钢筋混凝土框架异型中节点抗裂性能试验研究

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研究，分析了节点核心区尺寸、轴压比等因素对异型节点抗裂性能的影响。研究表明，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，核心区开裂荷载约为50％～60％极限荷载，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，合理增大轴压比可以提高异型节点的抗裂承载能力。异型中节点由于大小梁刚度不同，反复荷载下柱端轴压力会发生波动。通过理论分析推导出柱端轴压力影响系数“的计算表达式，在此基础上提出包含系数α的异型中节点抗裂承载力计算公式，并通过国内外12个异型节点试件的19组试验数据对其进行验证，吻合良好。

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。

RC框架节点核芯区剪切破坏——抗震性能试验

通过2个梁端屈服后节点核芯区剪切破坏框架节点在低周反复荷载下的加载试验,研究了节点的破坏形态、承载能力、滞回特性和耗能能力。结果表明:节点经历了核芯区开裂、梁端屈服、核芯区通裂、剪切极限直至破坏的过程;在极限荷载时,节点核芯区剪切变形引起的梁端位移占梁端总位移的比例约30%;构件具有较强的耗能能力和变形能力,具有良好的抗震性能。

纤维增强混凝土十字形柱中节点试验研究

本文通过对6个1/2缩尺的十字形柱中节点试件进行反复荷载试验,对比此类节点的破坏过程及破坏特点,分析滞回特征、位移延性、刚度退化、承载力、耗能能力,研究纤维对十字形柱中节点抗震性能的增强作用。试验研究表明:节点核心区使用纤维混凝土可以显著改善节点混凝土剥落状态、提高位移延性和承载力、减缓刚度退化。

钢骨及纤维增强混凝土异形柱中节点滞回性能

通过进行往复荷载作用下的T形钢骨、槽型钢骨、聚丙烯纤维、钢纤维增强的混凝土异形柱中节点试验研究,分析不同改善措施对混凝土异形柱中节点滞回性能影响。研究结果表明:在混凝土异形柱中节点核心区加入T形钢骨、槽型钢骨或掺入聚丙烯纤维、钢纤维均能使混凝土异形柱中节点的承载能力得到提高,使中节点的滞回特性得到改善。四种改善措施均能提高混凝土异形柱中节点受剪承载力,其中加入钢骨对提高混凝土异形柱节点的受剪承载力效果优于加入纤维的。

基于简化拉压杆模型的钢筋混凝土框架异型节点抗剪性能研究

在以往试验研究的基础上,建立了框架异型节点等效核心区在剪、压复合作用下的计算模型,应用简化拉压杆模型方法对等效核心区进行了受力分析。研究表明:基于简化拉压杆模型方法计算得到异型节点的抗剪承载力与现行规范建议方法计算结果相当,但简化拉压杆模型方法有明确的力学计算模型,基于该模型计算得到的抗剪承载力与试验结果吻合较好。在此基础上应用简化拉压杆模型方法就轴压力变化对异型节点受力性能的影响进行了初步分析。

型钢超高强混凝土框架中节点抗剪承载力研究

为研究型钢超高强混凝土(SRHC)框架中节点的抗剪承载力,对12榀SRHC框架中节点试件进行低周反复加载试验。试验结果及相关文献分析表明轴压力系数、配箍率及型钢是影响节点抗剪承载力的主要因素。建立考虑以上因素的SRHC框架中节点抗剪承载力计算模型,分别考虑型钢腹板、核心区与非核心区混凝土斜压柱以及桁架机制对节点抗剪的贡献。选取包括文中试验在内的3组型钢混凝土框架中节点试验,分别采用文中抗剪模型和我国相关规范中的计算公式预测其抗剪承载力。对比研究表明:规程JGJ 138—2001能合理地预测普通强度混凝土的SRC柱-RC梁框架节点的抗剪承载力,但对于高强或超高强混凝土的SRC柱-SRC梁框架节点的计算偏于不安全;规程YB 9082—2006计算结果过于保守;文中模型的抗剪承载力计算公式能合理地预测不同混凝土强度的型钢混凝土框架中节点的抗剪承载力,适用于SRHC框架中节点的抗剪设计。

性能增强再生混凝土框架中节点抗震性能试验

为提高再生混凝土框架结构中节点的抗震性能,利用微硅粉和混杂纤维对再生混凝土进行性能增强,对4根相同轴压比、配筋率和再生骨料取代率条件下,不同微硅粉和混杂纤维掺量的框架柱中节点进行低周反复荷载下的抗震性能试验,对比研究普通再生混凝土与性能增强再生混凝土的破坏形态、滞回特性、延性性能、耗能特性以及变形特点等问题.试验结果表明:性能增强再生混凝土节点破坏过程均经历了初裂、通裂、极限和破坏四个特征阶段;在破坏形态、滞回曲线、延性性能、节点变形及耗能特性方面,性能增强再生混凝土均优于普通再生混凝土,尤其在破坏形态和延性方面表现突出;微硅粉和混杂纤维含量的提高,性能增强效果有下降趋势;经微硅粉和混杂纤维性能增强再生混凝土节点抗震性能明显提高,可在有抗震设防要求地区的结构中使用.

