矩作用[5]，钢与混凝土两种材料都能充分发挥各自的作用，钢梁由原来的纯弯状态受力变为部分截面或全截面受拉的状态，这使得结构的整体性有了较大的提升，通过这样的组合，弥补了单一材料作为受力构件的短处，同时也比较经济，这也是现目前以及以后建筑结构发展的方向。

型钢混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究精品

型钢混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究摘要近年来，我国经济总量迅速增长，建筑技术水平不断提高。

随着城市人口数量剧增，为了缓解城市建设用地紧张，大量城市均已建成或正在建设数百米高的建筑。

混合结构体系在这一背景下应运而生。

混合结构兼具钢结构与混凝土结构的优点，能够充分发挥型钢与混凝土两种材料的特性，在抗震性能及建筑适用性方面具有无可比拟的优势。

混合结构作为一种新兴的建筑结构体系，虽然已经被国内外大量高层建筑采用，但是在实际应用过程中仍然存在一些问题，这些问题的存在限制了混合结构体系的推广应用。

目前的研究主要集中在型钢混凝土柱-钢(钢筋混凝土)梁节点抗震性能上，对于能够简化型钢混凝土梁柱节点施工工序的新型梁柱节点构造形式研究较少。

梁柱节点是结构的关键部位，受力复杂，其性能直接关系到整体结构的抗震性能。

我国现有规范及实际工程中，梁柱节点均采用节点核心区水平箍筋穿过梁型钢腹板孔洞的构造形式，但是在实际施工过程中，水平箍筋弯钩难以穿过梁型钢腹板孔洞，这给施工工序及质量保证带来了难题及隐患。

本文通过改进现有型钢混凝土梁柱节点构造形式，在规范规定的节点构造形式的基础上，提出了两种梁柱正交及一种梁柱斜交的改进型节点构造形式。

将一种普通节点形式(SRCJ-01)、三种新型的节点形式(SRCJ-02，SRCJ-03，SRCJ-04)以及同尺寸、同配筋的钢筋混凝土梁柱节点(RCJ)制作试件，进行低周反复荷载作用下的拟静力试验，研究其抗震性能。

根据试验现象及量测的数据，对比了各节点形式在低周反复荷载作用下的破坏形态、极限承载力、强度退化规律、滞回特性、耗能性能及关键部位应变分布等。

对比结果表明：各试件均发生了梁端塑性铰破坏，节点核心区保持完好，证明了“强柱弱梁强节点”的设计原则的正确性；型钢混凝土梁柱节点的承载力、延性、耗能能力等方面均明显优于钢筋混凝土节点；采用U形箍筋的SRCJ-02的极限承载力和抗震性能均优于SRCJ-01，这证明了使用U形箍筋替代闭合箍筋的构造形式是合理可行的；腹板开矩形孔的SRCJ-03在承载力方面略有不足，但是其等效粘滞阻尼比系数均大于其他试件，证明了其具有良好的耗能性能；梁柱斜交的SRCJ-04的极限承载力优于其他试件，延性处于其他试件之间，证明了该梁柱斜交节点构造形式是合理的。

钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究

钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究一、本文概述随着全球地震活动的频繁和建筑结构的日益复杂，钢筋混凝土框架节点的抗震性能和设计方法成为了土木工程领域的研究热点。

本文旨在探讨钢筋混凝土框架节点的抗震性能，分析其受力机制和破坏模式，并提出相应的设计方法，以提高结构的抗震能力。

通过深入研究和系统分析，本文旨在为工程师和设计师提供更为科学、合理的设计依据，为保障人民生命财产安全贡献一份力量。

在本文中，首先将对钢筋混凝土框架节点的抗震性能进行系统的理论分析和实验研究。

通过对节点受力机制的深入剖析，明确节点在地震作用下的应力分布和变形特点，揭示节点破坏的内在原因。

同时，通过大量的实验数据，验证理论分析的可靠性，并为后续的设计方法提供实证支持。

本文将提出一种针对钢筋混凝土框架节点的抗震设计方法。

该方法将综合考虑节点的受力特点、材料性能、结构形式等多方面因素，通过合理的结构布置和构造措施，提高节点的抗震能力。

同时，该方法还将注重与现有设计规范的衔接，以确保设计的可行性和实用性。

本文将对所提出的抗震设计方法进行应用研究和案例分析。

通过具体工程实例的验证，评估设计方法的有效性和可靠性，为实际工程应用提供有益的参考。

通过对案例的深入分析，总结经验教训，为今后的研究工作提供借鉴。

本文旨在通过理论分析、实验研究和设计应用等多个方面，全面深入地探讨钢筋混凝土框架节点的抗震性能与设计方法。

希望通过本文的研究，能够为土木工程领域的发展做出一定的贡献，为保障人民生命财产安全提供更为科学、有效的技术支持。

二、钢筋混凝土框架节点抗震性能分析钢筋混凝土框架节点的抗震性能是评估建筑结构整体安全性的重要环节。

在地震作用下，框架节点承受着来自不同方向的复杂应力，包括剪切力、弯曲力以及轴力等。

这些应力的综合作用可能导致节点出现裂缝、钢筋屈服、混凝土剥落等现象，从而影响结构的完整性和稳定性。

为了深入了解钢筋混凝土框架节点的抗震性能，我们需要对其进行系统的分析。

框架结构抗震性能指标研究综述

框架结构抗震性能指标研究综述摘要：研究框架结构抗震性能指标对于评估框架结构整体抗震性能来说是非常的重要理论依据，本文就框架结构在进行低周反复荷载试验时的抗震性能指标进行了综合性的整理和探讨，其中主要包括框架结构的滞回特性、延性、刚度退化和耗能能力等，这些抗震性能指标参数对于研究和评估框架结构的抗震性能，具有非常重要的理论和实际意义。

关键词：框架结构、抗震性能、评估指标1引言根据目前大量地震自然灾害统计表明，许多框架结构建筑物在遭遇地震自然灾害时，大多数都经历了相当大的非弹性变形，框架结构房屋在现有的建筑物中占有较大的比例，严重的地震自然灾害给人类的生命和财产都造成了巨大的损失。

2框架结构抗震性能指标2.1滞回曲线对于滞回曲线的定义通常是指结构在进行低周反复荷载试验时，水平荷载P与水平位移△之间的关系曲线，即为P-△曲线，也就是我们所常说的滞回曲线。

