粘钢与碳纤维布加固框架中节点对比试验研究

通过6个足尺框架中节点(2个粘钢加固,2个碳纤维布加固,2个未加固)在低周反复荷载作用下对比试验,对比分析了节点区破坏特性和滞回曲线,以及节点区梁柱纵筋、混凝土、钢板和碳纤维布的应力水平。结果表明:粘钢加固能明显提高中节点抗剪承载力,碳纤维布加固能有效改善中节点的抗震性能。为改进和选择合理的框架中节点加固方案提供了试验依据。

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。

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.

穿斗式木结构中节点的抗弯性能试验研究

以西南传统民居穿斗式木结构穿销中节点为研究对象,设计制作了2个足尺横向中节点和2个足尺纵向中节点模型试件,分别对两类节点进行单调加载和低周往复加载试验,得到两类节点的破坏模式、抗弯承载力、抗弯刚度、延性和耗能能力。结果表明:横向中节点主要在榫卯挤压区域发生嵌压塑性变形以及在木销受荷区域发生弯剪变形,纵向中节点易在榫颈位置发生折断破坏;横向中节点的初始刚度较纵向中节点高,横向中节点的抗弯承载力可达纵向中节点的2倍;横向中节点和纵向中节点的滞回曲线均表现出明显的捏拢和滑移现象,横向中节点的耗能能力较强;穿斗式木结构横向中节点和纵向中节点都具有良好的变形能力,横向中节点表现出较好的延性,但纵向中节点的延性很低;纵向中节点是穿斗式木结构中的薄弱节点,需要在穿斗式木结构的安全维护中重点关注。

不同配筋形式钢筋混凝土框架变梁节点抗震性能试验研究

完成6个1/3比例钢筋混凝土框架变梁中节点试件低周反复荷载试验,重点研究了小梁交叉弯折纵筋(即"X"筋)、梁垂直加腋等配筋构造措施对变梁节点抗震性能的影响。研究结果表明:增加节点区配箍率和小梁采用交叉弯折纵筋后节点组合体仍发生了核心区剪切破坏,表明此种配筋方式对该类非常规节点抗震性能的改善不明显;小梁底部垂直加腋后,在小梁与加腋界面处发生破坏,避免了节点区的剪切破坏,从而改善了变梁节点的抗震性能。此外,轴压比变化对变梁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,从而改善变梁中节点的抗震性能。

再生混凝土框架中节点抗震性能试验研究

文章通过2榀再生混凝土框架中节点试件在低周反复荷载下的加载试验,对其破坏形态、滞回特性、位移延性、耗能性能、刚度退化等进行了研究。结果表明,再生混凝土节点受力和破坏过程可分为初裂阶段、通裂阶段、极限阶段、破坏阶段。节点核心区剪切破坏时,表现出明显的脆性性质,施加适宜的轴压力可以延缓核心区的开裂。再生混凝土试件具有良好的延性和一定的耗能能力,依据现行规范及构造措施要求可以用在抗震设防地区。

基于MCFT的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算方法

根据低周反复荷载作用下不同轴压比的4个不同核心区配箍率高强轻骨料混凝土框架中节点抗震性能试验结果,主要研究了该类构件的破坏特征以及受剪性能。在试验研究基础上,结合高强轻骨料混凝土破坏特性,选取合适的节点受剪核心区,修正骨料粒径计算参数,建立了基于修正压力场理论(MCFT)的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算模型,同时收集13个轻骨料混凝土框架中节点试验结果,应用该模型计算了包含17组该类构件的受剪承载力,并将理论值与试验值进行比较分析。结果表明:该类构架的破坏特征与普通混凝土中节点破坏特征类似,均经历了初裂、通裂、极限和破坏4个典型破坏阶段,且试验结果与应用基于修正压力场理论的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算模型计算结果之比的均值为0.907,方差为0.008,两者吻合较好,验证了模型的准确性与合理性,该模型可以应用于该类构件的极限受剪承载力计算,同时该理论有明确的力学理论和计算过程,可以较为清楚地反映构件初裂、通裂、极限阶段的受力过程。

钢筋活性粉末混凝土框架节点抗震性能试验研究

活性粉末混凝土是一种具有超高强度、韧性和耐久性的水泥基复合材料,为了研究活性粉末混凝土框架节点的抗震性能,对4个活性粉末混凝土梁柱节点试件进行了低周反复荷载试验,研究了活性粉末混凝土梁柱节点的受剪破坏模式、承载力、滞回特性、延性、耗能、强度和刚度退化等抗震性能。结果表明:活性粉末混凝土框架节点具有较高的抗裂强度,节点区裂缝开展路径较多,多为细小裂缝,混凝土剥落较少,试件破坏时完整性较好;当达到最大荷载后,刚度退化和强度退化较为缓慢;节点的变形及耗能能力较强,试件破坏时的剪切变形为峰值荷载时变形的2.23~8.56倍,试件的平均等效黏滞阻尼系数为0.137,黏滞阻尼系数高于普通混凝土和高强混凝土节点。采用活性粉末混凝土可以改善框架节点的剪切延性和耗能能力等抗震性能,降低核心区箍筋率,便于施工。

