预制钢管混凝土核心区-梁端耗能装配式框架节点滞回试验

装配式结构中预制框架梁与框架柱连接的可靠性尤为重要,是研究的热点。笔者提出一种预制装配式框架连接节点,该节点核心区采用预制钢管约束钢纤维自密实混凝土的形式,预制混凝土梁外伸钢筋与贯穿预制节点核心区的钢组件焊接连接、然后在梁端局部现浇钢纤维自密实混凝土实现预制混凝土梁与预制核心区的连接。为验证其可靠性,设计了1个装配式框架节点和1个对比的现浇框架节点进行滞回性能试验研究,对比分析了2种节点在延性、强度和刚度退化、耗能能力、梁端塑性铰区域弯矩-曲率等方面的差异。试验结果表明：所设计的2个试件均发生梁端塑性铰破坏,但贯穿装配式节点核心区的钢组件、外包钢管及柱钢筋均未屈服、核心区外包钢管也未发鼓曲;此外,该装配式框架节点的延性、耗能能力、承载力等指标均略高于现浇框架节点,说明该装配式框架节点能达到等同现浇的水平。     

基于ABAQUS的预制装配式框架结构新型梁柱节点研究

针对预制装配式框架结构,提出一种新型梁柱节点连接方式。采用非线性有限元分析软件ABAQUS建立现浇与新型梁柱节点对比模型,混凝土采用塑性损伤模型、钢筋采用双折线模型,通过混合位移加载方式模拟节点在低周反复荷载作用下的抗震性能。结果表明:新型梁柱节点与现浇节点具有相似耗能能力、破坏机理和破坏形态,且新型梁柱节点承载能力明显优于现浇节点。因此新型梁柱节点的抗震性能更优,可应用到预制装配式框架结构中。     

预制结构钢纤维高强混凝土节点抗剪能力及其计算方法

现浇整体式混凝土节点J1、预制结构装配整体式普通混凝土节点J2和不同体积含量的钢纤维混凝土节点J3、J4在低周反复荷载作用下的足尺寸模型对比试验结果表明，核心区采用钢纤维混凝土可以提高节点的抗裂能力和受剪能力。在试验结果和计算分析的基础上，对已有钢纤维混凝土节点抗剪公式提出建议，给出了预制结构钢纤维混凝土节点的抗剪强度实用公式，为工程设计和相关研究提供依据和参考。     

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.     

新型预制装配框架混凝土梁柱节点抗震性能研究

采用足尺模型对比试验方法,对现浇混凝土梁柱组合件、4个新型预制混凝土装配整体式框架结构梁柱节点进行低周反复荷载试验,研究新型预制装配框架节点的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、耗能能力等抗震性能指标.试验结果表明:通过在节点核心区设置附加钢筋,可以实现梁端塑性铰的外移.装配框架节点的滞回曲线较丰满,在加载前期等效黏滞阻尼系数较现浇节点小,但是在加载到极限荷载时,装配节点的等效黏滞阻尼系数与现浇节点基本相当乃至超过现浇节点,说明新型节点具有较好的耗能能力,能够满足抗震规范要求的"强柱弱梁,强节点弱构件"的要求.     

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.     

框架节点区加固技术的应用与发展

依据国内外大量的现浇框架结构节点震害和加固试验结果分析,简要介绍了钢筋混凝土现浇框架结构节点区受力特点、破坏机理和设计准则等,重点阐述现浇框架节点区加固技术.最后从保证框架整体结构的安全可靠、经济合理和便于施工等方面提出几点建议,作为节点区设计、施工的依据.     

二层二跨预制装配式和现浇混凝土框架消能减震框架结构抗震性能对比

为研究现浇和预制装配式混凝土扇形铅黏弹性阻尼减震框架抗震性能的差异性,对二层二跨预制装配式和现浇混凝土框架扇形铅黏弹性阻尼减震框架结构进行了低周反复加载试验,对比研究了两者的破坏模式、滞回耗能性能、承载能力、位移延性、强度退化、刚度退化等.结果表明:扇形铅黏弹性阻尼器在预制和现浇试验模型发挥的作用各有不同;预制构件节点位移较大,在后期阻尼器能减缓和控制节点核心区裂缝开展,保护节点;究现浇和预制装配式混凝土减震框架滞回曲线饱满,节点塑性变形能力强,刚度和强度退化曲线也较为平缓,提高节点抗震能力.     