滞回曲线是用来描述当结构撤去了外荷载之后，恢复至原有状态的能力，因此通常也被称之为恢复力特性曲线。

当在进行低周反复荷载试验时，初始阶段的水平位移较小时，框架结构处于弹性阶段，荷载和位移呈现的基本都是线性关系；随着水平位移的不断增加，两者不再具有线性关系，说明这时框架结构已经进入了塑性阶段，滞回环的面积也将会变得越来越大，耗能能力也开始逐渐不断增大，因此滞回曲线是研究框架结构抗震性能反应的最重要指标。

2.2骨架曲线对于骨架曲线的定义是指将结构进行低周反复荷载试验时的各次加载的荷载滞回曲线的最大值点依次相连接起来，即可得到对应试件的骨架曲线。

通过骨架曲线我们可以分析出结构的承载能力以及变形能力，能够直观地反映出评估结构抗震性能的一部分重要指标和重要特征值[1]。

骨架曲线是进行结构非线性抗震分析的重要基础，因此骨架曲线是研究非弹性地震反应的非常重要的指标参数。

利用骨架曲线的变化，可根据弹塑性等效能量法计算，如图所示，初始阶段OD为结构的弹性阶段，过骨架曲线的峰值点A分别做水平方向和竖直方向的垂线，再过原点作直线与骨架曲线相交于B点，使得曲边三角形OBD的面积与曲边三角形ABC的面积相等，则B点所对应的荷载和位移即为屈服荷载Py和屈服位移△y；A点所对应的荷载和位移即为峰值荷载Pm和峰值位移△m；作水平线使得Pu=0.85Pm,且水平线与骨架曲线相交于E点，则E点的所对应的荷载和位移即为极限荷载Pu和极限位移△u。

钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展

㊃综㊀述㊃钢结构(中英文),38(12),1-26(2023)DOI :10.13206/j.gjgS 23062902ISSN 2096-6865CN 10-1609/TF㊀㊀编者按:当前我国第五代GB 18306 2015‘中国地震动参数区划图“明确了基本㊁多遇㊁罕遇和极罕遇等四级作用的地震动参数确定方法并提高了工程结构抗震设防标准㊂组合结构适应国家新型城镇化建设重大需要,在城市人口密集区域和抗震设防高烈度区域具有广泛应用价值㊂由于钢管混凝土柱存在间接约束以及界面滑移等特性,其抗震能力可进一步挖掘,以提升强震下重要工程结构的安全性,或者在维持相同性能时节约材料用量㊂学者们通过模型试验㊁理论研究以及关键技术研发,所形成的系列成果在工程结构中得到了成功应用㊂为此,‘钢结构(中英文)“杂志特邀丁发兴教授为主编,系统组织了两期(本期及2024年第1期) 组合结构抗震性能与韧性提升专栏,向读者介绍国内针对钢管混凝土柱㊁钢管混凝土柱-组合梁节点㊁组合框架以及组合框架-筒体结构等方面的最新研究成果,探讨各有效措施对抗震性能的影响规律,以期推动组合结构技术的完善与升级㊂钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展∗丁发兴1,2㊀许云龙1㊀王莉萍1,2㊀吕㊀飞1,2㊀段林利1,2㊀余志武1,2(1.中南大学土木工程学院,长沙㊀410075;2.湖南省装配式建筑工程技术研究中心,长沙㊀410075)摘㊀要:钢-混凝土组合结构因具有抗弯刚度大㊁承载力高㊁延性好和施工便捷等优点,适应国家新型城镇化建设重大需要,在城市人口密集区域和抗震设防高烈度区域应用广泛㊂在提高工程结构抗震设防标准的背景下,研究钢-混凝土组合结构的抗震性能,进一步提升其抗震韧性,建立具有更高韧性的钢-混凝土组合结构抗震设计方法对促进建筑结构实现双碳战略目标具有重要意义㊂为此,归纳总结了钢-混凝土组合结构抗震性能的研究进展,包括钢-混凝土组合梁㊁钢管混凝土柱及钢管混凝土柱-组合梁节点的滞回性能试验研究,以及钢-混凝土组合结构体系的拟静力㊁拟动力及振动台试验研究,讨论并比较了各种抗震分析模型及其方法,提出了当前研究存在的一些问题和尚需深入研究的方向㊂基于现有研究成果总结得到:1)组合梁主要依靠钢梁耗能,可采取增大钢梁截面尺寸的措施提高耗能能力㊂钢管混凝土柱主要依靠钢管和混凝土耗能,可采取拉筋增强约束措施直接约束混凝土,使其由脆性向塑性转变从而提高框架柱的耗能能力㊂与其他类型组合节点相比,刚性连接组合节点具有更好的耗能能力㊂2)罕遇地震下框架结构以梁耗能为主,而在超罕遇地震下仍以梁作为主要耗能部件将使工程成本大幅增加㊂由于超罕遇地震发生概率极低,若采取适当的增强约束措施使柱也具备耗能能力并参与耗能,则可在适当增加工程建设成本的同时使结构具有抵抗超罕遇地震的能力,此时组合结构抗震设计理念可由罕遇地震时的强柱弱梁,梁耗能为主向超罕遇地震时的梁柱共同耗能推进㊂3)基于平截面假定的杆系纤维模型计算软件通常适用于弹性和弹塑性小变形阶段分析,而当组合结构处于塑性大变形阶段时,结构杆件便不再符合平截面假设㊂对强震下组合结构体系的动力响应仿真模拟需要克服弹塑性小变形阶段的假定条件,采用适用于塑性大变形阶段结构分析的混凝土三轴弹塑性本构模型及相应的体-壳元模型是一种有效的途径㊂4)剪力墙结构具有整体性好㊁侧向刚度大等优点,但传统构造下其抗震能力较弱,可通过提升连梁和墙肢等耗能构件的耗能能力以增强结构整体耗能能力,如采用钢-混凝土组合连梁㊁型钢混凝土连梁或合理构造钢板连梁,以及型钢-约束混凝土或钢管混凝土墙肢等㊂5)工程结构在使用阶段面临着诸多灾害考验,传统方法根据不同外荷载进行独立抵抗设计,忽视了多灾害耦合作用机制,使结构综合抗灾性能难以满足使用需求,故建立安全可靠的抗多灾害设计方法和结构体系是结构工程师在防灾减灾领域的一项重大课题㊂关键词:钢-混凝土组合梁;钢管混凝土柱;钢-混凝土组合结构;抗震性能;试验研究∗国家自然科学基金项目(51978664)㊂第一作者:丁发兴,男,1979年出生,博士,教授㊂通信作者:王莉萍,女,1987年出生,博士,副教授,wlp2016@㊂收稿日期:2023-06-290㊀引㊀言中国是世界上地震灾害最严重的国家之一,地震灾害给人类社会活动造成了不可估量的损失㊂大量建筑结构因抗震能力不足而倒塌,造成的人员伤1丁发兴,等/钢结构(中英文),38(12),1-26,2023亡和经济损失使得抗震减灾技术成为结构工程师们面临的主要考验㊂为提高建筑结构的抗震性能,研究者们在结构布置和局部构造等方面展开了大量的研究工作㊂钢-混凝土组合结构因充分发挥了两种材料的力学性能优势,提升了结构的刚度㊁承载力和耗能能力而在高层及超高层建筑结构中得到了广泛应用[1]㊂随着经济社会的发展,工程结构抗震设防标准也在不断提升,研究钢-混凝土组合结构的抗震性能,进一步提升其抗震韧性,建立具有更高韧性的钢-混凝土组合结构抗震设计方法,对促进建筑结构实现双碳战略目标具有重要意义㊂组合结构中,钢-混凝土组合梁和钢管混凝土柱的材料利用效率最高,其抗震性能提升明显㊂为此,笔者对国内外相关钢-混凝土组合结构的主要研究成果进行归纳总结,对组合结构抗震性能方面需要进一步深入研究的工作进行展望,以期为后续研究工作提供一些参考和建议㊂1㊀钢-混凝土组合构件及节点抗震性能1.1㊀钢-混凝土组合梁钢-混凝土组合梁由钢梁和混凝土板通过栓钉连接而成,发挥了混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能优势㊂Daniels等[2]对组合框架中的组合梁进行了抗震性能研究,并给出了组合梁的弹塑性分析方法㊂文献[3-5]先后对组合梁进行了低周往复试验研究,结果表明组合梁具有良好的耗能能力和延性,增设腹板加劲肋或增加腹板厚度能明显提高组合梁的极限承载力,改善构件延性㊂Gattesco 等[6-7]㊁Taplin等[8]和Bursi等[9-10]着重研究了剪力连接件对组合梁抗震性能的影响,指出剪力连接件的布置方式直接影响界面滑移量,进而影响组合梁极限承载力㊂国内聂建国等[11]首先进行了6组钢-混凝土叠合板组合梁低周往复荷载试验研究,结果表明钢-混凝土叠合板组合梁的滞回曲线饱满,且存在界面滑移,其剪力连接度直接影响构件正向极限抗弯承载力,而反向极限抗弯承载力则可依据简化塑性方法计算得出㊂此后,蒋丽忠等[12-16]和Ding等[17]先后对低周往复荷载下钢-混凝土组合梁的抗震性能进行了系列试验研究,分别探讨了剪力连接度㊁力比㊁栓钉直径㊁腹板厚度㊁纵向和横向配箍率对组合梁抗震性能的影响规律,并建立了恢复力模型[13]㊂Liu等[18]建立了三维实体-壳元模型,其中钢梁采用壳单元,混凝土采用实体单元,栓钉采用梁单元或弹簧单元,分析结果表明组合梁的抗震能力主要依靠钢梁翼缘,增大钢梁尺寸有利于提高抗震能力,而增大栓钉剪力连接度也有利于提高钢梁的耗能㊂1.2㊀钢管混凝土柱钢管混凝土柱由外钢管内部填充混凝土而成㊂自1965年日本九州大学学者Sasaksi和Wakaba-yashi对方钢管配筋混凝土柱进行拟静力试验后[19],Tomii等[20]也开展了圆钢管混凝土柱拟静力试验研究,表明钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱具有更大的极限承载力,更好的延性和耗能能力,以及更小的刚度退化等特点㊂Elremaily等[21]最早根据试验结果和理论分析指出钢管约束作用提升了柱承载力和抗震性能㊂随后有关钢管