新型装配式混凝土框架连接节点抗震性能试验

为推广装配式混凝土框架结构的应用,提出3种不同的新型装配式钢筋混凝土框架中节点连接形式,进行低周往复荷载试验。对比各试件的破坏形态、滞回性能、刚度退化、累积耗能和节点剪切变形等抗震指标。研究结果表明:采用方钢管连接的装配式混凝土节点呈现梁端弯曲破坏,采用工字钢连接或对拉螺栓连接的节点呈现节点核心区剪切破坏。采用方钢管的连接形式既能改善节点核心区的破坏形态,又能提高其承载能力、变形能力、耗能能力和梁端转动能力,同时显著改善节点的滞回特性,减小核心区的剪切变形。在弹塑性和塑性变形阶段,采用方钢管连接形式的装配式混凝土节点的抗震性能优于工字钢连接和对拉螺栓连接的节点。此外,采用工字钢连接形式比对拉螺栓连接形式的节点具有更高的承载能力、耗能能力和较小的核心区剪切变形。

高强钢筋钢纤维混凝土框架中节点抗震性能试验研究

为研究配置高强钢筋梁柱节点抗震性能同时改善配置高强钢筋所引起的框架节点梁筋滑移量大的问题,在混凝土中加入钢纤维应用于节点的不同范围,对2个配置HRB600/HRB400钢筋的普通混凝土节点和2个配置HRB600钢筋的钢纤维混凝土节点进行低周反复荷载试验,探究钢筋强度、钢纤维范围对框架中节点抗震性能的影响。对比分析框架中节点的破坏特征,研究节点耗能能力、累积损伤、位移延性、梁筋滑移量等抗震性能指标。研究结果表明,所有试件均发生节点核心区剪切破坏,提高节点的梁钢筋等级能够显著提高节点的承载能力和耗能能力,但梁筋滑移量增加。在节点构件中采用钢纤维混凝土整体增强或局部增强均能够有效减少裂缝宽度和梁筋滑移,改善配置HRB600钢筋节点的破坏形态和滞回性能,提高耗能能力和延性性能,减轻累积损伤程度并减缓刚度退化。

CFRP加固RC梁-板-柱框架中节点抗震性能试验研究

试验中设计了考虑楼板和正交梁的足尺钢筋混凝土框架中节点,对其进行拟静力试验,研究柱端、梁端采用CFRP加固对梁-板-柱中节点抗震性能和破坏模式的影响。分析了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能、位移延性、刚度退化及节点核心区剪切变形等。结果表明:由于楼板和正交梁的影响,未加固节点呈现"强梁弱柱"的柱铰失效模式;采用CFRP仅加固柱端或同时加固柱端及梁端,对节点承载力影响较小,但可有效提高节点的位移延性和耗能能力,使中节点的破坏模式由柱铰机制转为"强柱弱梁"的梁铰机制,仅采用CFRP加固柱端的方法效果更好;由于正交梁的存在,节点核心区在较大位移水平下未出现明显的剪切破坏。

钢筋混凝土框架异型中节点抗震性能影响因素分析

通过6个钢筋混凝土框架异型中节点试件在低周反复荷载作用下的试验,分析节点核心区尺寸、轴压比等因素对异型节点抗震性能的影响。研究表明:上柱截面发生变化对异型节点抗震性能的影响不明显,当其变化量小于1/6柱高时,即Δhc<hc/6,可忽略其不利作用;小梁截面发生变化对组合体试件的抗震性能影响较大,当大小梁截面高差在1/6柱高到2/5梁高时,即hc/6<Δhb<2hbl/5,随着大小梁高差的增大,组合体的抗震性能将逐渐改善;当2hbl/5<Δhb<hbl/2时,随着大小梁高差的增大,组合体的抗震性能将逐渐劣化;当Δhb>hbl/2时,建议按中间层边节点考虑。此外,轴压比增大对异型节点通裂阶段后组合体试件的抗震性能产生不利影响,对该类节点进行抗震设计时,建议轴压比应小于0.3。

钢筋混凝土框架变梁中节点抗震性能试验研究

完成了10个1/3缩尺钢筋混凝土框架变梁中节点试件的低周反复荷载试验,分析了变梁中节点的破坏形态、刚度退化和滞回耗能等力学性能,研究了梁柱尺寸变化、轴压比、配箍率等参数对该类节点抗震性能的影响。研究结果表明:变梁中节点初裂出现在小梁与上柱组成的小核心区,最终破坏区域主要发生在大梁与下柱组成的大核心区;变梁中节点通裂荷载与极限荷载比较接近,变梁中节点大、小梁端滞回曲线差别显著,大梁滞回曲线呈反S形,小梁滞回曲线呈较为饱满的弓形,小梁截面尺寸变化对试件的抗震性能影响显著;变梁中节点的强度衰减、刚度退化明显,耗能能力较差,按常规节点设计构造的变梁中节点不能满足刚性节点的要求。

