框架节点反复荷载下的受力性能研究

进行了 4个框架节点的低周反复荷载试验 .通过节点核心区体积配箍率、箍筋间距、混凝土强度等参数的变化 ,对试件的开裂、通裂荷载、刚度、延性、抗震性能等方面作了对比分析 .对常用的节点开裂荷载计算公式进行了考虑核心区箍筋影响的修正 .在参考规范承载力公式基础上提出与fc,fbv有关的节点极限承载力计算公式     

钢骨高强混凝土框架节点拟动力试验研究

通过5个低周期反复荷载下钢骨高强混凝土柱与钢筋高强混凝土梁框架边节点试验,分析了节点核心区水平剪力的分配情况,讨论了节点核心区水平剪力的计算方法,研究了节点核心区中高强混凝土、钢骨腹板及箍筋在各个受力阶段的抗剪受力情况·研究表明,节点核心区钢骨的存在并不能提高节点的抗裂承载力,却能大大增加节点的抗剪承载力,同时在节点荷载 位移曲线上没有明显的拐点;节点核心区抗剪强度由核心区混凝土、钢骨和箍筋三部分提供,且高强混凝土是节点抗剪能力的主要承担者·     

活性粉末混凝土(RPC)梁柱节点抗震性能非线性有限元分析

为了研究活性粉末混凝土(RPC)梁柱节点的抗震性能,本文运用有限元软件ABAQUS,对22个RPC梁柱节点进行分析,得到各节点的滞回曲线和骨架曲线,研究柱端轴压比、节点核芯区箍筋配筋率和梁、柱纵筋配筋率对RPC梁柱节点的滞回特性、延性、承载力等抗震性能的影响规律.研究发现,RPC梁柱节点与高强混凝土梁柱节点受力变化规律基本一致.随着轴压比的增加,RPC梁柱节点延性显著下降,当轴压比低于0.6时,构件极限承载力随轴压比增加而增加,当轴压比高于0.6时,构件极限承载力开始呈现下降趋势;随着节点核芯箍筋配筋率的增加,延缓了构件强度与刚度的退化,并使构件的延性、极限承载力有所提升,当节点核芯配箍率低于1.01%时,构件的承载能力和塑形变形能力较差;随着梁、柱纵筋配筋率的增加,构件极限承载力及延性有所提升.     

反复荷载作用下钢筋再生混凝土框架边节点的破坏机理

为研究反复荷载作用下钢筋再生混凝土框架边节点的破坏机理,以再生粗骨料取代率为研究变量,设计4个框架边节点试件进行拟静力实验.观察节点区域的裂缝发展形态,获取节点混凝土应变、箍筋应变、梁柱纵筋应变随加载位移的变化曲线,并分析再生粗骨料取代率变化对试件破坏形态的影响规律.结果表明:节点剪力主要由混凝土斜压杆机构承担,通裂后则由钢筋构成的桁架机构和斜压杆机构共同承担;节点箍筋明显早于梁纵筋和柱纵筋发生屈服,体现节点剪切变形的受力特征;再生粗骨料的存在会加剧试件的裂缝发展、增大钢筋和混凝土的应变,其中以取代率为70%的试件最为严重.     

L形T形柱节点承载力影响因素分析

L形T形柱节点为非对称结构,且核心区混凝土体积较小,钢筋密集,节点处受力情况复杂,作为异形柱结构最薄弱又非常重要的环节目前对此研究较少。通过对13个L形和T形柱节点进行非线性有限元分析,研究了在单调荷载作用下,节点核心区箍筋、混凝土强度等级、梁柱纵筋配筋率、梁柱配箍率对L形、T形节点破坏荷载的影响。计算表明,同样条件下,L形节点的破坏荷载仅有T形节点的60%左右。节点核心区箍筋成为影响异形柱节点破坏荷载大小的最主要因素,节点核心区箍筋的数量、面积、以及箍筋强度等级的提高都可以提高节点的破坏荷载,而节点箍筋的数量起主导作用。提高混凝土的强度等级,增加梁柱纵筋配筋率,增加梁柱的配箍率在一定程度上都可以提高节点的破坏荷载,但对不同类型节点的影响程度不同。     

再生混凝土框架边节点抗震性能试验研究

通过2榀再生混凝土框架边节点试件在低周反复荷载作用下的试验,了解了再生混凝土框架边节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏形态;得到反复荷载作用下节点核心区箍筋和梁端纵筋荷载-应变滞回曲线,以及核心区箍筋应力随荷载变化规律,运用ABAQUS软件建立了节点有限元模型,采用正反向单调加载的方法近似模拟试件的受力状况,2榀试件的混凝土以及钢筋应力数值计算结果与试验实测结果吻合较好,梁端极限荷载计算值与试验值相差在1.3％～10.3％之间.     

