装配整体式梁柱节点的抗震性能对比研究

目的 研究预制柱纵筋间距放大后装配整体式T型节点和十字型节点的抗震性能,为工程设计提供依据。方法 对5个足尺梁柱节点试件进行低周往复荷载试验,通过对比各试件的滞回曲线、骨架曲线和位移延性等,研究了节点类型、柱纵筋间距和轴压比对梁柱节点抗震性能的影响。结果 装配式节点均发生梁端弯曲破坏,预制柱和节点核心区未见明显破坏,破坏主要是预制梁端底部纵筋屈服和梁端底部混凝土压碎脱落;楼板加强了叠合梁的抗负弯矩能力,叠合梁上部现浇混凝土和预制混凝土交界面出现明显的水平剪切裂缝;柱纵筋间距放大后,与对比试件相比,T型节点的承载力提高了9.2%,十字型节点的承载力提高了1.3%。结论 柱纵筋间距放大试件的延性和耗能能力与对比试件相差不大,柱纵筋间距放大对梁柱节点的抗震性能影响不大;十字型节点和T型节点位移延性系数相差不大。

CFRP布加固广府古建木结构残损箍头榫节点抗震性能研究

采用不同方案的碳纤维(CFRP,Carbon Fiber Reinforced Plastics)布,对6个经过抗震性能试验的残损箍头榫节点试件进行加固,并进行抗震性能试验.结果表明:有3个加固后节点试件的峰值承载能力超越了加固前试件的峰值承载能力,加固后节点的峰值承载力主要与梁榫原始损伤程度及加固量直接相关.加固后节点的初始刚度明显大于加固前的节点,而加固后试件的极限转角普遍小于加固前,但大部分试件极限位移转角均能达到1/21以上,说明此方法加固的节点具有良好的抗震变形能力.加固梁上侧与下侧的CFRP布,对受拉损伤的梁起了重要的补强作用.梁侧面CFRP布在节点区转角较大时退出工作,而L型CFRP布也随着节点转角的增大而逐步退出工作.

全自动气控座椅加载试验机的设计

根据目前中小企业对座椅载荷进行疲劳试验与检测的实际需求以及目前试验机的发展情况,发现了市面常见的座椅载荷试验机存在前期投资大、机构复杂及维护保养需求高等问题,在中小型座椅生产企业中推广和使用受限。基于此,从中小企业实际需求出发,本着结构简单、投资经济、便于使用的原则,提出一种全自动气控座椅载荷疲劳试验机,设计控制机构完全采用压缩空气作为驱动源,其来源方便、环保节能。在对当前座椅加载试验机特点及需求研读与分析的基础上,提出了全自动气控加载试验机的总体设计思路;根据对座椅加载控制的要求与结构模式,形成气动控制系统的总体架构及控制原理与控制方法设计;对座椅加载疲劳试验机进行了实验室模拟实验测试。结果表明,此控制系统设计方案能够实现座椅载荷负载大小变化模拟,可以实现座椅加载模拟工作节拍控制以及座椅加载时长控制调节,且完全脱离供电需求,经济环保,为生产企业后期使用维护提供了极大的方便。

考虑楼板作用的双面叠合剪力墙有限元分析

为了保证双面叠合剪力墙结构体系应用的安全性和可靠性,建立由上、下两层墙体和中间楼板组成的双面叠合剪力墙构件模型及现浇对比模型,并进行基于Abaqus软件的数值模拟分析。研究内容包括双面叠合剪力墙整体位移、混凝土及钢筋的应力分布、最大承载力、耗能能力。结果表明,在小震弹性阶段,带楼板的双面叠合墙板与现浇对比试件的刚度一致;在大震作用下,带楼板的双面叠合墙板的耗能能力低于现浇对比试件,但总体耗能能力都较好。因此,合理设计下的双面叠合剪力墙结构具有良好的抗震性能。

