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.     

预制混凝土梁端预埋槽钢节点静力性能试验

预制混凝土梁端预埋槽钢节点是一种用于装配式耗能减震结构体系的新型节点.完成了12根两端预埋槽钢的预制混凝土梁静力承载力试验,考虑了槽钢预埋深度、梁端箍筋间距、梁跨中空腔和槽钢偏心等因素对节点承载力的影响.试验得到了槽钢撬出破坏和梁端部混凝土压碎两种破坏模式.试验结果表明,节点承载力随着槽钢预埋深度的增加而增加;梁端部箍筋间距加密能明显提高节点承载力和变形能力;梁跨中设置空腔对的节点承载力和变形能力影响较小;槽钢偏心对梁产生额外的扭矩,降低了节点的承载力和变形能力.建立了数值分析模型,将数值分析结果和试验结果进行了对比,二者吻合良好,验证了数值模型的有效性,为后续研究奠定了基础.     

钢接头连接的装配式混凝土叠合梁-柱节点抗震性能试验

在国内外装配式节点研究的基础上,提出了一种钢接头连接的装配式混凝土叠合梁-柱节点,为研究其抗震性能进行了低周往复加载试验.试验结果表明:新型节点中预制梁的型钢接头和纵筋焊接能有效传递二者间的应力;叠合梁-柱节点具有较好的整体性;节点的塑性铰产生在梁的型钢接头和纵筋焊接部位附近,梁柱节点核心区域破坏较小;新型节点耗能能力较好;装配式节点比现浇节点有更高的承载力,但是延性更低.     

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.     

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。     

单跨3层预压装配式预应力混凝土框架拟动力分析

通过一榀单跨3层预压装配式预应力混凝土框架拟动力试验,文章研究了预压装配式框架的动力性能、变形能力及破坏机制。研究表明,预压装配式预应力结构在地震作用下具有很强的变形恢复能力,框架整体刚度未出现明显退化,最大层间位移角满足中震变形要求。在预应力筋的约束下,塑性铰首先出现在梁端,且节点核心区未见细微裂缝,可实现"强柱弱梁"及"强节点"的设计要求。采用结构通用有限元分析软件MI-DAS/Gen,对试验框架进行动力时程分析,求出其位移反应,并与试验结果进行比较,两者吻合较好。     

无粘结部分预应力混凝土扁梁边节点抗震性能研究

研究设计２个无粘结部分预应力扁梁节点,并进行低周反复加载试验。根据试件的裂缝开展过程,纵筋和箍筋的应变发展,预应力筋应变增长,以及试件的实测Ｐ－Δ曲线,着重研究了无粘结部分预应力扁梁节点梁端和核心区的受力特性以及抗震性能。     

新型叠合柱-混凝土梁边节点的受力性能试验研究

为使钢管混凝土叠合柱-混凝土梁节点能得到广泛应用,提出一种新型钢管混凝土叠合柱-混凝土梁的连接节点,利用设置于叠合柱中钢管外的环筋平衡混凝土框架梁端纵筋的拉力,梁端纵筋以卡扣、弯折等形式与柱中环筋连接.制作6个边节点试件,进行梁受弯单调加载试验,考察节点试件的裂缝发展及分布、变形、破坏形态、承载力以及延性,揭示梁纵筋锚...     

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。     

装配式混凝土框架梁柱节点有限元分析

JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中提出框架顶层边节点的其中一种钢筋构造做法是采用柱纵筋向上伸长,梁纵筋锚固在节点区。为验证该节点做法在梁上部纵筋与柱外侧纵筋搭接连接的传力形式、节点核心区混凝土破坏形式或箍筋受力形态,采用ABAQUS软件分析了装配式混凝土框架梁柱节点的受力形态、弯曲变形和破坏形式,为以后研究装配式混凝土框架梁柱节点性能提供了参考。     

预压装配式预应力混凝土框架梁端延性特征及耗能能力

文章通过一榀一跨三层预压装配式预应力混凝土框架在低周反复荷载作用下的试验研究,探讨了预压装配式预应力混凝土框架梁端的受力性能、滞回曲线、延性特征及耗能能力等抗震性能。试验研究表明,框架梁端组合截面发生弯曲破坏时,梁截面中和轴位置稳定,截面变形符合平截面假定;梁端截面仅依靠预应力筋承受弯矩,截面延性系数在3.64~5.62之间,具有较好的转动能力和延性;在跨中竖向荷载持续作用下,梁端负弯矩产生的曲率恢复滞后,残余变形产生积累效应。     

不同加腋宽度下钢筋混凝土偏心节点的抗震性能

文章介绍通过对五榀偏心距相同、加腋宽度不同的钢筋混凝土框架梁柱偏心节点的试验研究 ,采用梁端沿宽度方向水平加腋来改善偏心节点的抗震性能 ,对不同加腋宽度下的梁柱偏心节点在低周反复荷载下的裂缝发展、受力性能、耗能能力及箍筋和梁筋的应力状态进行分析和比较 ,同时也给出了不同加腋宽度下加腋处斜筋的应力状态 ,并对合理的加腋宽度提出了建议     

宽梁-薄墙肢梁筋直锚节点试验

在宽梁-薄墙肢节点的弹性有限元分析基础上,对近似足尺的2个宽梁-薄墙肢梁筋直锚节点进行了试验,研究了宽梁节点区的受力和变形性能,特别是纵筋的受力、滑移以及节点区的破坏形态.有限元分析和试验表明:宽梁应伸进墙肢一定的长度,以使宽梁截面的弯曲应力沿着梁截面宽度分布均匀,充分发挥宽梁的抗弯能力;位于墙外侧的宽梁上部纵筋锚固环境较差,如果仅仅满足规范规定的锚固长度,不能保证节点的承载力和延性;节点区的宽梁箍筋对于凸出在墙外的宽梁上部纵筋的锚固具有比较重要的作用.如果节点区的宽梁箍筋数量不足,宽梁在节点区将出现较多斜裂缝,使结构的承载力和延性变差.最后还提出了梁筋直锚型节点受力的空间桁架模型.     