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。

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。

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。

钢纤维混凝土力学特性及其在异形柱节点中的应用

在总结钢纤维混凝土力学特性及阻裂机理方面研究成果的基础上证实了钢纤维混凝土的增强效应。通过对应用钢纤维增强的混凝土异形柱中节点与同条件下未增强的普通混凝土异形柱中节点的拟静力试验研究,对比分析了异形柱中节点的破坏特征、承载能力、变形能力及延性。研究结果表明:应用钢纤维混凝土显著改善了异形柱中节点的破坏特征,提高了异形柱中节点的承载能力,提高了异形柱中节点的变形能力和延性性能。

高强混凝土框架结构中节点抗震性能

为研究高强混凝土框架结构中节点的抗震性能,对10根留有施工缝的高强混凝土框架结构中节点进行了低周反复抗震性能试验.研究了轴压比、节点核心区混凝土的强度等级、柱中混凝土在梁中的延伸长度等对梁柱中节点抗震性能的影响,对构件的破坏特征、承载能力、延性性能、滞回曲线进行了对比分析.研究结果表明:所有试验构件均为梁端受弯破坏;柱中混凝土在梁中的延伸长度对滞回曲线的形态、屈服荷载和最大荷载都没有显著影响,但是对节点的延性性能影响比较大.根据试验结果和分析,并考虑到实际施工因素,取用1.5h为柱中高强混凝土延伸到梁中的最佳延伸长度.

配置600MPa钢筋高韧性混凝土框架中节点变形性能

通过对配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点进行拟静力试验研究,对比分析高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点的破坏特征、节点核心区剪切变形、梁端塑性铰变形及各种变形组成比例等。研究结果表明:配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土中节点的破坏特征比普通混凝土节点得到显著改善,节点核心区剪切变形得到减小,梁端转动能力得到增加。减小配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点轴压比或剪压比、增加配箍特征值能够改善节点核心区的剪切变形,提高梁端塑性转角,从而提高配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点的变形性能。

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。

高强钢筋高韧性混凝土框架中节点抗震性能试验研究

对4个高强钢筋高韧性混凝土框架中节点进行低周往复加载试验,对比不同范围采用高韧性混凝土进行增强的节点与同条件下未增强的节点的承载能力、变形能力、滞回特性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。结果表明,在节点中采用高韧性混凝土进行增强,可以改善节点破坏形态,提高试件的承载能力和变形能力,提高构件的抗震性能,由节点核心区延伸至1倍有效梁高范围内采用高韧性混凝土进行增强的节点对变形性能、刚度退化、延性和耗能能力增强效果最佳。

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.

新型异形钢管混凝土节点力学性能试验及有限元分析

为了研究新型异形钢管混凝土节点的抗震性能,对5个缩尺比为1/2的节点模型进行了低周反复荷载试验,对其滞回曲线、承载力和耗能进行了分析。分析结果表明:内隔板式异形钢管混凝土节点承载力高,抗震性能好。在试验的基础上,利用ANSYS软件对试件进行了有限元模拟,计算结果与试验结果符合较好。由有限元分析得出试件在各个受力阶段混凝土损伤、应力的发展规律,获得了钢管约束力对节点域混凝土力学性能的影响规律。

基于等效斜压杆机理RC框架变梁中节点参数分析

在已有试验研究的基础上,重点分析变梁中节点的破坏特点,结合该类非常规节点左右梁高不等的特性,提出决定变梁中节点破坏模式的等效斜压杆机理:节点区剪力由等效斜压杆机构承担,核心区混凝土达到极限抗压强度是等效斜压杆机构失效的标志。基于等效斜压杆机理,分析大小梁高差变化、混凝土强度等级等因素对变梁中节点抗剪性能的影响。结果表明:大小梁高差是影响变梁中节点受力性能的一个决定性因素,大小梁高差与柱验算截面高度比值为0.9时,变梁中节点抗剪强度达到最大,当大小梁高差大于一倍柱验算截面高度后建议按中间层边节点进行分析;提高混凝土强度等级可以有效提高变梁中节点抗剪强度,但当混凝土强度超过50MPa后该类非常规节点抗剪强度增加有限。

低周反复荷载下再生混凝土框架中间节点的受力性能

对足尺的3个再生混凝土框架中间节点与1个普通混凝土节点进行低周反复荷载试验,主要目的为考查在低轴压比情况下再生混凝土节点发生粘结滑移破坏的可能性。各试件符合"强柱弱梁、强节点"的设计原则。结果表明,在低轴压比情况下,再生混凝土节点试件发生显著的粘结滑移,延性性能和耗能性能差,不能满足抗震设计的要求,而相应的普通混凝土节点实现了梁铰破坏机制,延性和耗能性能良好。为获得良好的抗震性能,应对再生混凝土节点区锚固进行合理设计,如采用可靠的机械锚固措施,建议进一步开展再生混凝土框架节点区粘结机理和锚固措施研究。