节点域刚度对装配整体式混凝土框架结构抗震性能的影响研究

装配整体式混凝土框架结构是目前国内外研究和应用最多的工业化结构体系之一,其梁柱连接节点域的刚度对框架结构整体抗震性能有重要影响。为此,研究了装配整体式混凝土框架结构节点域刚度的数值模拟方法,开展了四种节点域刚度下装配式混凝土框架结构的弹塑性时程分析;在此基础上详细考察了四种节点域刚度下整体结构的振动特性、动力响应、耗能性能和构件性能状态等。分析结果表明:装配整体式混凝土框架结构抗震计算时应考虑节点刚域的影响。不考虑节点刚域将对屈服机制和性能水平等整体弹塑性性能有较大影响,从而为进一步研究装配式混凝土框架结构的整体性能分析提供参考。     

节点域刚度对装配整体式混凝土框架结构抗震性能的影响

装配整体式混凝土框架结构是目前国内外研究和应用最多的工业化结构体系之一,其梁柱连接节点域的刚度对框架结构整体抗震性能有重要影响。为此,研究了装配整体式混凝土框架结构节点域刚度的数值模拟方法,开展了四种节点域刚度下装配式混凝土框架结构的弹塑性时程分析;在此基础上详细考察了四种节点域刚度下整体结构的振动特性、动力响应、耗能性能和构件性能状态等。分析结果表明:装配整体式混凝土框架结构抗震计算时应考虑节点刚域的影响。不考虑节点刚域将对屈服机制和性能水平等整体弹塑性性能有较大影响,从而为进一步研究装配式混凝土框架结构的整体性能分析提供参考。     

装配整体式空间钢网格盒式结构住宅平面不规则楼板的研究

当楼板平面不规则的时候楼板的性能便不满足刚性楼板假定。通过装配整体式盒式结构与普通框架结构的对比探讨楼板局部不连续的一般力学特性,并且得出装配整体式空间钢网格盒式结构不同于一般结构的特点。针对楼板凹槽与楼板开洞处可能出现的应力集中现象应采取适当的加强措施,通过一个盒式结构算例的静力推覆计算,探讨了罕遇地震下的盒式结构的抗震性能。     

装配整体式剪力墙节点抗震性能试验及仿真分析

由于装配整体式结构节点与现浇混凝土结构节点相比具有整体性差、约束弱等特点,其抗震性能随着服役期龄期的增加而退化的状况相较于现浇混凝土结构节点更加明显。该文通过装配整体式剪力墙结构节点缩尺试件的动力加载试验获得其恢复力曲线模型,并采用ANSYS有限元软件进行仿真分析,研究不同龄期及不同动力加载频率对连接节点抗震性能的影响。结果表明:随着服役期龄期的增加,装配式剪力墙节点的峰值荷载、刚度、延性系数及耗能能力等抗震性能参数均有一定程度的下降;装配式剪力墙节点抗震性能参数下降速率大于现浇剪力墙节点下降速率;随着动力加载频率的增加,装配式剪力墙节点的峰值荷载、刚度、延性系数有一定程度的下降,但耗能能力有所提高。     

预制混凝土梁柱节点试验及框架受力性能分析

提出了一种预制装配式混凝土梁柱节点采用I字型钢连接的节点方式,并进行了该节点在低周反复荷载作用下的试验.针对型钢连接的特征,提出了一种简化的等效十字连接方式用以模拟该节点.结合试验结果以及二维空间撒点,进行了简化节点的等效混凝土弹性模量以及钢筋屈服强度等关键参数的识别,从而可通过数值分析获得预制装配式节点的滞回曲线.根据预制装配式节点的连接方式形成框架结构,同时根据梁柱的配筋形成了现浇框架结构,采用Pushover分析了2种框架的承载力和刚度.利用简化的节点数值模拟滞回曲线进行了预制装配式框架结构在地震动作用下结构整体的受力非线性全过程分析.试验结果表明,该连接方式滞回环较饱满,节点抗震性能良好;数值分析结果表明采用型钢连接节点的预制装配式框架结构与同样梁柱配筋的现浇结构相比承载力和刚度有所提高,此装配式框架结构可满足我国抗震规范对于框架结构在弹性以及弹塑性阶段侧移限值的要求.     