混凝土柱抗震性能研究越来越丰富,研究者们分别从材料强度㊁轴压比㊁宽(径)厚比和长细比等方面探讨了钢管混凝土柱抗震性能规律㊂在材料强度方面,吕西林等[22]㊁韩林海等[23]和Liu等[24]先后研究了混凝土强度对钢管混凝土柱抗震性能的影响规律,结果显示随着混凝土强度的提升,试件初始刚度略有增大,极限承载力也有所提高,但其延性和耗能能力均下降,且刚度退化加快㊂游经团等[25]和Yadav等[26]的试验结果表明:增大钢管屈服强度能够明显提升极限承载力,但对初始抗弯刚度几乎无影响㊂Varma等[27-28]探讨了钢材强度对柱抗震性能的影响规律,低轴压比下柱的延性系数随钢材强度的增大而降低,而当轴压比较大时,该规律并不明显㊂在轴压比方面,吕西林等[22]㊁Liu等[24]㊁游经团等[25]㊁Varma等[27-28]㊁张春梅等[29]㊁李学平等[30]㊁李斌等[31]㊁聂瑞锋等[32]和Cai等[33]通过试验研究发现,轴压比是影响柱抗震能力的直接因素,增大轴压比导致水平承载力㊁延性和耗能能力下降,刚度退化明显㊂在宽(径)厚比方面,吕西林等[22]㊁Liu等[24]㊁Yadav等[26]和李学平等[30]的试验表明,试件水平极限承载力随着宽(径)厚比增大而降低㊂Varma 等[27-28]㊁李斌等[31]和余志武等[34]指出,提高宽(径)厚比可使其延性系数下降㊂聂瑞锋等[32]和Matsui等[35]指出,宽(径)厚比越大,耗能能力越弱㊂在长细比方面,李斌等[31]㊁聂瑞锋等[32]和邱增美等[36]通过试验研究表明,随着长细比的增加,钢管混凝土柱初始刚度明显降低,刚度退化加快,水平2钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展承载力和耗能能力变弱,延性系数也明显下降,当长细比达到一定值时延性系数下降更快㊂为加强大宽(径)厚比钢管对混凝土的约束作用而提升其抗震性能,学者们陆续提出了诸多约束措施,如在柱端部焊接钢板或角钢[37],包裹纤维复合材料[38],设置约束拉杆[39]㊁栓钉[40]㊁加劲肋[41]或斜拉肋[42]等局部加强措施,如图1a ~1g 所示,这些局部加强构造一定程度上延缓了柱端塑性铰的形成与发展㊂a 钢板约束;b 角钢约束;c 纤维复合材料约束;d 拉杆约束;e 栓钉约束;f 加劲肋约束;g 斜拉肋约束;h 内拉筋约束㊂图1㊀各种约束方式下的钢管混凝土柱由于钢管对混凝土的约束作用为间接被动约束,丁发兴[43]在比较各种约束方式后提出了内拉筋约束钢管混凝土柱技术,如图1h 所示,并揭示了内拉筋直接约束混凝土的工作原理㊂此后,丁发兴课题组开展了端部拉筋钢管混凝土柱抗震性能试验研究,截面形式包括矩形[44]㊁圆形[45]㊁椭圆形[46]㊁圆端形[47]等,探讨了拉筋与钢管内表面接触方式的影响[48],试验结果表明,实际轴压比高达0.8的超高轴压比钢管混凝土柱仍呈现延性破坏,且钢管混凝土柱塑性铰展现出小偏压和大偏压两个阶段,其韧性得到进一步提升㊂同时,课题组基于体-壳元模型进行了有限元模拟,其中混凝土采用实体单元,钢管采用壳单元,拉筋采用杆单元,分析结果表明,压弯荷载下拉筋具有降低界面滑移㊁直接约束混凝土以及促进钢管抗弯等效果,从而提高抗弯刚度㊁承载力和耗能能力,其中拉筋大幅度提高了混凝土的耗能能力[49]㊂1.3㊀钢管混凝土柱-组合梁节点作为钢-混凝土组合结构的关键传力部位,组合节点的剪力主要通过钢梁腹板传递,其次通过节点区混凝土和钢管壁间的黏结力和摩擦力传递,而弯矩则主要由加强环板㊁内隔板等构件传递[50]㊂现有节点试验不少是以钢管混凝土柱和纯钢梁的连接为研究对象,而相关组合框架及组合节点的试验研究结果表明,钢梁与楼板在进入弹塑性阶段之后仍能发挥明显的组合效应[51],这种组合效应能显著提高结构的刚度㊁强度及耗能能力,抑制钢梁上翼缘屈曲,增强钢梁的稳定性[52]㊂另外,当节点区域受正向弯矩作用时,楼板与钢梁的组合效应更为显著[53-54],楼板的存在将使中性轴上移,导致钢梁下翼缘应变明显增大,从而促使下翼缘更易发生屈服及破坏,降低组合梁的转动能力[55]㊂鉴于钢筋混凝土楼板对节点区域及结构体系具有重要影响,笔者仅对考虑楼板的组合节点抗震性能试验进行梳理㊂组合梁节点及框架试验表明负弯矩区钢梁下翼缘由于受压易过早出现局部屈曲和失稳的问题,李杨等[56]在普通组合梁负弯矩区下翼缘增设一块混凝土板,开展了钢-混凝土双面组合梁节点的抗震性能试验,与普通组合梁节点相比,双面组合梁节点具有更高的刚度和承载力,但在刚度退化㊁延性系数和耗能能力等方面无明显优势㊂在削弱式节点方面,Xiao 等[57]和Li 等[58]对带楼板的狗骨式节点进行了拟静力试验,结果表明,减小梁截面可促进削弱区域塑性铰的形成,有效避免节点核心区焊缝撕裂㊂在传统刚性节点方面,聂建国课题组先后完成了内隔板式节点[59]㊁栓钉内锚固式节点㊁外隔板式节点[60]和内隔板贯通式节点[61]的拟静力试验研究㊂研究发现:内隔板式节点表现出较强的极限承载能力,但其位移延性系数低;而栓钉内锚固式节点具有较强的变形能力,但极限承载力较低;相比之下,外隔板式节点和内隔板贯通式节点在极限承载能力㊁位移延性系数和耗能能力等方面均具有良好的性能[60-61]㊂此外,聂建国等[62]建立了组合节点剪力-剪切变形曲线的恢复力模型,提出了组合节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力计算公式㊂韩林海课题组[63-64]采用外环板式节点对圆钢管混凝土柱-组合梁节点进行拟静力试验研究,提出了节点的抗剪承载力公式和核心区剪力-剪切变形恢复力模型㊂周期石等[65]提出了楼板钢筋和钢梁翼缘削弱穿入钢管混凝土柱的刚接节点,发现楼板钢筋的穿入增强了节点区域钢梁抗弯刚度和楼板的组合效应,而钢梁翼缘削弱的穿入降低了穿入钢梁对浇筑柱中混凝土的影响㊂研究表明,对于钢梁翼缘削弱穿入钢管混凝土柱的刚接节点,当削弱程度不大时,节点具有良好的抗震性能,但仍将降低节点的刚3丁发兴,等/钢结构(中英文),38(12),1-26,2023度㊁承载力和耗能能力㊂在半刚性节点方面,Mirza等[66]分别对半刚性单边螺栓节点进行了静力和拟静力试验,并根据有限元分析结果给出了构造设计方法㊂王静峰等[67-69]进行了半刚性单边螺栓节点试验,包含圆㊁方钢管和带纵向加劲肋钢管的拟静力试验以及带纵向加劲肋钢管混凝土柱的拟动力试验㊂试验结果表明,圆钢管混凝土柱-组合梁节点的承载力和弹性刚度要大于方截面[67];外伸端板连接节点的承载力和弹性刚度要大于平齐端板连接,而其转动能力和延性性能要低于平齐端板连接[68-69]㊂Yu等[70]提出了上焊下栓式的节点连接方式,即钢梁上翼缘与柱隔板焊接,下翼缘与柱隔板通过螺栓连接,螺栓连接处板件的滑移有利于降低钢梁下翼缘应力,避免出现过早断裂的现象㊂欧洲规范[71]中,根据初始转动刚度大小,将节点分为铰接㊁半刚性连接和刚性连接;根据抗弯承载力大小,将节点分为铰接㊁部分强度和全强度㊂Ding 