梁高不等的混凝土中柱节点抗震性能

通过4个1/3比例变梁中节点试件的拟静力试验,分析了轴压比、配箍率等参数对该类异型节点抗震性能的影响;在试验研究的基础上,结合异型中节点左右梁高不等的特性,提出了等效斜压杆破坏机理。结果表明:异型节点通裂荷载与极限荷载接近,初裂出现在小梁上柱组成的小核心区,最终破坏区域主要发生在大梁下柱组成的大核心区;轴压比变化对异型节点抗震性能的影响不显著,增加核心区配箍率则可以增大节点组合体剪力,减小核心区裂缝间距和宽度,从而改善异型节点的抗震性能。     

核心区和柱混凝土强度不等时节点的性能研究

通过 4个框架节点在低周反复荷载下的试验 ,研究了柱混凝土强度比梁高时核心区和柱混凝土强度不等节点(简称夹心节点 )的受力特性及简单易行的加固措施 ,结果表明 ,夹心节点的开裂荷载、抗剪承载力、刚度、延性、抗震性能等比普通节点差 ,在核心区增加X型钢筋是加强夹心节点的有效方法 .并对通用的节点开裂荷载计算公式进行了考虑核心区箍筋影响的修正 ,在参考规范承载力公式基础上提出与 fc 和 fbv有关的节点极限承载力计算公式 .     

配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土柱性能研究

通过对12根配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土柱分别进行轴心受压试验和偏心受压试验,阐述了主要试验现象及破坏形态,对各试件的承载力、荷载-应变曲线、荷载-位移曲线和荷载-挠度曲线进行了细致分析,结果表明:配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土柱的轴心受压承载力明显低于相同截面尺寸及配筋情况的钢管钢骨再生混凝土柱,说明螺旋箍筋对混凝土的约束作用低于钢管;外围混凝土破坏后,核心区螺旋箍筋芯柱混凝土仍可继续工作,破坏后的混凝土柱仍具有一定的承载能力,在柱核心区配置螺旋箍筋钢筋笼,可提高柱的抗震防倒塌能力;核心区配置螺旋箍筋芯柱可大幅提高柱的偏心受压承载力.     

高轴力下钢筋混凝土异形柱节点受力性能研究

由于异形柱特殊的截面形式,地震作用下,较高轴压比时异形柱节点与普通矩形柱节点相比破坏更为严重。通过钢筋混凝土异形柱边节点和中间节点低周反复荷载试验,分析了高轴力下异形柱边节点和中间节点核心区混凝土裂缝发展及破坏情况,并利用试验数据计算得到节点核心区受剪承载力,最后结合节点核心区箍筋应变变化规律初步探讨了异形柱节点的抗剪机理。研究表明,高轴力下异形柱节点剪力较大,核心区腹板混凝土开裂破坏较严重,成为异形柱结构抗震的一个薄弱环节,限制了异形柱结构楼层高度。     

锈蚀钢筋混凝土框架节点抗震性能

目的找出轴压比和纵筋锈蚀率对钢筋混凝土框架节点抗震性能的影响规律.方法利用有限元分析软件ABAQUS模拟十字形钢筋混凝土梁柱节点.采用径向位移法,模拟钢筋对周围混凝土的锈胀作用,改变轴压比和钢筋锈蚀率,研究节点在低周反复荷载作用下抗震性能.结果相同轴压比下,与无锈蚀试件相比,当锈蚀率达到10%,试件承载力下降达40%,延性下降达20%;相同锈蚀率下,轴压比为0.4时,构件承载力、刚度、延性均有所提高.结论钢筋混凝土框架节点随着纵筋锈蚀率的增大,构件承载力降低,延性退化率逐渐增大.钢筋锈蚀严重影响结构的耐久性能,核心区无箍筋的锈蚀钢筋混凝土框架节点,适当地提高轴压比有利于提高框架节点的抗震性能.     