预制装配式框架结构梁柱节点力学性能试验研究

相比钢筋混凝土结构,钢骨混凝土结构因承载力较高和延性较好等诸多优点而应用广泛.以往的研究多数集中于整体式钢骨混凝土框架节点,有关采用钢板对焊拼接形式的预制装配式钢骨混凝土框架节点的研究相对较少.基于以上考虑,设计了两个预制装配式钢骨混凝土框架节点组合体和一个钢筋混凝土框架节点组合体,进行了柱向轴力恒定的拟静力加载试验.对节点组合体的破坏形态、延性、承载力退化、刚度退化和耗能能力作了详细论述.结果表明,轴压比对预制装配式钢骨混凝土框架节点的破坏形态无本质影响;相对钢筋混凝土框架节点,预制装配式钢骨混凝土框架节点具有较高的承载力和较好的延性;预制装配式钢骨混凝土框架节点的塑性变形能力强,具有较好的耗能能力;随轴压比的增大,预制装配式钢骨混凝土框架节点组合体的刚度退化和承载力退化速度提高,延性系数和耗能能力减小;梁连接区和节点核心区的应变随轴压比的增大而减小;框架梁连接区和节点核心区的钢骨和钢筋均未屈服,钢板对焊拼接的连接方式可行.     

预制装配式结构节点连接方式的研究现状

预制装配式结构是实现建筑工业化的一种重要方式,以其施工速度快,经济效益高等优点得到了飞速发展。本文介绍了国内外预制装配式结构节点研究现状,总结了预制装配式结构连接方式的分类,介绍了预制框架结构连接方式,预制剪力墙结构连接方式,探讨了预制装配式节点值得研究的问题和未来发展方向。     

装配式预制混凝土结构在日本的应用

装配式预制混凝土结构具有构件加工精度高、混凝土浇筑质量好、施工速度快、建筑物使用寿命长、节省大量模板材料及省略支模工序等主要优点,在欧美及日本等发达国家得到了广泛的应用与推广.其中,各种预制件间的连接抗震设计是保证结构整体抗震性能的关键所在.介绍了日本在该结构体系上的实际应用情况及主要连接抗震设计的基本内容,为该结构体系在我国的推广应用提供一定的参考资料.     

中国装配式混凝土结构研究态势的知识图谱分析——基于1992—2019年文献计量数据

发展装配式混凝土结构是建造方式的重大变革,也是实现建筑产业现代化的有效途径.为系统地把握中国装配式混凝土结构的研究态势,通过共词分析、共现分析、聚类分析、学术共同体分析及共被引文献分析等科学的文献计量分析方法,定性与定量相结合地研究了中国装配式混凝土结构领域的研究热点、知识基础及演化路径,并绘制知识图谱.结果表明:中国的装配式混凝土结构研究成果呈现持续稳定的快速增长趋势;现有的研究成果主要围绕结构性能的理论与试验研究等五个方面进行;研究成果中基础理论研究占主导地位;研究的历程与行业政策之间关联密切.可见随着产业转型升级的不断推进,装配式混凝土结构的研究与应用将进一步实现规模化的发展.研究结论及建议可为装配式混凝土结构的未来研究提供更加清晰的参考方向.     

预制式水泥混凝土路面研究现状及发展趋势

水泥混凝土路面具有强度高,耐久性好的特点,适用于高寒高海拔等特殊地区,但其施工时受现场气温和施工工艺影响较大且养生时间长.预制式水泥混凝土路面具有工厂化生产、施工便捷等优点,可适用于对特殊地区路面病害进行快速修复,也可用于解决传统水泥混凝土路面施工的相关问题.主要阐述了预制式水泥混凝土路面的研究和应用现状,分别从设计和施工两个角度对4种应用形式:混凝土预制块、预制板块拼接修复、连续装配式水泥混凝土路面、预应力装配式水泥混凝土路面进行分析总结,系统归纳了现有预制式路面的结构和工艺特点,最后对现有技术进行评价与展望.     