等[72]认为该分类标准对于半刚性连接节点的定义较为宽泛,难以准确判定试件的类型,应根据节点的初始转动刚度㊁抗弯承载力和耗能能力等性能指标综合定义,并将其细化为半刚接㊁准刚接㊁Ⅰ类刚接和Ⅱ类刚接四类㊂据此,丁发兴等[73]完成了端板螺栓连接和加强环连接组合梁节点的拟静力试验,利用柱内拉筋强柱构造和加劲肋强梁构造技术实现了节点核心区强连接,显著提升了螺栓连接节点的初始转动刚度㊁抗弯承载力和耗能能力,使栓连节点达到了刚性节点的性能要求㊂同时,内拉筋强柱构造技术实现了轴压比高达0.8时,组合节点梁端发生弯曲破坏的失效模式㊂除了以上相关平面框架组合节点抗震性能试验研究外,樊健生等[74-75]从加载路径㊁混凝土楼板㊁柱类型及节点位置等方面对空间组合内隔板贯通式节点进行了拟静力试验,结果表明空间受力的节点在承载力和延性性能等方面均有明显下降,因此平面荷载作用不能完全反映其抗震性能,在节点设计中应考虑空间荷载的耦合作用㊂2㊀钢-混凝土组合结构体系抗震性能组合梁㊁柱及其组合节点等构件的研究最终以在结构体系中的应用为落脚点,因而各类组合构件集成后的体系响应是工程实践重要的关注点之一㊂笔者以钢-混凝土组合框架结构为主要对象,根据不同试验方法分别梳理了研究者在有关结构体系抗震方面的研究成果㊂2.1㊀试验研究2.1.1㊀拟静力试验Matsui[76]㊁Kawaguchi等[77-78]㊁马万福[79]㊁钟善桐等[80]㊁李斌等[81]㊁王来等[82]㊁李忠献等[83]和王先铁等[84]对钢-混凝土组合框架模型进行了系列抗震性能试验研究,指出钢-混凝土组合框架结构的抗震性能要优于钢筋混凝土框架和钢框架结构㊂为研究混凝土楼板在框架结构中的组合效应,聂建国等[85]完成了4层单跨纯钢框架和组合框架结构的拟静力试验㊂结果表明:与整体性较差的纯钢框架相比,组合框架的抗侧刚度因混凝土楼板空间作用而大幅提升㊂Tagawa等[86]㊁Nakashima 等[87]和聂建国等[52,88]分别进行了足尺框架子结构拟静力试验,探讨了混凝土楼板对结构刚度㊁强度㊁耗能及变形能力的影响规律,确定了在结构设计中楼板组合效应的有效计算宽度㊂王文达等[89]㊁王先铁等[90]和余志武等[91]以柱截面形状㊁材料强度㊁含钢率㊁轴压比和梁柱线刚度比等为研究对象,对组合框架结构开展了往复荷载作用下的试验研究,探讨了各参数对组合框架结构抗震性能的影响规律,提出了钢管混凝土框架荷载-侧移实用恢复力模型及位移延性系数简化计算方法㊂王静峰等[92-94]和王冬花等[95]研究了往复荷载作用下半刚性单边高强螺栓连接组合框架的抗震性能和破坏机理,分析了滞回及骨架曲线㊁强度和刚度退化规律㊁延性及耗能能力等力学性能指标,并建立了半刚性钢管混凝土框架的弹塑性地震反应分析模型,提出了一种适用于半刚性钢管混凝土框架的P-Δ关系曲线的简化二阶方程和弹塑性层间位移的简化计算方法㊂此外,赵均海等[96]提出了装配式复式钢管混凝土框架结构及其极限承载力简化计算方法,阐述了柱-柱拼接节点和加强块梁柱节点在此类结构中的应用效果㊂Ren等[97]和王波等[98]在钢管混凝土框架中增设屈曲约束支撑装置,研究水平反复荷载作用下耗能减震部件对结构抗震性能的影响㊂结果表明:增设屈曲支撑不仅对结构的刚度和承载力有提升作用,还能延缓塑性铰的形成,增强结构延性和耗能能力㊂丁发兴等[99]完成了2层2跨组合框架对比试验研究,结果表明:内拉筋强柱构造措施提升了框架结构的刚度和承载力,延缓了柱端塑性铰的形成,增强了结构延性和耗能能力㊂由此可见,内拉筋提升框架柱的刚度㊁承载力和耗能能力,其效果相当于增4钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展设屈曲支撑㊂2.1.2㊀拟动力试验宗周红等[100]通过对缩尺比例为1/3的半刚性两层空间组合框架的拟动力试验,从层间刚度㊁自振频率㊁加速度反应㊁位移反应和滞回曲线等方面评估了该结构的动力响应和耗能性能,研究了峰值加速度㊁频谱特性和强震持续时间对结构动力响应和力学性能的影响,建立了组合框架结构动力分析模型㊂Herrera等[101]按照3/5的比例对一幢节点采用T型连接方式的4层组合框架进行了拟动力试验,结果表明此类节点的组合框架满足美国相关设计标准㊂在半刚性节点组合框架方面,He等[102]对缩尺比例为4/7的端板螺栓连接组合框架子结构模型先后进行了拟动力㊁拟静力和静力推覆试验,从层间位移及剪力㊁应变㊁转角和耗能等方面分析结构在多遇地震㊁设防地震㊁罕遇地震和超罕遇地震水准下的动力响应㊂完海鹰等[103]对节点采用长螺栓式双腹板顶底角钢半刚性连接的钢管混凝土框架进行拟动力试验研究,探讨不同峰值加速度下结构的受力特征㊁刚度退化㊁动力响应及耗能能力㊂王静峰等[104-105]通过两组拟动力试验分别研究了钢管混凝土柱-组合梁框架和钢管混凝土柱-钢梁框架的动力性能和破坏特征,探讨了柱截面形式和端板类型对结构性能的影响㊂试验结果表明,圆形柱组合框架的最大位移响应和累积耗能均大于方形柱组合框架,但其初始刚度和承载力则弱于方形柱组合框架㊂此外,王静峰等[106]还采用混合试验方法对装配式中空夹层钢管混凝土组合框架开展了拟动力试验研究,分析了该组合框架结构在峰值加速度为0.62g和1.24g时的动力响应和破坏机理㊂在屈曲约束支撑组合框架方面,Tsai等[107-108]完成了多级地震作用下3层3跨足尺钢管混凝土柱屈曲约束支撑框架拟动力试验研究,探讨了屈曲约束支撑对结构整体抗震性能的影响,并从有效刚度㊁耗能和位移延性系数等方面评估了支撑构件连接方式的有效性㊂郭玉荣等[109]完成了防屈曲支撑组合框架子结构拟动力试验,提出了防屈曲支撑可增强结构的抗侧刚度和变形恢复能力㊂2.1.3㊀振动台试验黄襄云等[110-111]利用振动台试验对5层2跨2开间钢管混凝土空间框架结构的动力特性㊁加速度反应和位移反应进行了分析,并分别按等强度㊁刚度㊁截面积的原则将钢管混凝土柱换算成钢筋混凝土柱进行试算,综合评定了该结构的抗震性能㊂杜国锋等[112]采用单输入㊁单输出方式对8层单跨2开间钢管混凝土柱-钢梁框架进行动力特性试验,并通过3种不同地震波作用分析了结构的最大地震作用力㊁层间剪力㊁位移和应变反应㊂邹万山等[113]通过振动台试验得出,不同频谱特性的地震波对模型结构的加速度和位移反应分布曲线形状影响较小,且模型各层绝对加速度主要由前两阶振型决定,其他高阶振型的影响可以忽略㊂罗美芳[114]研究了不同工况下4层钢-混凝土组合框架结构的动力响应及破坏模式,评价了该结构的抗震性能㊂童菊仙等[115-116]设计并制作了有㊁无侧向耗能支撑的5层单跨2开间的方钢管混凝土柱框架模型,利用振动台试验对两种框架的动力特性和地震响应进行分析,得到了结构的振型㊁周期和阻尼比等基本属性,以及地震波作用下的位移㊁加速度和应力响应㊂结果表明:即使没有楼板的组合作用,结构仍具有较好的抗震性能;侧向支撑可承担部分水平地震作用,减小了结构的动力反应㊂陈建斌[117]和吕西林等[118]完成了国内首个方钢管混凝土高层组合框架-支撑结构振动台试验㊂试验中发现结构支撑体系的破坏较为严重,试验结果表明:该结构的动力性能介于钢筋混凝土结构和钢结构之间且更倾向于钢结构,其塑性㊁韧性和抗震性能表现良好,并通过计算结果显示阻尼器对加快结构峰值反应后的振动衰减具有较大作用㊂为研究地震作用下半刚性连接组合梁框架的动力特性以及破坏模式,李国强等[119]进行了1个足尺半刚性连接组合梁框架结构模型振动台试验研究㊂结果显示:当峰值加速度高达1.2g时,结构整体仍未发生明显损坏,表明该结构形式可满足高烈度区域的抗震设防要求㊂Han等[120]对两个由组合框架结构和钢筋混凝土剪力墙混合形成的高层建筑模型进行了振动台试验,对比分析了圆钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱对该混合结构体系整体性能的影响,验证了组合框架结构与核心剪力墙结构在地震作用下优良的复合效应和抗震性能㊂2.2㊀理论分析静力弹塑性分析法是以反应谱为基础,首先依据抗震需求谱和结构能力谱得到地震作用下建筑结构所产生的目标位移,随后在建筑结构上施加稳定的竖向荷载,同时施加单调递增的水平荷载直至达到目标位移,最后评估结构最终状态下的抗震性能㊂通过该方法可以评估地震作用下结构的内力和变形5。