格构拱结构动力响应评估的改进模态推覆分析法

静力推覆分析方法广泛应用于多高层结构在水平地震作用下的抗震性能评估,但将此方法直接应用于竖向地震作用下结构水平和竖向变形耦合显著的大跨度格构拱结构时,计算精度较差.引入结构静力稳定分析的特征刚度参数,提出了一种改进的模态推覆分析(IMPA)方法,通过第一阶段的模态推覆分析建立基于特征刚度的等效单自由度(ESDOF)体系;将各阶ESDOF的动力时程按振型组合进行第二阶段推覆分析,推导出推覆荷载公式;通过两阶段的推覆分析求解结构整体的动力响应.采用IMPA方法对某大跨度格构拱结构分别在硬土和软土场地若干条竖向地震波激励下的动力响应进行分析,与时程分析方法进行对比,计算结果表明:节点竖向位移和单元最不利应力的变化趋势基本一致,平均误差分别为10.5%和33.2%,计算耗时仅约为时程分析法的25%;随着竖向振型截取阶数的增加,IMPA方法的计算精度也相应提高.     

采用装配式滑支板式楼梯的RC框架结构抗震性能

基于ABAQUS对楼梯建立有限元模型,通过与试验楼梯的对比验证数值模型的适用性;用该基础模型分别对采用现浇抗式板式楼梯和装配式滑动支撑板式楼梯的钢筋混凝土(RC)高层框架结构模型进行时程分析,从位移响应、塑性损伤发展及地震响应的角度研究各方式对结构抗震性能的影响,比较了多高层结构滑支楼梯的抗震性能。结果表明:带现浇抗式连接楼梯的框架结构位移响应大,扭转效应加剧,应力更加集中,地震作用增大,结构损伤严重,更易发生受拉及受压破坏;带装配式滑动支座楼梯的框架结构位移较小,应力分布较均匀,构件损伤较小,能作为安全通道在震后得以保留,在位移响应、应力损伤及地震响应多方面的效果均优于带现浇抗式连接的框架结构;带滑动支座的高层相较于多层在整体应力、塑性发展、损伤范围及程度上均更严重,滑动效果表现更好。     

一种装配整体式混凝土剪力墙的抗震性能试验

为提高装配整体式混凝土剪力墙水平接缝连接的安全性及施工便捷性,提出一种配有X型斜筋的新型水平后浇接缝的连接方法.设计3片预制剪力墙试件进行拟静力试验,研究后浇接缝高度的不同对预制试件抗震性能的影响规律,并与现浇试件进行对比.结果表明:预制试件的破坏形态与现浇试件相似,承载力略低于现浇试件.试件PC-1具有较好的变形能力和延性,能够满足抗震要求,试件PC-2和试件PC-3变形能力和延性低于现浇试件.墙体底部后浇接缝高度对抗震性能有一定的影响,装配整体式混凝土剪力墙水平接缝采用合理的连接方法,可以获得和现浇墙体基本相当的抗震性能.     

轻型复合结构抗震性能分析(Ⅰ)——墙板开裂过程及裂缝发展规律分析

轻型复合结构是近年来研制和开发的一种轻型、节能、抗震、经济、适于多层及中高层的全新结构。作为轻型复合结构抗震性能分析的第一部分，旨在指导该结构的抗震设计。对该结构1／2模型进行了拟动力和拟静力试验研究，并对该模型进行了空间有限元弹塑性地震反应分析。对模型的墙板开裂过程及裂缝发展规律的试验结果进行了分析并与理论分析结果进行了比较。分析和比较表明，理论分析结果与试验结果吻合较好，空间有限元弹塑性地震反应分析可用于该结构的抗震设计；该结构的抗震承载力很高，可在设防烈度为8度地区使用且有足够的强度储备；复合墙板的两侧复合层以及复合墙和边框都能够很好地共同工作；装配式复合墙板应改销键连接为装配整体式连接。     

