装配式钢结构梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能研究

为深入研究装配式梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能,采用理论分析方法推导了组合螺栓连接节点的初始转动刚度计算公式,对7个节点试件建立了ANSYS有限元模型进行单向静力加载数值模拟分析.研究了内套筒厚度、端板厚度、加强肋板、制作误差等对节点力学性能的影响.研究结果表明,节点刚度随内套筒厚度增加而增大,增加内套筒厚度是提高节点刚度的有效手段,但内套筒厚度过大不够经济,建议实际工程中,内套筒厚度大于柱壁厚度2,mm;内套筒与柱壁安装间隙过大会显著降低节点刚度,应尽可能减小制作误差,将内套筒与柱壁安装总间隙控制在4,mm之内;端板厚度对节点初始转动刚度影响不明显;节点初始转动刚度理论计算公式与有限元数值计算结果取得了较好的一致性.本文研究内容可为装配式钢结构梁柱连接节点的理论分析和工程应用提供参考.     

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.     

基于可更换耗能连接的装配式混凝土梁柱节点力学性能试验研究

为提高结构的震后修复效率和修复后工作性能,提出一种带有可更换耗能连接的装配式混凝土框架梁柱节点构造.将可更换耗能连接作为梁端抗弯部件和阻尼器,销轴体系作为梁端抗剪部件,进行节点试件的拟静力试验,分析其力学特性、抗震能力和修复后性能?结果表明,试件在加载过程中表现出稳定的耗能能力和高延性性能,塑性变形集中在耗能连接的核心钢板内,卸载后混凝土裂缝均可闭合.发生较大转角位移时,试件可保持稳定的承载能力,其失效模式为核心钢板中部的疲劳断裂.更换核心钢板后试件的弹性刚度、滞回性能和延性等与初始工况一致,混凝土部件仍保持弹性,表明节点的震后修复性能良好.所提出的节点构造可应用于高烈度区域,使结构在强震后快速恢复承载能力和使用功能.     

钢筋环扣连接的叠合梁柱节点力学性能研究

提出一种叠合梁柱节点的钢筋环扣连接技术,对4个试件进行低周往复加载试验,研究节点的滞回性能,耗能能力、刚度退化等力学性能。试验结果表明：钢筋环扣连接节点在低周往复荷载作用下的承载力和刚度退化方面优于现浇与弯锚节点。在此基础上,采用ABAQUS对不同弯折高度的钢筋环扣连接节点进行单调加载计算分析,参数分析结果表明：增加钢筋环扣的弯折高度会降低节点的抗弯刚度,但在节点受拉钢筋屈服后,其承载力下降较缓。     

新型单面螺栓梁柱外伸端板连接节点受力性能试验研究

为研究新型自紧高强单面螺栓SHSOB连接节点的受力性能,并与传统M20扭剪型高强螺栓连接节点进行对比,设计制作了3个方矩形钢管柱与H形钢梁的外伸式端板连接节点试件,包括2个SHSOB螺栓连接节点和1个M20螺栓连接节点,对各节点试件开展了静力加载试验.揭示了节点的受力性能与破坏模式,考察了新型SHSOB螺栓连接节点的转动刚度、承载力和螺栓群受力分布模式.结果表明,SHSOB螺栓连接节点的初始转动刚度低于M20螺栓连接节点,节点转角大于0.03 rad,满足美国规范FEMA-350对节点延性的要求.随着荷载的增加,端板受拉区应力先增大后趋于稳定.SHSOB螺栓连接节点属于半刚性节点,螺栓群受力分布模式与传统的高强螺栓相似,中和轴位于螺栓群形心附近,具有较好的工程适用性.     

型钢连接节点装配式混凝土梁力学性能研究

目的提出一种新型型钢节点连接方法,研究该节点对装配式混凝土梁力学性能的影响.方法设计制作4根试验梁,完成试验梁两点加载试验,分析型钢连接节点位置对试验梁承载力、挠度、钢筋及混凝土应力变化的影响;在试验基础上,利用ABAQUS软件建立了型钢连接节点装配式混凝土梁有限元模型,并验证了模型的准确性.结果型钢连接节点装配式混凝土梁的承载力随着节点连接部位距支座距离的增加而逐渐降低,当型钢连接位置距梁端距离超过310 mm时,承载力降低约10%;试验梁达到极限承载力时,纵筋和型钢均未屈服,且纵筋应变随着型钢连接位置距支座距离的增加而减小.结论型钢节点连接装配式梁的受弯、受剪性能良好;工程设计中,型钢连接位置距梁端距离不宜超过310 mm,即l_c/h0.89.     