装配式钢筋混凝土柱—钢梁框架节点抗震性能试验研究

装配式钢筋混凝土柱—钢梁框架节点抗震性能试验研究【关键词】装配式钢筋混凝土柱-钢梁框架；钢筋混凝土柱-钢梁混合节点；节点构造；拟静力试验；抗震性能0.引言钢筋混凝土柱-钢梁混合结构体系从其结构上来看，该结构体系有着自重轻、施工便捷、跨度较大等特性，有着极为良好的抗震性能，即便是震后也有着较高的修复性，该结构主要是通过以下几点来实现：①使用强度较高的箍筋来约束rc柱体，以此来提高rc柱体自身的抗震性能；②利用科学合理的方式来控制钢梁自身的承载能力，并且通过消弱的梁端的方式来对构造进行处理，以保持梁端能够在强震的作用之下形成塑性铰，最大限度的消耗地震对结构所作用的能量；③研发更为有效的节点构造来实现“强节点”的高规格抗震建造要求；④使用具有替代连接构造性能的梁钢，以便受损之后能够及时进行修复。

1.试验概况本篇文章主要是通过4个最新研发的新型装配式rcs框架节点来进行低周往复加载实验，通过该实验方式来研究装配式rcs框架节点在地震灾害中的抗震性能以及其节点本身在结构上的受力性能，利用实验数据来作为新型装配式rcs节点来作为实际应用过程中的应用依据。

1.1试件设计及制作试件节点自身主要是由柱体表面壁板、水平加劲肋以及加劲腹板这三者来组合而成的钢板桶，并且在钢桶的内部注入混凝土，无需在其中再添加箍筋，最后利用事先预埋的高强度螺丝来与钢梁相连接。

该试件的钢桶以及钢梁都是在加工工厂事先加工完成，再将成品直接运送到施工现场进行施工。

为了能够在一定程度上降低节点强度，以便能够更为便捷的观测节点区域内的混凝土开裂现象，通常都是使用条带板以及柱面壁板来焊接而成。

钢板焊接的方式都是采用气体保护焊的方式进行钢桶焊接工作，其焊接缝隙的质量必须要达到二级。

在进行试件制作的过程中，通常都是使用的预制钢筋混凝土柱体来进行制作，在柱体之上配装上钢梁，最后使其形成一个完整的试件。

1.2试验加载与量测内容在试验的过程中，所采用的装置是专门研制的框架节点抗震性能试验装置。

混凝土框架节点抗震性能研究综述

验，９７年Ｈａｓｎ和Ｃｎｅ发表了这次试验结果，１６ｎｏｏｎｒ这次试验后力。随着弯矩的增加，框架节点核心区混凝土产生较宽的裂缝乃来成为节点研究的标准文献。两位学者认为框架节点的抗剪强至破碎剥落，粘结力逐渐丧失，筋产生滑移。梁筋的屈服逐渐钢

１框架节点抗震性能研究进展
的计算方法提出了许多设计建议。低。梁纵向钢筋在节点的一侧受压，另一侧受拉，过框架节点通６ｏ年代初，国波兰特水泥协会进行了第一批框架节点试后纵筋应力的这一变化梯度在节点核心区产生了很高的粘结应美
中图分类号：Ｕ３２１Ｔ５．文献标识码：Ａ
框架节点受力复杂，工也较困难，施是建筑结构的关键部位。筋用量，而不进行节点抗剪计算。震害和研究表明，架节点是结构抗震的薄弱环节。这是因为在２框架节点受力机理框地震作用下，框架节点承受很大的水平剪力，往会产生剪切脆往性破坏。另外，在反复荷载的作用下，筋粘结力退化，钢易发生钢筋锚固破坏，从而大大降低节点的强度、刚度和耗能能力。因此，
在水平荷载作用下，框架节点核心区受到斜向压力和与之正自２Ｏ世纪６年代开始，国、０美日本、西兰、国等国都陆交的斜向拉力的协同作用，新中当斜向拉力超过混凝土抗拉强度时，续对框架节点在地震作用下的受力性能进行了深入的研究，重点产生斜裂缝。水平荷载反向作用时，在另一方向产生斜裂缝，会对如何改善节点的构造和延性进行了探讨，并对节点抗剪承载力从而形成交叉斜裂缝，核心区混凝土的承载能力和刚度逐渐降