混凝土结构多尺度建模界面连接方法

分别采用变形协调方法和力的平衡方法建立了混凝土单柱的多尺度模型,分析了混凝土柱在静力荷载下的内力分布特征及动力荷载下的变形性能,并对多尺度模型界面连接方式的合理性进行了分析.在此基础上,以某三层钢筋混凝土框架结构为例,分别建立了结构的实体模型、梁模型和力平衡界面连接下的多尺度模型;计算了多尺度模型的低周往复性能,并与试验结果进行对比,以验证力平衡界面连接方式在多尺度建模中的有效性.结果表明:在静力荷载作用下,运用力平衡方法处理界面连接较变形协调方法更符合实际受力情况;在动力荷载作用下,2种界面连接方式都是可行的.采用多尺度模型进行整体结构建模,既能可靠地实现结构整体受力行为的模拟,还能反映结构关键部位的受力性能,计算效率显著提高.     

不同连接构造的装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

试验研究了2种不同连接构造的装配式混凝土剪力墙抗震性能,第一种为钢筋浆锚搭接干式连接节点,第二种则在第一种基础上进行构造变化,边缘构件局部现浇,墙肢中部仍然采用钢筋浆锚搭接连接,形成干、湿混合连接节点.分别制作1片干式连接节点、1片混合连接节点足尺试件进行低周反复荷载加载试验,并与同条件现浇试件进行对比.试验结果表明,在承载力、刚度、位移延性及耗能能力等方面,2种装配式试件均与现浇试件相当,其抗震能力可认为与现浇等同.同时,混合连接节点试件虽在耗能方面稍优于干式连接节点试件,但优势并不明显,且考虑到其施工工艺复杂,现浇混凝土浇筑质量较难得到保障,易对节点抗震性能产生明显不良影响,故不建议采用.     

轴压比对灌浆波纹管连接预制拼装桥墩抗震性能的影响

根据实际工程制作4个缩尺比为1∶5的桥墩构件,包括1个整体现浇桥墩和3个灌浆波纹管连接预制拼装桥墩.通过拟静力试验和OpenSEES软件,研究双向加载下轴压比对灌浆波纹管连接预制拼装桥墩抗震性能的影响.结果表明,灌浆波纹管连接预制拼装桥墩破坏模式与整体现浇墩较为接近,桥墩破坏集中于接缝附近.随着轴压比的增加,灌浆波纹管连接预制拼装桥墩极限变形能力降低,承载能力和耗能能力有所提升,而轴压比对残余位移几乎没有影响.     

一种新型装配式框架边节点抗震性能试验研究

为研究预制梁、预制柱之间连接的抗震性能，设计了一种新型装配整体式钢筋混凝土框架边节点，并完成了1个整浇RC试件和2个纵筋搭接长度不同的装配式PC试件的低周反复载荷试验。研究了其破坏过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、强度退化及耗能能力等内容。结果表明：装配式试件与整浇试件具有相似的破坏过程，破坏模式为梁端塑性铰区弯曲破坏，节点核心区处于弹性状态，节点整体性能良好，承载能力、初始刚度和耗能能力与整浇试件相当。基于“钢筋直锚短搭接”高效连接技术的装配式框架边节点连接可靠、施工方便、质量可控，具有较好的工程应用价值。     

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究

预制装配式混凝土结构的节点连接方式是目前解决该技术推广的重点问题.提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,即把钢筋混凝土框架结构分解成柱预制构件和梁预制构件两个部分,只在构件连接区和梁柱核心区设置钢骨,钢骨在混凝土构件中不连续,连接区为无筋钢骨混凝土.开展了3个预制装配式部分钢骨混凝土框架中节点试件的低周往复试验,并与两个相同工况的钢筋混凝土框架中节点试件进行了对比.对2种形式5个试件的破坏规律、滞回曲线、承载能力、刚度退化及延性进行了分析,发现预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力是相同配筋的钢筋混凝土试件的3倍,承载力及刚度退化缓慢,延性和耗能能力较好,说明装配式连接节点的设计可靠、抗震性能好,符合强节点、弱构件的抗震设计理念,可用于预制装配式混凝土框架结构的现场装配施工.     

