内置型钢剪力架板柱节点抗冲切性能研究

为了研究型钢剪力架在板柱节点抗冲切性能中的作用,采用ABAQUS有限元软件对75组配置型钢剪力架的方钢管中柱节点进行非线性有限元分析;结果表明:型钢剪力架可以有效提高板柱节点抗冲切承载力,根据计算结果对型钢剪力架长度给出建议值,对型钢剪力架的选取给出建议,并在《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)抗冲切公式的基础上,通过数据拟合得到型钢剪力架板柱节点抗冲切计算公式,与有限元计算结果拟合良好,对实际工程应用提供了理论依据。     

型钢混凝土板柱节点抗冲切性能试验研究

为研究型钢混凝土板柱节点的抗冲切性能,考虑型钢布钢形式、板纵筋配筋率、混凝土强度、板厚及型钢含钢率等参数变化,设计制作了12个1/5缩尺试件.通过竖向单调加载试验,研究试件的破坏过程及破坏模式,分析荷载-挠度曲线、极限抗冲切承载力、延性系数及耗能能力.结果表明,型钢混凝土板柱节点具有明显的延性破坏特征,其极限抗冲切承载力、延性性能及耗能能力普遍优于钢筋混凝土试件.并且随着型钢布置数量、板纵筋配钢率、混凝土强度、板厚及型钢含钢率的增加,节点的抗冲切承载力均能得到一定程度的提升.此外,借鉴现有规范推导出了型钢混凝土板柱节点的极限抗冲切承载力计算公式,计算值与试验值吻合良好.     

空心板柱结构中柱节点受冲切承载力试验研究

为了研究板厚、肋宽、配筋率对空心板冲切性能的影响,对9个空心板柱节点试件进行了抗冲切试验,得到不同条件下空心板柱结构节点的开裂荷载、极限荷载、板底位移以及钢筋和混凝土的应变数据.采用数据对比和理论分析的方法,研究不同板厚、孔径、肋宽和配筋率对冲切承载力的影响.试验结果表明:空心板柱结构节点的冲切破坏形式为脆性破坏;初始裂缝发生在顺管向加载柱板底外边缘和板底边之间;顺管向和垂直管向的冲切角度分别为50°～60°和30°～45°,即顺管向的冲切角大于垂直管向的冲切角;增大肋宽、板厚和板底配筋率可以提高节点的抗冲切承载力.     

板柱节点设计的人机交互程序的开发与应用

板柱体系中板柱节点的抗冲切设计是极其重要的环节.研究认为:配置抗冲切元件是一种有效的方法.然而,在常用的设计程序中对于配置抗冲切元件的板柱节点的设计程序几乎空白.研究已归纳出节点的设计方法,并编写出具有良好界面的板柱节点计算程序,可直接计算出板柱节点的截面抗冲切能力及是否需要配置和如何配置抗冲切元件,能有效提高板柱设计的效率及设计质量.     

无粘结预应力混凝土平板-T形柱节点冲切性能试验研究

针对平板-异形柱节点冲切试验很少以及现行规范没有明确规定的情况,进行了5个无粘结预应力混凝土平板-T形柱节点试件和1个钢筋混凝土平板-T形柱节点试件的冲切性能对比试验.阐述了无粘结预应力混凝土平板-T形柱节点的冲切受力性能和破坏特征,研究了无粘结预应力钢筋应力变化特点以及抗冲切箍筋、板暗梁面筋的应力变化特点,并将其受力性能与具有相同板厚和相同板面平均配筋率的钢筋混凝土平板-T形柱节点进行了对比,探讨了施加预压应力对平板-异形柱节点冲切受力性能的影响.试验结果表明,与相应的钢筋混凝土平板-T形柱节点试件相比,施加一定预压应力的试件具有相当的延性和较好的抗冲切受力性能;增加预压应力可提高节点的冲切承载力.最后采用ACI 318 - 02, Eurocode 2和GB 50010 - 2002所推荐的计算公式对上述节点的冲切承载力进行了验算,提出规范公式均适用于计算平板-异形柱节点冲切承载力的设计建议.     

不同配筋形式四边简支中厚板抗冲切性能分析

为研究不同配筋形式钢筋混凝土简支中厚板的抗冲切性能,采用ABAQUS有限元软件,建立了钢筋混凝土简支中厚板抗冲切性能的非线性有限元模型,在非线性有限元模型验证的基础上,分别对配置抗冲切箍筋、空间钢构架、抗冲切锚栓以及型钢剪力架的钢筋混凝土中厚板的冲切性能进行了比较分析,并分析了空间钢构架缀条截面面积和间距、设置斜缀条等参数对钢筋混凝土中厚板抗冲切性能的影响。分析结果表明:抗冲切箍筋、空间钢构架、抗冲切锚栓以及型钢剪力架等配筋形式均能够有效提高钢筋混凝土中厚板的抗冲切承载力,配置空间钢构架对钢筋混凝土中厚板抗冲切承载力提高程度最为显著。空间钢构架对钢筋混凝土中厚板抗冲切承载力的影响因素可以用空间钢构架混凝土的综合影响系数λs来综合表示。随着综合影响系数λs增大,试件的抗冲切极限承载力近似呈线性的增大。这些结论可以为空间钢构架在钢筋混凝土中厚板中的应用提供技术依据。     