钢筋混凝土梁的抗震性能试验研究

钢筋混凝土梁的抗震性能试验研究一、研究背景钢筋混凝土结构是现代建筑中最常用的结构形式之一。

在地震等自然灾害中，结构的抗震性能是至关重要的。

因此，对钢筋混凝土结构的抗震性能进行研究，对于提高建筑结构的抗震性能具有重要的意义。

二、研究目的本研究旨在通过试验研究，探讨钢筋混凝土梁的抗震性能，包括其在地震荷载作用下的受力性能、变形性能、破坏机理等方面的特点，为钢筋混凝土结构的抗震设计提供理论依据。

三、研究内容1. 试验对象的选择本研究选取了不同截面尺寸的钢筋混凝土梁作为试验对象，其中包括矩形截面和T形截面的梁。

2. 试验方法本研究采用静力加载试验方法，通过在试验室中建立试验台架，将试验对象安装在试验台架上，采用液压缸施加荷载，记录试验对象的受力变形情况，得到试验数据。

3. 参数设置本研究设置了不同的试验参数，包括荷载大小、荷载施加速度、梁的截面尺寸等。

通过对不同参数的设置，研究其对梁的受力变形特性的影响。

4. 试验结果分析通过对试验数据的分析，得出不同截面尺寸、不同荷载情况下梁的受力变形曲线、破坏形态等数据，探讨梁的抗震性能。

四、研究步骤1. 设计试验方案，确定试验对象和试验参数。

2. 搭建试验台架，安装试验对象。

3. 开始试验，记录试验数据。

4. 对试验数据进行处理和分析。

5. 得出试验结果，探讨钢筋混凝土梁的抗震性能。

五、研究结论通过对试验数据的分析，得出以下结论：1. 钢筋混凝土梁的抗震性能与其截面尺寸有关，截面越大，抗震性能越好。

2. 在相同荷载下，T形截面梁的抗震性能优于矩形截面梁。

3. 钢筋混凝土梁在受到地震荷载作用时，会出现明显的裂缝，但其抗震性能仍然能够保持一定的稳定性。

综上所述，钢筋混凝土梁的抗震性能是与其截面尺寸、形状等因素密切相关的，通过对这些因素的研究，可以为钢筋混凝土结构的抗震设计提供理论依据。

钢框架结构整体抗震性能试验研究

四川建筑　第卷5期　1钢框架结构整体抗震性能试验研究刘彩玲,王泽军(西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055) 【摘　要】　拟动力试验方法最早是由日本学者于1971年提出的,它综合了拟静力试验、振动台试验和时程反应数值分析的特点,以实际模拟结构的非线性行为。

文中通过对一刚性连接钢框架1/3比例模型的拟动力试验和地震反应分析,研究此类结构在地震作用下的整体动力响应;另外根据实测结果建立了一个预测钢框架结构在地震作用下弹塑性性能的理论分析模型,理论计算和试验结果基本吻合;试验结果和计算分析均表明钢框架结构具有良好的抗震性能。

【关键词】　钢框架;　拟动力试验;　数值模拟【中图分类号】　T U317+11 【文献标识码】　A 随着科学技术和经济建设的发展,钢结构在现代建筑结构中的地位越来越重要。

由于钢材强度高,材质均匀,延性好,以及工业化生产程度高,施工速度快等一系列优点,因而当建筑物层数较多且高度较大时,钢结构是一种经济有效的结构形式。

钢结构于20世纪初在美国已被广泛运用,而我国由于技术和经济的原因,钢结构应用较少;但在20世纪80年代前,已有一些厂房、车间采用钢结构,80年代中期自“深圳发展中心大厦”建成后,高层钢结构建筑得到飞速发展,现已居世界前列。

一般认为钢框架是一种抗震性能很好的结构,可是在美国Northridg e 和日本K obe 地震[1]中有一百多幢钢结构框架发生了不同程度的破坏,引起了全世界结构工程专家的广泛关注。

美国、日本、加拿大、韩国等国家的研究人员对钢结构框架(主要是梁柱连接节点)进行了大量的实验研究和理论分析,但对钢框架的整体抗震性能缺乏研究。

因此,对钢框架整体性能的研究具有十分重要的意义和工程应用价值。

笔者对一榀单层钢框架结构1/3比例模型进行了一维拟动力试验研究,同时为了更深入地分析该体系的破坏机理并将理论计算结果和试验结果进行比较,建立了钢框架的计算模型,分析了其弹塑性地震响应,表明钢框架结构具有良好的抗震性能。

钢-混凝土组合结构抗震性能研究综述

钢—混凝土组合结构抗震性能研究综述摘要：通过对钢-混凝土组合框架结构体系的简要介绍以及其抗震性能的研究，提出一些加强钢—混凝土组合结构抗震性能的建议。

关键词：组合结构，框架结构，抗震性能Abstract: By introducing the steel concrete composite frame structural and discussing its behavior of anti-seismic, then giving some advises about improving the behavior of anti-seismic of the steel concrete composite structural.Key words: composite structral , frame structural, anti-seismic0. 引言随着我国经济的快速发展，各种新的结构形式不断涌现。

其中钢-混凝土组合结构越来越受到大家的重视，由于组合结构具有许多突出的优点，高层建筑与大型桥梁等建构筑物在我国各地大量兴建，各种型式组合结构逐渐被广泛应用。

组合结构已经和钢结构、木结构、钢筋混凝土结构、砌体结构并称五大结构。

组合结构主要包括压型钢板与混凝土组合板、组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。

在国外，钢—混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后，当时的欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁，工程师们采用了大量的钢—混凝土组合结构，加快了重建的速度，完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。

1968 年日本十胜冲地震以后，发现采用钢—混凝土组合结构修建的房屋，其抗震性能良好，于是钢—混凝土组合结构在日本的高层与超高层中得到迅速发展。

60 年代以后世界上许多国家（包括英、美、日、苏、法、德）根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。

1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会（CES、欧洲钢结构协会（ECCS、国际预应力联合会（FIP）和国际桥梁及结构工程协会（IABSE组成的组合结构委员会，多次组织了国际性的组合结构学术讨论会，并于1981 年正式颁布了《组合结构》规范。