装配式轻钢复合墙体抗震性能试验研究

装配式轻钢复合墙体是一种集承重保温围护一体化的新型墙体。为研究轻钢复合墙体的抗震性能,以轻钢龙骨形式和填充材料类型为变化参数,设计了4个足尺试件进行低周往复荷载试验,得到了各试件的水平承载力、滞回特性和破坏特征,并分析了结构的抗侧刚度、耗能能力和水平承载力。结果表明:墙体轻钢骨架与内填材料协同工作性能良好,墙体的最终破坏表现为钢骨架强度破坏。水平龙骨由C型钢调整为双面扁钢可提高其水平承载力,但会降低墙体的延性和耗能能力;相较于内填泡沫混凝土填充墙体,内填聚苯颗粒泡沫混凝土墙体的水平承载力、刚度和耗能能力都有所降低,但延性有所提高。

顶层抽柱钢筋混凝土框架抗震性能比较分析

由于所涉及的荷载和房屋层数最少、对原框架的影响最小,因此顶层抽柱在混凝土框架结构抽柱改造工程中较常见。针对目前多数工程技术人员关注如何使抽柱后结构承受增加的荷载,而对于抽柱后框架整体抗震性能关注和研究不多的现状,文中以某一顶层抽柱教学楼为例,采用ABAQUS有限元软件建立符合现行规范要求的单榀未抽柱的原框架模型、顶层抽柱后形成的增大原梁截面框架模型和预应力梁框架模型,对三框架模型进行模拟低周反复加载试验,得到三框架模型的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及等效粘滞阻尼系数等抗震性能指标变化规律。对三框架模型的抗震性能进行比较分析。结果表明:与未抽柱的原框架相比,增大原梁截面框架和预应力梁框架水平承载力降低,延性也稍降低。原框架初始刚度最大,加载后期三框架刚度退化速率相近,但原框架刚度稍大。在耗能方面,预应力梁框架后期等效粘滞阻尼系数最大,表明抽柱后预应力梁框架耗能能力优越。框架顶层抽柱后结构的抗震性能总体降低,增大原梁截面框架和预应力梁框架的抗震性能表现各有优劣,但预应力梁框架整体表现相对更优。

预制轻钢轻混凝土剪力墙-楼板连接部抗剪性能试验研究

提出一种装配式轻钢轻混凝土剪力墙与混凝土楼板的装配连接方式,为研究该连接节点的抗剪性能,开展了4个墙体-楼板连接试件的低周往复加载试验,分析了连接节点的滞回性能、刚度退化、延性、耗能能力及承载力性能。结果表明:不同连接构造形式对墙体-楼板连接节点的承载力影响显著,抗剪螺栓能有效提高节点的刚度与水平抗剪承载力;承载力分析结果显示,设有抗剪螺栓的连接节点承载力比预制墙体抗剪承载力高了34.3%,满足节点承载力要求,最后给出了装配式轻钢轻混凝土墙-楼板连接节点设计建议。

钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能试验研究

对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构足尺试件进行了水平低周往复加载试验,研究了灌浆轻钢剪力墙与钢框架的耦合效应,分析了结构的破坏模式、受力特征和耗能机理,得到了结构的承载能力、抗侧刚度、延性及耗能能力等。通过与纯钢框架及冷弯薄壁型钢灌浆墙体结构的试验结果对比,发现灌浆轻钢剪力墙通过自攻螺钉采用内嵌的方式与钢框架连接,二者具有良好的协同工作性能,框剪结构的抗剪承载力和抗侧刚度分别是钢框与墙体对应值之和的1.50倍和1.64倍,结构延性系数达5.42,抗震性能优良,研究结果可为该类结构的设计研究提供科学基础。