胶合木双肢柱框架结构螺栓连接节点力学性能试验研究

为了研究胶合木双肢柱螺栓连接节点的力学性能,设计一种胶合木双肢柱框架节点,对12个节点试件进行单调加载(8个试件)和低周反复加载(4个试件)试验,探讨螺栓直径、螺栓数量及梁端外包钢板加强等因素对框架节点的破坏形式、承载力和耗能能力的影响.研究结果表明:随着螺栓直径增大,节点由延性破坏转变为脆性破坏,承载力提高,刚度增大...     

装配式混凝土梁柱节点U型钢筋环扣连接性能研究

为研究装配式混凝土梁柱节点U型钢筋环扣连接的力学性能,进行了4个装配式连接节点和2个现浇节点的单调加载和拟静力试验,观察其破坏现象,研究其滞回性能、承载力、变形能力及混凝土和钢筋的应力应变发展过程。结果表明:所设计的装配式节点钢筋U型环扣核心区混凝土和U型钢筋均实现了预期的破坏形态;2组装配式节点的极限承载力试验值与相应的现浇节点的极限承载力的比值分别为0.80和1.03;装配与现浇节点的初始刚度基本相同,混凝土开裂后,装配与现浇节点的刚度比值分别为0.76和0.85;而装配式节点相对于现浇节点的延性系数比值则达到约2.4倍,延性和耗能性能远高于现浇节点。     

鱼尾板连接装配式组合剪力墙力学性能分析

装配式建筑在国家政策的大力支持下逐渐兴起,钢板混凝土组合剪力墙结构作为一种高效的抗侧力结构体系与装配式建筑的结合成为土木工程领域研究的热点.结合钢板混凝土组合剪力墙的自身特点,本文提出了一种基于内填钢板预留鱼尾板进行连接的装配式节点连接方式,并分别对采用鱼尾板咬合、鱼尾板对接的组合剪力墙承载性能进行非线性有限元分析.结...     

新型方钢管柱内套筒装配连接力学性能

针对方钢管柱内套筒装配式节点存在的问题,提出一种新型方钢管柱内套筒装配连接形式,将柱拼接位置上移至梁柱节点核心区上方,为梁柱节点高强螺栓安装提供了空间,同时保证了节点域的连续性.改变内套筒厚度、内套筒长度、对拉螺栓间距及端板厚度等构造参数建立一系列有限元模型,采用ANSYS非线性计算对该新型连接的滞回性能、耗能能力等进...     

装配式混凝土柱连接节点力学性能研究及有限元分析

目的 研究装配式混凝土钢筋套筒灌浆连接柱在轴心压力下的力学性能.方法 对2根装配式混凝土柱(1根套筒灌浆连接节点形式试验柱,1根套筒灌浆+对拉钢板的连接节点形式试验柱)进行轴心受压试验,通过静载试验获得各试件受压极限承载力、材料的应力变化等试验数据;在试验基础上,对装配式混凝土柱的节点进行改进,通过ABAQUS有限元软...     

高强螺栓连接装配式框架抗震性能试验研究

提出一种在梁端附近预埋钢件以高强螺栓连接的装配式框架形式,制作相应的缩尺模型及同尺寸的现浇式模型,对二者开展低周往复加载对比试验.结果表明：采用高强螺栓连接节点装配式框架比普通现浇式框架延性系数提高约6.57%,能量耗散系数及等效粘滞阻尼系数分别提高约22.95%和20.00%,初始刚度提高约5.08%,但在开裂后装配式框架刚度退化较快,达到峰值荷载后,二者刚度退化曲线趋缓,最终二者残余刚度趋向相同.说明高强螺栓连接的装配式框架具有较好的整体性及抗震性能,可用于抗震区装配式结构的设计.     