不同构造条件下钢筋混凝土框架柱抗震性能试验研究

ｉｆｕｅｅｆｃｏｎｓｉｍｉｐａｓｒｎｌｎｃａｔｒｉｅｓｃａｐｒｉｅ．
Ｋｅｙｗｏｄｓ：ｅｎｏｃｄｃｎｒｔｏｕｍｎ；ｓａｅｏｔｒｐ；ｓｉｍｉｒｏｍａｃｒｒｉｆｒｅｏｃｅｅｃｌｐｃｆｓｉｕｒｅｓｃｐｅｆｒｎｅＥ．ａｌｂｓｍｉ：ｘｈ＠ｓｎｅｍｉａ．ｏ
［文章编号］１０ —４２２１）３０７ — ０２８１（０２０－６００６
不同构造条件下钢筋混凝土框架柱抗震性能试验研究
白雪霜，亚勇，国莹（建筑科学研究院，王戴中国北京１０）０１０３
１引言
构造分别满足抗震鉴定标准中Ａ类框架结构和Ｂ类框架结构要求。混凝土和钢筋的材料性能如表１和表２所示，型框架柱截面尺寸为４０× ０，原０４０缩
［提要］为研究不同构造条件下钢筋混凝土框架柱的抗震性能，文结合现行抗震鉴定标准构造了３类钢筋混凝土框架柱本
进行低周反复加载试验。其中Ａ０类框架柱构造满足非抗震设计要求，Ａ类、Ｂ类框架柱构造分别满足《筑抗震鉴定标准》建（Ｂ０２ — ０）Ａ类框架结构和Ｂ类框架结构要求。试验结果表明，同的构造措施会发生不同的破坏形态，避免发生剪Ｇ５０３２９中０不为切斜拉破坏应限制ＡＯ类和Ａ类构件的轴压比，实测的延性系数对比关系可供抗震鉴定选取体系影响系数时作为参考。［键词］钢筋混凝土柱；筋间距；震性能关箍抗［图分类号］Ｔ３５３中Ｕ７．［献标识码］Ａ文

装配式钢筋混凝土柱-钢梁框架节点抗震性能试验研究

梁端约０．８倍梁高范围内沿翼缘方向布置１＃辅导杆引伸仪．量测翼１．１试件设计及制作试件节点自身主要是由柱体表面壁板、水平加劲肋以及加劲腹板缘的伸长和缩短量，并按式（１）求得量测区段的截面平均曲率。这三者来组合而成的钢板桶．并且在钢桶的内部注入混凝土。无需在Ｗ＝（ＡＳＩ＋ＡＳ２１ｈａ（１）其中再添加箍筋．最后利用事先预埋的高强度螺丝来与钢梁相连接。式中：ＡＳ１、ＡＳ２分别为翼缘量测区段内引伸仪的变化量：ｈ为梁端该试件的钢桶以及钢梁都是在加工工厂事先加工完成，再将成品直接ａ为量测区段的长度．取２００ｍｍ。运送到施工现场进行施工。为了能够在一定程度上降低节点强度．以上下测点的距离；以试件ＲＣＳＪ１为例，在翼缘屈服前。钢梁以弹性变形为主。曲率随便能够更为便捷的观测节点区域内的混凝土开裂现象．通常都是使用／５０循环后，随着翼缘屈服范围逐条带板以及柱面壁板来焊接而成钢板焊接的方式都是采用气体保护弯矩呈线性增长。在进人位移角１塑性铰区曲率明显增大，梁端塑性变形充分发展．Ｍ一滞回焊的方式进行钢桶焊接工作，其焊接缝隙的质量必须要达到二级。在渐扩大，呈明显的梭形．梁端塑性铰区表现出较强的耗能能力进行试件制作的过程中．通常都是使用的预制钢筋混凝土柱体来进行曲线趋于饱满，在位移角１／３５循环下。塑性铰区平均曲率达到最大值０．０５ｍｄ．ｍ－ｉ制作．在柱体之上配装上钢梁，最后使其形成一个完整的试件。３．２连接变形１．２试验加载与量测内容钢梁端板通过柱面壁板上预埋的高强螺栓与ＲＣ柱连接为分析在试验的过程中．所采用的装置是专门研制的框架节点抗震性能ＣＳ节点构造的连接性能．定义连接转角０ｒ为：试验装置主要是利用柱端来施加水平荷载的方式来对Ｐ — Ａ效应所新型Ｒ产生的具体影响。在对柱体进行水平荷载力施加之前．必须要先在柱Ｏｒ＝－￣ｄ（ｈｂ — ｔｂＯ【２）式中：ｈｈ为钢梁截面高／Ｊ￣；ｔｂｆ为钢梁翼缘厚度：８ｒ为柱面壁板与体的顶部施加竖向的荷载力．其施加力量的时间以及大小必须要达到连接的初始预先设定的数值．并且进行实验的过程中．还需要ＭＴＳ的电液伺服加钢梁端板在梁受拉翼缘中心处的相对位移。在加载初期，Ｍ — ｏｒ曲线呈线性上升．这是由于对高强螺栓施加的预紧力载系统来进行水平往复荷载力的施加工作。加载制度必须要使用荷刚度较大，而加载初期钢梁受拉翼缘传来的载一位移的双向控制手段．把推力视作加载的正向力量．而拉力着作为使钢梁端板与柱面壁板产生挤压力．负向的反方力量。在实验试件屈服之前。要使用荷载力控制手段．在试拉应力不大，梁端连接转角很小。钢梁进入屈服阶段后．随着梁端弯矩在加载过程中螺栓连接处产生一定的滑移或错动．且螺栓连件承受的荷载力为０．６Ｐｙ、０．ＳＰｙ、１．０Ｐｙ时都要分别进行一次往复循环的增大，的步骤，在这其中，Ｐｙ主要是作为能够预估试件屈服荷载的数值。在接杆与板件间的承压接触引发应力集中，导致连接刚度呈现一定的非在梁端达到受弯承载力时．连接转角不超过０．Ｏ０４ｒａｄ可见对钢梁翼缘所产生的应变值以及试件所自身的荷载一位移曲线来判定线性特征。ＣＳ节点连接构造连接性能良好，能可靠地传递梁端弯矩。试件曲线在荷载力之下的屈服点。在试件荷载屈服之后，使用位移的这种新型Ｒ方式来进行控制。主要是在位移角的１／５０、１／３５、１／２５这几个幅度之下４．结论循环至少３次以上如何试件在荷载力量之下其荷载的能力已经下降综上所述，在进行装配式钢筋混凝土柱一钢梁框架节点抗震性能到了正常荷载力的８０％以下．或者其滞回环出现了不稳定的现象．就测试的过程中．对每个测试数据都进行严格记录．利用科学严苛的测立即终止荷载试验试态度来对测试结果进行核算．从而真正得出具有科学性的测试结采用ＩＭＰ数据采集系统同步采集位移计、引伸仪及应变片的数果。这不仅仅是对工程材料使用安全性的负责。也是对建筑工程发展据．主要量测内容有： ①采用位移计量测柱顶水平位移和柱底可能存有着促进意义的事。 ● 在的滑移； ②采用导杆引伸仪量测钢梁塑性铰区的弯曲变形、节点区的剪切变形及梁端连接变形。 ③采用电阻应变片量测梁端塑性铰区翼