RC框架变梁变柱中节点抗裂性能试验

为了研究RC框架变梁变柱中节点的抗裂性能,进行了6个变梁变柱中节点试件在低周反复荷载作用下的拟静力试验,分析了节点核心区尺寸、轴压比等因素对异型中节点抗裂性能的影响.研究结果表明:异型节点初裂时斜裂缝主要出现在由小梁和上柱构成的小核心区,小核心区开裂荷载为极限荷载的50%~60%;抗裂性能较常规节点劣化,初裂阶段的剪力基本由小核心区混凝土承担,增大轴压比可以提高异型中节点的抗裂承载能力.提出的变梁变柱中节点抗裂承载力计算公式,可供结构工程设计时参考.     

焊接复合箍筋柱蜂窝梁组合节点的拟静力试验

选取4组8个梁柱节点模型,对焊接复合箍筋柱蜂窝梁组合节点进行拟静力试验研究.分析组合节点在模拟地震作用下的破坏形态及承载力,并探讨其抗震性能.试验观测及分析结果表明,在RCS梁柱节点中,箍筋除了抗剪作用外,对约束混凝土、减少节点剪切变形和增加延性均起重要作用;采用外伸式端板连接的试件,其在柱端低周反复荷载作用下具有较好的延性和耗能能力.通过对比3种节点连接形式发现,钢梁对梁柱节点的转动性能约束越强,则钢筋混凝土柱分配到的水平地震剪力越大,核心区混凝土发生的剪切破坏也越严重.     

超高性能混凝土剪力墙抗剪承载力分析

对超高性能混凝土UHPC(Ultra-High Performance Concrete)剪力墙在单向水平荷载作用下的受力过程进行了非线性有限元分析.重点分析了轴压比、剪跨比、暗柱纵筋配筋率、暗柱箍筋配箍率、分布钢筋配筋率等因素对UHPC剪力墙抗剪承载力的影响.结果表明:UHPC混凝土剪力墙抗剪承载力高,延性较好,值得在工程领域应用.随着轴压比的增大,承载力先增大后减小,延性大幅下降,应该严格控制轴压比;随着剪跨比增大,破坏形态发生变化,承载力减小;随着暗柱纵筋配筋率的增大,承载力增大;暗柱箍筋体积配箍率及分布钢筋的增大对承载力的影响不很明显.     

预制混凝土管组合柱-钢梁节点核心区受力性能分析

建立了预制混凝土管组合柱-钢梁节点在往复荷载作用下受力性能分析的精细化有限元计算模型.根据已完成的6个"弱节点"试验结果,对比分析试验与模拟试件的破坏模式、梁端荷载-位移骨架曲线和特征点荷载,验证了有限元模型的准确性.研究了预制混凝土管组合柱-钢梁节点核心区受力全过程工作机理,并对各关键组件的应力、应变发展规律及其相互作用进行分析.通过有限元模型参数化分析,研究了轴压比、钢套箍厚度、钢套箍延伸高度、预制混凝土管强度及芯部混凝土强度等因素对节点承载力和变形能力的影响.分析结果表明:在梁端往复荷载作用下,钢套箍屈服"拉力带"和核心区混凝土"斜压杆"机构共同抵抗节点剪力;峰值荷载时钢套箍以刚体变形为主,极限荷载时钢套箍腹板大面积屈服;芯部混凝土、钢套箍与预制混凝土管之间界面接触相互作用力分布不均匀;轴压比、钢套箍厚度、预制混凝土管和芯部混凝土强度对节点承载力及变形能力影响较大,增大钢套箍厚度可以显著提高节点承载力及变形能力;钢套箍延伸高度增加可以提高节点变形能力,但对承载力影响不明显.建立了预制混凝土管组合柱-钢梁节点受剪计算模型,理论值与模拟值吻合较好且偏于安全.     