竖向荷载作用下无粘结预应力砼平板-T形柱节点的试验研究

进行了6个足尺平板-T形柱节点试件的冲切性能试验．阐述了平板-T形柱节点的冲切受力性能和破坏特征,分析了无粘结预应力钢筋的应力变化特点以及板暗梁面筋和抗冲切箍筋的应变发展特点,对比了试件的极限承载力．试验结果表明,施加一定预压应力的试件具有较好的抗冲切受力性能,增加预压应力和平板厚度可提高节点的冲切承载力．     

竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下板柱节点的设计

在试验研究和理论分析的基础上,给出了普通板柱节点和配置抗冲切钢筋板柱节点的受冲切承载力计算公式,同时给出了板柱节点在竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下等效竖向荷载设计值的计算方法,简化了复杂受力条件下板柱节点的设计．试验研究表明,抗冲切锚栓是有效的抗冲切钢筋类型,不但能提高板柱节点的受冲切承载力,而且能改善板柱节点的延性．抗冲切锚栓的布置方式包括正交布置和径向布置,且抗冲切锚栓应在柱周边区域均匀分布．本文给出了板柱节点抗冲切的设计步骤和方法,并给出抗冲切锚栓的设计方法和构造措施．同时给出了板柱节点配置抗冲切锚栓的算例,验证了抗冲切锚栓的设计方法,可用于板柱节点的工程实践．     

采用空间拉压杆模式对同时传递剪力和不平衡弯矩板柱中节点的分析

现有的经验方法无法准确计算同时传递竖向剪力和不平衡弯矩的钢筋混凝土板柱中节点的极限承载力．本文采用空间拉压杆原理将节点简化为由一系列钢筋拉杆及混凝土压杆组成的结构体系．以受拉钢筋和抗冲切元件屈服为标志，推导出了4种极限状态下中柱节点的极限承载力表达式，以此计算结果为基础可以作出相应的节点极限承载力折线图．与较多实验结果的对比证明该方法计算简便，结果合理，适用于工程设计．     

新型钢管混凝土板柱结构中柱节点抗震性能试验研究

对5个新型钢管混凝土板柱结构中柱节点的模型试件进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析并评价了不同配筋方式对其破坏形态、滞回特征及延性等抗震性能的影响.试验结果表明：新型钢管混凝土板柱节点在低周反复荷载作用下具有良好的受力性能,其构造方式能够满足＂强柱弱板＂的抗震设计原则;在柱上板带配置抗冲切箍筋能有效提高节点的抗震性能;无论是否配有抗冲切箍筋,弯曲破坏时节点的塑性变形能力和抗震性能均优于发生冲切破坏的节点.     

钢筋混凝土十字形柱-板柱连接冲切性能试验研究

进行了6个十字形柱-板柱连接(其中3个未配置、3个配置了抗冲切锚栓或箍筋)和2个对比方柱-板柱连接的冲切试验,研究了异形柱-板柱连接的冲切受力特性,同时将锚栓和箍筋的抗冲切性能进行了对比.试验结果表明,与方柱-板柱连接试件相比,在柱截面积相同的情况下,异形柱-板柱连接试件具有较高的抗冲切承载力.抗冲切钢筋可以有效地提高板的冲切承载力和延性.在改善延性方面,锚栓比箍筋更有效.另外,将国外几个主要规范ACI318、BS8110及MC90关于非矩形荷载面冲切临界截面周长的规定进行了比较,从试验结果看,规范ACI318的取法更合理.     

基于压缩薄膜效应对无梁楼盖中钢筋混凝土板柱节点极限冲切承载力的计算方法

从过去的试验数据和数值模拟分析可以看出,无梁楼盖在板柱节点处的破坏形态通常表现为冲切破坏。基于其破坏形式的分析,该结构类型的冲切承载力可分为弯切承载力和剪切承载力。承载力的类型取决于结构的混凝土强度和配筋率。计算无梁楼盖在板柱节点处的承载力的常规方法是采用单独的板柱节点,但由于压缩薄膜效应的存在,实际的承载力比常规方法计算的值要大。为了准确计算该处的极限冲切承载力,本文建立了基于压缩薄膜效应的计算模型。通过与多组试验模型对比发现,该模型的计算结果与试验结果吻合良好,可供结构设计使用。     

后张无粘结PC平板-T形柱节点的试验研究

进行了6个足尺PC（预应力混凝土）平板-T形柱节点试件在竖直荷载作用下的冲切性能试验．其中,5个试件的平板中配有无粘结预应力筋,1个对比试件的平板中配普通钢筋．通过试验阐述了节点试件的破坏特征．结果表明：所有试件都产生弯曲冲切复合破坏特征;当接近极限荷载时,预应力筋的应力有较大幅度的增加,但未达到其极限强度;在保持一定的延性的条件下,平板中的预压应力可提高节点的冲切承载力和刚度．文中还根据试验结果给出了临界截面的形状和节点弯曲破坏的位置,最后采用美国ACI规范和我国规范所推荐的计算公式对上述节点的冲切承载力进行了验算．     