预制板楼面产生顺板裂缝的原因分析与防治措施

对于装配式钢筋混凝土楼盖，楼面采用预制楼板，在楼面和天棚上，顺楼板拼缝方向往往容易出现有规则的顺板裂缝．这些有规则顺板裂缝的存在，破坏了结构的整体性，降低了结构的承栽力和抗震性能．本文针对这一质量问题进行了较为全面、系统的分析，并提出了相应的防治措施。     

螺栓连接预制装配剪力墙抗震性能试验

为了进一步提高装配剪力墙施工效率和结构整体性,提出一种螺栓连接全装配剪力墙及两端边缘构件现浇的半预制装配剪力墙。分别制作了采用螺栓通长连接的全装配一字RC剪力墙、部分采用螺栓连接的半装配剪力墙与现浇剪力墙,进行了低周往复加载拟静力试验,研究并揭示了新型预制剪力墙的工作机理,比较了三类剪力墙性能特点与抗震性能指标的差异。研究结果表明,全装配墙和半装配墙拥有良好的抗震性能,耗能能力全装配墙强于半装配墙强于现浇墙。由于连接钢框的强化作用,全装配墙和半装配墙的延性指标和刚度退化指标略优于对应现浇结构。两端边缘构件现浇可以有效限制加载后期全装配剪力墙连接钢框间的水平侧向滑移,但对竖向滑移的限制效果有限。这一切表明提出的全/半预制装配剪力墙都具有较好的整体性和抗震性能,半装配剪力墙各方面性能更接近现浇,性价比更高。     

T形柱边框架节点套筒灌浆连接抗震分析

对预制柱连接进行优化,套筒灌浆用于角纵筋连接,其余纵筋绑扎搭接,设计并制作了一个T形柱边框架梁柱节点试件。采用试验和有限元计算,研究梁柱节点在水平地震作用下破坏过程、承载力与变形、延性、刚度与耗能能力,并对轴压比参数进行计算分析。结果表明：优化后梁柱节点呈梁端受弯破坏,节点和预制柱固端未出现明显裂缝;荷载位移骨架曲线表现出较好的塑性变形能力,延性系数接近5;滞回环面积饱满,累积耗能约15 kJ,等效黏滞系数在0.04~0.24之间;随轴压比增加,节点受压损伤区域扩大,延性明显降低。后浇整体式T形柱边框架节点整体性良好,抗震性能较强,弹簧单元用于竖向预制后浇界面黏结作用的简化,数值计算结果与试验表征相符。     

新型装配整体式预应力楼盖的整体性能研究与有限元分析

基于新型预制预应力空心楼板实验研究,在新型楼盖中采用新型的板板连接和梁板节点。并用有限元分析软件ANSYS计算的结果与实验结果的进行对比,分析得出了新浇筑的混凝土与老混凝土界面的抗拉强度对结构受力性能的影响较小,新型预应力楼盖在竖向荷载作用下具有较好整体工作性能的结论;然后对一个预制空心楼板的装配整体式楼盖模型进行侧向加载,分析计算了其平面内刚度,同时进行有限元模拟分析这种新型楼盖结构的整体性能、宏观破坏模式,得出新型装配式楼盖具有替代整体现浇楼板或普通预制板 后浇面层楼盖的可行性和可靠性。     

单节段装配式桥墩抗震性能试验研究

与传统整体现浇桥墩相比,装配式桥墩具有工期短、环境影响小、施工质量高等优点.装配式钢筋混凝土桥墩的抗震性能是其设计时需要考虑的关键问题之一.试验设计了一组现浇式及两组装配式桥墩试件,采用拟静力试验方法从破坏形式、水平承载力、位移延性与累积耗能等方面研究其抗震性能.试验结果表明:与整体现浇式桥墩相比,装配式桥墩的水平承载力与前者接近,位移延性与累积耗能能力稍差,残余位移偏大;钢套筒连接装配式桥墩的位移延性与累积耗能能力优于金属波纹管连接装配式桥墩.