钢纤维增强高强钢筋混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

为研究配置HRB600高强钢筋钢纤维整体增强混凝土梁柱节点的抗震性能和核心区受剪承载力,进行10个梁柱节点的拟静力试验,研究轴压比、剪压比、配箍率、混凝土种类和钢纤维混凝土的增强范围等对配置HRB600钢筋混凝土梁柱节点抗震性能指标的影响.结果表明:钢纤维整体/局部增强的HRB600钢筋混凝土梁柱节点的滞回曲线更饱满,刚度退化速率更慢,耗能更高.钢纤维混凝土能够显著改善试件的破坏形态,减轻节点的累积损伤.采用《建筑抗震设计规范》计算HRB600高强钢筋钢纤维混凝土梁柱节点的受剪承载力时,对于配箍率较低的节点较为保守,对于配箍率较高的节点的计算结果更接近于试验值.美国ACI 352—02规范比中国《建筑抗震设计规范》的受剪承载力计算值的安全储备高.     

CFRP-PE-不锈钢筋混凝土短柱的设计方法研究

进行了17个CFRP-PE-不锈钢筋混凝土短柱和8个对比试件的轴压试验,探究不锈钢种类、箍筋间距、CFRP厚度、PE厚度对该类组合柱的破坏模态、荷载-应变曲线、极限应变、极限承载力、延性的影响规律.试验结果表明：在CFRP和混凝土间设置PE垫层能提高该类组合短柱的延性和变形能力,并降低其承载力;增大CFRP厚度可提高其承载力和极限应变,但试件表现出增大的脆性;减小箍筋间距或增大钢筋强度可显著提高其承载力、峰值应变和延性.建立了有限元模型,有限元分析表明：增大PE厚径比会显著提高该类组合短柱的变形能力和延性,并降低CFRP对其承载力的影响;增大配箍率、不锈钢强度、CFRP抗拉强度、CFRP厚度可提升该类组合短柱的极限应变与承载力;提高混凝土强度会提高该类组合短柱的峰值承载力,但降低其极限应变.最终建议了该类组合短柱的延性设计方法、承载力模型和极限应变模型.     

钢骨高强混凝土框架边节点抗剪承载力分析

根据试验结果和理论分析,确定了钢骨高强混凝土框架边节点抗剪承载力组成中钢骨、高强混凝土、核心区箍筋的具体贡献·确定了在极限状态时的核心区总剪力的计算模型·按照叠加原理认为当达到极限状态时,钢骨、混凝土和核心区箍筋均达到各自的强度设计值,同时考虑了由于高强混凝土的脆性和边节点的约束使得节点强度降低的因素·从而确定了钢骨高强混凝土框架节点承载力的计算公式,通过与试验结果的比较,数据吻合较好·     

钢骨高强混凝土框架边节点抗剪承载力分析

根据试验结果和理论分析，确定了钢骨高强混凝土框架边节点抗剪承载力组成中钢骨、高强混凝土、核心区箍筋的具体贡献,确定了在极限状态时的核心区总剪力的计算模型．按照叠加原理认为当达到极限状态时，钢骨、混凝土和核心区箍筋均达到各自的强度设计值，同时考虑了由于高强混凝土的脆性和边节点的约束使得节点强度降低的因素．从而确定了钢骨高强混凝土框架节点承载力的计算公式，通过与试验结果的比较，数据吻合较好．     

增大柱截面与碳纤维复合节点加固有限元分析

目的模拟不同加固方式对钢筋混凝土框架梁柱节点力学性能的影响,找出合理的加固方案,进而提高结构耐久性.方法以核心区少配箍筋的框架十字型节点为研究对象,采用增大柱截面与碳粘贴碳纤维复合的加固方法来实现对钢筋混凝土框架梁柱节点的加固,利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟.结果增大柱截面加固节点极限承载力平均提高92%,延性平均提高34%,刚度平均提高4%;碳纤维布加固节点,极限承载力平均提高44%,延性平均提高55%,刚度平均提高67%;增大柱截面与碳纤维复合加固节点极限承载力平均提高157%,延性平均提高86%,刚度平均提高79%.结论不同加固方案改变了试件的破坏形态,由脆性破坏变为延性破坏,破坏点均发生在梁端.相比增大柱截面方法加固节点和碳纤维加固节点方法,采用增大柱截面与碳纤维复合加固的方法对试件极限承载力、延性、刚度都提高显著.