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.     

后张无粘结混合装配式框架节点抗震性能试验研究

提出了一种新型的后张无粘结混合装配式预应力混凝土框架(PTHP)节点,为了研究该节点的抗震性能,对3榀PTHP边节点进行了低周往复荷载试验.对构件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化以及残余变形等抗震性能进行了分析.结果表明:除节点区梁端以外,梁上大部分区域均未出现裂缝,柱和牛腿几乎无损伤,节点的破坏呈典型的强柱弱梁特征;截面平均初始压应力越大,带肋角钢初始刚度越大,则节点的承载力越高,但相应的极限位移越小;无粘结的后张预应力筋在加载过程中始终保持弹性,为节点提供了良好的自恢复能力.PTHP节点具有较好的承载力、刚度和耗能能力,与现浇结构相比其变形能力、自恢复能力更好,残余变形更小.     

过焊孔对H型钢柱梁节点受力性能的影响

针对过焊孔对柱梁节点受力性能影响的相关研究较少,通过试验和有限元分析,研究过焊孔对T形柱梁节点各组成部分的力学性能的影响。结果如下：增大节点域的强度,不利于构件的变形性能,但可以提高构件的最大承载力。柱梁节点处过焊孔影响分析模型（analysis model,AM）的梁弯矩荷载分布。在梁柱节点的梁端部位,因过焊孔应力易集中,梁腹板弯矩荷载偏大。在梁端轴向0~80 mm范围内,梁腹板弯矩荷载相对小,其中,梁端轴向接近35 mm处的梁腹板弯矩荷载最小。在梁端轴向0~80 mm范围内,梁翼缘弯矩荷载相对大,这是由于受过焊孔影响引起的梁腹板承载能力递减、过焊孔周围应力易集中及外荷载作用不变等原因导致的;且梁腹板承担的荷载越小,梁端轴向对应处的梁翼缘承担的荷载越大。节点域强度变化与AM模型的梁端腹板承担的剪力荷载呈正相关,节点域强度越小,梁端腹板承担的剪力荷载也越小。     

装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构强柱弱梁设计

为设计满足“强柱弱梁”标准的装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构,以5层装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构为例,设计此结构梁跨度,依次是3 m、5 m、7 m,轴压比依次是0.7、0.8、0.9,极限弯矩比依次是0.9、1.1、1.3.在OpenSees平台上通过Push-over分析方法,绘制多种条件下结构的荷载-顶点位移变化、塑性铰变化,以此分析所设计装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构,是否符合强柱弱梁的设计标准.分析结果显示：梁跨度是3 m、轴压比与极限弯矩比是0.7、0.9时,装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构的荷载-顶点位移变化最为稳定,此时塑性铰主要分布于梁端而非柱端,满足强柱弱梁设计标准.     

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.     

方钢管混凝土柱与工字钢梁竖向加劲式节点拟静力试验研究

为了解方钢管混凝土柱-工字钢梁竖向加劲肋式节点的抗震性能,对两个方钢管混凝土柱-工字钢梁竖向加劲肋式节点试件进行了拟静力加载试验,研究了节点在反复循环荷载作用下的滞回性能、耗能能力、延性、应力分布和传力机制.试验结果表明,节点具有足够的承载力以及较好的延性和耗能能力,竖向加劲肋式节点的梁端弯矩大部分通过竖向加劲肋传递给柱钢管腹板和核心混凝土,另一部分梁端弯矩由梁端翼缘直接传递给柱钢管翼缘和核心混凝土.节点破坏模式为靠近竖向加劲肋端部的梁翼缘出现严重的局部屈曲,梁翼缘变截面最窄处形成塑性铰,而柱钢管、竖向加劲肋、梁端部均在弹性范围内工作,很好地实现了强柱弱梁、强节点弱构件的抗震原则.     

装配式剪力墙竖向焊接节点抗剪性能

为了对装配式剪力墙结构节点干式连接方案进行研究,在已有研究成果新型预制复合墙板体系的基础上提出了采用焊接连接的装配式剪力墙干式节点方案,并通过两批共5个焊接节点试件的单调静力加载试验来考察竖向节点的抗剪性能和变形能力.试验表明,节点试件具有较好的抗剪性能和变形能力;试件破坏始于节点周围区混凝土出现裂缝,终于连接钢板和锚筋剪断致使节点试件失去承载能力.在此基础上通过ABAQUS有限元分析软件对节点试件受力过程进行了模拟,并对各种材料参数进行了详细比较和分析.通过比较可知该类节点抗剪性能和变形能力主要由连接钢板、锚筋抗剪承载力和节点周围区混凝土抗压承载力决定,纵筋、箍筋、预埋钢板等材料参数变化对节点试件影响不大.最终,得到了竖向节点焊接连接方案可用于装配式剪力墙结构节点连接之中的结论.