组合式钢框架内填预制RC墙结构静力性能有限元分析

钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙结构是新型混合式结构,由钢框架与内填墙组成双重防线,具有良好的抗侧力能力,同时预制构配件和预制装配建筑有利于推动住宅产业化发展.考虑大尺寸内填预制RC墙运输和安装困难的情况,提出竖向和横向组合式钢框架内填RC墙结构,采用ABAQUS建立有限元模型进行结构受力分析.通过分析荷载位移曲线,构件应力分布和变形情况,研究结构破坏特点和受力性能.结果表明,全螺栓结构因其合理的传力路径,有良好的承载力和延性;竖向组合式具有较好的初始刚度和整体承载力,与全螺栓连接预制RC墙有近似的受力性能,便于运输和安装;而横向组合式由于上下板缺乏有效传力路径,初始刚度和最终承载力都明显低于全螺栓和竖向组合式,不利于实际工程应用.     

基于多尺度模型的装配整体式混凝土框架结构抗震性能分析

装配工艺的要求和连接接缝的引用使装配式混凝土结构的数值模拟分析面临新的挑战，计算效率与模拟精度之间的矛盾变得更加突出。基于通用有限元软件ABAQUS，采用多尺度建模，模拟分析了装配整体式混凝土框架结构的抗震性能。首先，基于装配整体式混凝土梁柱子结构的试验数据，验证了多尺度单元界面连接方法的正确性。然后，对装配整体式混凝土框架结构的多尺度模型进行了静力推覆分析和动力弹塑性时程分析，并与现浇混凝土框架结构的地震响应和损伤情况进行比较。结果表明，多尺度建模能有效提高计算精度并降低计算成本，很好地模拟装配整体式混凝土框架结构的破坏特征和整体结构的抗震性能；与现浇结构相比，装配整体式框架结构在单向静力推覆作用下抗侧刚度更小、延性更好，在7度罕遇地震作用下抗震性能相近，顶层最大位移增大了3.8%；多尺度建模方法可用于装配式混凝土结构分析。     

高层混合结构筒体厚度优化设计

为获得高层混合结构中外框架与混凝土筒体之间合理的刚度分配,利用结构优化的方法对筒体厚度进行主动选择,以筒体体积为目标函数,引入结构变形、剪重比、刚重比、框架楼层剪力、柱轴压比、底层墙肢轴压比、构件承载力、构造要求等约束限制条件.通过建立混合结构整体空间有限元模型.采用振型分解反应谱CQC法进行地震响应分析,提出了整体反映混合结构动力性能的优化数学模型.利用ANSYS作为优化工具,使用APDL语言编写优化文件.结合具体的高层混合结构实例,通过不同初始值求解来检验优化模型的可行性及优化算法的收敛性.优化后结构的内力减小,框架承担的内力比例增加,结构性能得以改善.     

预制再生混凝土框架模型模拟地震振动台试验

选用不同地震波,通过模拟地震振动台对首例1/4缩尺再生粗骨料取代率为100%的预制再生混凝土框架模型进行了3种地震波输入试验.通过白噪声扫描得到了该模型结构的自振频率、结构振型、阻尼比等动力特性,研究了加速度、楼层剪力、位移动力反应,记录了结构在试验中的开裂等现象.试验分析表明,随着地震动峰值强度的增加,模型呈现自振频率下降、阻尼比增大、加速度放大系数逐渐降低、楼层剪力逐渐增大的趋势;在弹塑性阶段后期,后浇节点刚度退化迅速,层间位移明显增大.采用层间位移作为评估标准,对预制再生混凝土框架的抗震能力进行了评价,表明预制再生混凝土框架抗震性能良好,但应采取必要措施加强梁柱节点的耗能能力.     

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.     

外挂混凝土墙板对钢框架结构自振周期的影响

外挂混凝土墙板是装配式钢结构建筑、甚至普通钢框架结构建筑的主要围护墙体材料,对结构自振周期的影响不容忽视.在对各国规范中钢框架结构基本自振周期计算方法进行归纳的基础上,基于已有的一栋带蒸压轻质加气混凝土墙板足尺钢框架结构模型试验数据和一栋带预制装配式混凝土墙板钢框架教学楼实测数据,分析了相关规范计算方法的适用性.结果表明,考虑墙体的经验公式对带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期的估计较为准确.基于40栋带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期实测数据,提出了带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期经验公式.公式以结构高度为自变量,基本自振周期为结构高度的幂函数,公式计算结果离散度较小,与实测结果吻合较好,可供设计人员参考.