装配式混凝土框架顶层端节点抗震性能试验

进行了5个配置500 MPa级纵筋框架顶层端节点试件的低周反复加载试验,研究了采用两种新型构造的装配整体式混凝土框架顶层端节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和位移延性等抗震性能及承载力,并提出了柱端无上伸节点的斜截面受弯承载力计算方法.结果表明:装配式试件均发生了梁端受弯破坏,且集中在梁端结合面较小范围内,但梁水平叠合面未见开裂;装配式试件的滞回曲线相对现浇试件更为饱满,其位移延性和耗能能力均优于现浇试件;装配式试件的位移延性系数为2.54～3.66,极限位移角为1/29～1/26,且柱端无上伸试件的延性略优于柱端上伸试件;装配式试件的极限承载力比现浇试件平均约低10%,但其极限承载力计算值与试验值之比平均为0.62～0.71,仍具有较高的安全储备.     

配置抗冲切钢筋的混凝土板柱连接的强度和性能试验研究

本文通过配置和不配置抗冲切钢筋的混凝土板柱连接对比试验,表明配置抗冲切钢筋的板既能提高冲切强度,又能改善板柱连接的延性.本文描述了配置抗冲切钢筋板的破坏形态和特征,讨论了不同配箍率等因素对冲切强度的影响,并提出了这类构件的冲切强度计算方法.用本文提出的方法进行计算,其结果与国内外报导的试验结果相比误差极微.     

新型钢管混凝土斜柱转换节点的轴压性能分析

本研究提出了一种新型的钢管混凝土斜柱转换结构节点。该节点由核心混凝土、纵横向钢板、外包钢和内置型钢组成。对1个几何比例为1:6的试件进行单调加载试验,并通过数值模拟研究节点区的破坏模式,对节点区钢板的厚度变化进行参数分析。试验研究结果表明,试件的破坏发生于斜柱,可满足"强节点、弱构件"的设计理念。数值模拟结果进一步揭示了节点区的传力机理,计算结果表明,节点区的破坏模式为钢材基本达到屈服、节点区底部混凝土达到极限压应变;节点区极限承载力和屈服荷载分别为斜柱破坏计算模型的2.10倍和1.19倍;起传递轴向内力和约束节点区混凝土作用的外包钢板的厚度变化对计算模型节点区的极限承载力影响最大。     

钢筋混凝土板柱节点弯冲界限破坏的分析

通过对钢筋混凝土板柱节点在集中荷载作用下发生弯曲破坏及冲切破坏承载力的塑性分析，推导出板柱节点发生弯冲界限破坏时的配筋率ρｂ．提出了控制板柱节点配筋率ρ使其小于界配筋率ρｂ，来避免发生冲切破坏．理论计算及预测破坏结果与试验结果相比较，符合良好     

铝合金板式节点受弯承载力试验研究

从理论上提出了铝合金板式节点在面外弯矩作用下的抗弯承载力计算公式.进行了4个铝合金板式节点试件试验,其中3个试件只承受面外弯矩,一个试件同时承受面外弯矩和剪力,得到了板式节点的受力性能,归纳了板式节点在面外弯矩作用下和弯剪联合作用下的破坏模式主要为:杆件受弯破坏、节点板块状拉剪破坏和节点板的屈曲破坏.通过试验数据分析,得出了反应撬力对其极限承载力影响的折减系数k1的取值范围,并验证了承载力计算公式的准确性.针对4个板式节点试件的试验,采用ABAQUS有限元软件建立了有限元数值分析模型,分析了其极限承载力,补充和完善了试验研究.     

钢骨高强砼框架边节点抗剪承载力有限元分析

利用ANSYS软件,对5个不同参数下的钢骨高强混凝土柱,钢筋高强混凝土梁框架边节点进行了在低周期反复载荷作用下的模拟计算,确定了各个试件的节点承载力。根据达到极限状态时节点的平衡方程,求出节点核心区总剪力,进而对其在低周期反复载荷作用下的承载力进行了分析。经过节点核心区总剪力计算值与节点核心区承载力实验值的比较,发现二者吻合较好。为节点承载力的计算提供了理论基础。     

利用ADINA的CSRC柱轴压性能数值模拟

通过6个核心型钢混凝土CSRC柱试件的轴压性能试验,并利用高级结构非线性及流固耦合计算系统(ADINA)进行10个试件的有限元数值模拟试验,研究不同配箍特征和配钢率对混凝土柱轴心抗压承载力及轴向变形性能的影响.试验结果表明,混凝土轴压柱试件配置的配钢率分别为1.63%,2.88%,4.02%,核心型钢的极限承载力可分别提高11.9%,26.8%,40.7%,极限变形可分别提高32.3%,52.0%,75.8%.增加试件体积配箍率可有效提高试件的轴向变形能力,并改变试件的脆性剪切破坏形态为整体压溃.采用不同的混凝土本构建立有限元模型,对比分析表明,计算结果与试验结果吻合较好.