梁柱角钢连接节点的滞回性能试验研究

通过对角钢连接在循环荷载作用下节点滞回性能的试验研究，分析了顶底角钢连接以及带双腹板顶底角钢连接这两种连接类型的刚度、承载能力和延性特征并讨论了两种连接类型的差别．从试验中可以得出，腹板角钢对连接的承载力有明显改善，在计算连接抗弯承载力时应考虑腹板连接的影响．     

装配式混凝土梁柱节点试验及受力性能分析

针对装配式混凝土框架节点的连接方式,进行了现浇节点、型钢连接节点、套筒连接节点以及改进的型钢连接节点在低周反复荷载作用下的力学性能试验.考虑节点域的剪切变形实现了梁柱节点域的剪应力与剪应变关系的数值模拟,提出了一种简化的装配式梁柱节点的数值模拟方法,根据试验结果进行装配式节点核心区等效的混凝土弹性模量和钢筋的屈服强度等参数的识别,从而获得不同连接方式梁柱节点的水平荷载和变形的关系曲线.试验结果表明:改进的型钢连接节点的滞回环更加饱满,极限承载力和耗能能力也是最优的.     

装配式方钢管柱桁架梁连接节点试验研究

为研究装配式方钢管柱桁架梁连接节点的力学性能,对两个足尺的试件分别进行了单调加载与往复加载试验,并对不同加载方式下的梁柱节点的力学性能进行对比,深入分析了该节点的破坏模态、承载力、延性等指标。结果表明两种加载方式下的节点破坏都始于腹杆,终于弦杆撕裂。可得出单调加载下的梁柱连接节点延性大于滞回加载下的延性,往复加载下的梁柱连接节点更容易进入屈服,且进入屈服后刚度退化较快的结论。在加载过程中节点域并未发生破坏,满足"强节点,弱构件"的抗震设计原则。     

高温下螺栓球节点螺栓连接抗拉性能试验研究

为研究高温下空间结构螺栓球节点受力性能,更好地预测螺栓球节点在火灾高温下的承载能力,进行了高温下螺栓球节点螺栓连接抗拉性能试验,研究了不同温度对螺栓球节点抗拉极限承载力的影响．结果表明：拧入深度为1.1倍螺栓直径时,节点破坏形式为螺栓拉断破坏;高温下螺栓球节点抗拉极限承载力在400℃前并没有明显降低,500℃时极限承载力已经降低至常温承载力的50%,温度升温至700℃时极限承载力几乎完全丧失;在不同温度下,试件表面现象不同,当温度达到300℃时,螺栓球表面开始变黄,螺栓并未发生改变,随着温度升高,螺栓球表面逐渐呈现黑色,700℃情况下,螺栓球表面完全被烧红,螺栓球表面和螺栓表面螺纹开始逐渐起皮脱落．根据所测得的试验结果,对不同温度下试件极限承载力折减系数进行回归拟合,提出了高温下螺栓球节点螺栓抗拉承载力计算方法．     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验和恢复力模型研究

目的 研究由螺栓连接的装配式混凝土梁柱节点的抗震性能,基于试验结果提出一种针对此类节点的恢复力模型骨架曲线,为此类节点的工程实践提供试验依据,也为此类节点的弹塑性反应分析提供参考.方法 对两个由8.8级和5.6级不同等级螺栓连接的装配式混凝土梁柱节点进行拟静力试验,以不同螺栓等级为变化参数,研究分析两节点的破坏模式、滞...     

局部后张预应力装配式混凝土框架梁柱节点抗震试验研究

为进一步提高装配式混凝土框架的现场装配效率,提出了一种新型干湿混合式局部后张预应力装配式混凝土框架节点.在施工阶段,采用梁端局部后张预应力的干式连接形成无楼板的可承力框架结构,从而实现逐跨和立体交叉装配施工.在使用阶段,通过预制梁和预制板顶部后浇混凝土面层的湿式连接,形成干湿混合式连接的有楼板装配整体式框架结构.开展了4个预制和1个现浇足尺试件的低周反复荷载试验,对新型节点及可能影响节点性能的相关构造包括弧形预应力筋类型、预应力筋和叠合层纵筋的黏结方式、叠合层纵筋预留孔道内灌浆料类型进行了研究分析.试验结果表明:新型节点为梁端塑性铰破坏,满足强柱弱梁的设计原则;试验强度与理论值相符,具有较好的安全储备;与现浇节点相比,其极限变形能力较强,延性相当,因钢筋滑移的影响耗能较弱.