装配式梁-柱-叠合楼板中节点抗震性能试验研究

为研究高层装配式混凝土结构框架梁柱节点的抗震性能,以某高度100 m的装配式混凝土框架-核心筒结构为原型,选取中间层(17层)和顶层(33层)典型的中间节点,设计足尺试件进行低周反复荷载试验,考察节点的刚度、承载力、开裂破坏形态、滞回特性、延性性能、耗能能力等指标,并研究了拼缝及梁钢筋锚固方式对梁柱节点抗震性能的影响。通过与现浇节点对比试验表明:梁纵筋在节点中采用贯通或有效锚固方式的抗震性能基本一致;现浇节点与装配式节点抗震性能基本一致,均表现为弯曲或弯剪复合破坏,节点区交叉裂缝明显;随轴压比减小,节点区梁端拼缝剪切变形增大,柱端、叠合梁拼缝变形不明显。

钢筋混凝土框架变梁中节点特性分析

根据10个梁高不等钢筋混凝土框架中节点试件在低周反复荷载作用下的试验结果,分析变梁中节点的破坏过程和破坏特点,重点研究左右梁高差对该类非常规节点抗震性能的影响。结果表明:左右梁高差变化对变梁中节点抗震性能影响显著,随着左右梁高差增大,梁柱组合体的剪力逐渐增大至峰值后不断降低;当左右梁高差大于1倍柱验算截面高度时,组合体宜按中间层边节点分析。在试验研究的基础上,根据节点区左、右梁高差变化与框架柱截面高度的相对关系,将钢筋混凝土框架变梁中节点划分为两类,并提出计算两类变梁节点特性的建议公式。

钢筋混凝土分体柱框架梁柱中节点抗震性能的研究

本文通过对较高轴压比和低周反复荷载下的3个钢筋混凝土分体柱框架梁柱中节点和1个对比整截面柱框架梁柱中节点试件的试验研究，分析了节点核芯区的开裂荷载、最大承载能力、破坏形态及其滞回特性等抗震性能；研究了节点上下层柱的分体形式和分体柱过渡区的设置对节点核芯区抗震性能的影响；并给出了分体柱框架梁柱节点的设计建议。

型钢混凝土异形柱中节点受力性能试验及有限元分析

为了研究型钢混凝土(SRC)异形柱中节点的受力性能,设计5个SRC十形柱-钢梁中节点试件进行低周反复荷载试验,通过试验揭示其破坏机理,获取了荷载-位移滞回曲线、骨架曲线和主要特征点数据。试验结果表明:双向荷载作用下SRC异形柱中节点呈现正背面弯曲、侧面斜压粘结破坏的特点,滞回曲线对称饱满,综合受力性能较好。基于试验利用有限元软件ABAQUS对其进行了静力弹塑性分析,研究了轴压比和加载角度对SRC异形柱空间节点的抗震性能的影响。研究结果表明:数值分析结果与试验结果基本吻合,轴压比在0.2~0.4范围内增大轴压比可以提高试件的峰值荷载。加载角在0°~45°范围内随着加载角的增加试件的峰值荷载降低,加载角45°方向为最薄弱方向。

钢筋混凝土框架节点抗裂承载力研究

根据10个钢筋混凝土框架变梁中节点试件低周反复荷载试验,重点分析了节点核心区尺寸、轴压比等因素对该类非常规节点抗裂性能的影响。结果表明:该类节点左梁、右梁刚度不同,反复荷载下柱端轴压力发生波动,理论分析时可用系数α来表征轴压力对节点区抗裂性能的影响。在以往试验研究的基础上提出包含系数α的框架节点(如常规中节点、边节点、宽扁梁节点、变梁中节点等)抗裂承载力计算公式,并通过国内外97个节点试件的108组试验数据对其进行验证,吻合良好。

钢筋混凝土框架异型中节点抗裂度计算

基于6个钢筋混凝土框架异型中节点试件的试验研究,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。结果表明:节点开裂前核心区混凝土基本处于弹性工作阶段,异型中节点的剪力主要由小核心(小梁与上柱构成的区域)混凝土承担,增大轴压比可以提高异型中节点试件的抗裂承载能力。在试验研究的基础上,提出异型中节点抗裂承载力计算公式,并与11个异型节点试件的试验结果进行对比,吻合较好。

钢筋混凝土框架变梁中节点受力性能分析

为了研究钢筋混凝土框架变梁中节点在地震荷载作用下的受力性能及变形特点,通过10个梁高不等的钢筋混凝土框架中节点试件在低周反复荷载作用下的试验,重点分析该类中节点试件的破坏特点和层间变形能力。研究结果表明:变梁中节点通裂荷载与极限荷载接近,外荷载作用下各试件均发生了核心区剪切破坏,该类节点抗震性能较差,不能满足刚性节点设计的要求。进一步的层间变形能力分析表明,变梁中节点可以较好地满足弹性阶段的变形要求,以通裂阶段作为极限状态控制设计时不能满足弹塑性阶段的变形要求,故在节点核心区抗震验算时建议核心区抗剪强度乘以一个小于1的安全储备系数以确保整体结构的安全。