竹集成材钉节点抗剪性能试验研究

为研究铁钉直径和夹角对节点的破坏模式及承载力、滞回特性、刚度退化、耗能能力等性能的影响,对50个竹集成材(Laminated Bamboo Lumber,LBL)钉节点进行单调和低周反复荷载试验.结果表明:不同加载模式下的节点破坏模式存在明显区别.单调荷载作用下,节点的破坏模式主要表现为铁钉“双铰”模式和钉杆下部的纤维压碎破坏.而在低周反复荷载作用下大部分的铁钉发生了由于反复弯曲变形所致的疲劳断裂破坏,这种破坏现象却极少发生在振动台试验和实际的地震中.铁钉直径是影响钉节点受力性能的主要因素,节点的承载能力和刚度随铁钉直径的增加而显著提高,而夹角对节点的力学性能影响较小.LBL钉节点单调加载试件的承载力和刚度均比低周反复荷载加载试件高.加载初期试件的荷载-位移滞回曲线形状不饱满,具有明显的“捏缩”现象.试件的累积耗能随铁钉直径增大而增加,并随加载角度增大而减小.研究成果可为LBL钉节点的设计提供理论依据,并加速其在土木工程领域的应用.

矩形-八边形组合螺旋箍筋柱抗震性能分析

为研究矩形-八边形组合螺旋箍筋混凝土柱的抗震性能,本文对其(RCC1、RCC4)以及手工绑扎矩形箍筋柱(RCC2、RCC5)、井字形箍筋(RCC3、RCC6)柱开展了0.2、0.8轴压比下足尺低周反复荷载试验研究。结果表明:3种不同箍筋形式的混凝土柱在0.2和0.8轴压比下分别以大偏心压弯破坏、小偏心压弯破坏为标志;在0.2和0.8轴压比下的滞回曲线均较为饱满且在相同轴压比下的耗能基本一致。0.2轴压比下,RCC1的承载力分别比RCC2、RCC3的承载力高2.5%和3.7%,RCC1的位移延性分别比RCC2、RCC3的位移延性高4.6%和2.3%;0.8轴压比下,RCC4的承载力分别比RCC5、RCC6的承载力高4.6%和6.65%,RCC4的位移延性分别比RCC5、RCC6的位移延性高9.5%和4.2%。

桩承载力反向自平衡试桩法数值模拟分析

为推动反向自平衡试桩法在实践中的应用,采用有限元分析方法对反向自平衡试桩法进行了数值模拟分析。以管桩为例,运用ABAQUS有限元软件建立反向自平衡试桩法数值模型,分别采用位移控制法和荷载控制法进行桩身和桩顶加载模拟,得到了基桩抗压极限承载力,进行了桩身轴力和桩侧摩阻力分析;对建立的数值模型进行了位移控制法下的静载试验模拟,并与反向自平衡试桩法模拟得到的极限承载力进行了对比分析。模拟结果表明,反向自平衡试桩法确定的基桩极限承载力与静载试桩法结果较为接近,不需要进行正、负摩阻力转换,但也存在平衡点位置的确定问题。

PEC柱-型钢梁框架异型内节点的抗剪性能试验研究

由于民用建筑外观及工业建筑生产工艺要求,部分包覆钢-混凝土结构因错位、变梁变柱等会形成异型内节点.为研究该类异型内节点的抗剪性能,以柱两侧梁错位高度、单侧梁截面高度增大等为变量参数,按1∶2缩尺比例设计制作了1个常规内节点和3个异型内节点模型试件,并完成低周往复荷载试验,分析了内节点的破坏形态、滞回耗能、承载能力、延性性能等指标.试验研究结果表明:各试件滞回曲线均呈现对称饱满的梭形;等效黏滞阻尼系数在0.598~0.618,位移延性系数在3.28~4.96,表现出良好的耗能性能及变形性能;因错位、变梁形成的异型内节点与常规内节点相比,承载力分别提升约6.1%、14.0%、15.0%;位移延性系数提升了约-26.6%、11.0%、-14.1%,延性性能规律不明显,耗能能力、强度和刚度退化变化不大;对于左右梁截面尺寸相同且完全错开(即错位高度大于梁高)的Ⅰ类异型内节点,可按T形边节点进行设计;基于节点域传力机理,建立了Ⅱ类异型内节点抗剪计算模型,并提出了抗剪承载力计算公式,试验结果与理论计算结果吻合较好.

带PEC端柱混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究带PEC端柱混凝土剪力墙的抗震性能,对两片相同的带PEC端柱混凝土剪力墙试件进行了低周反复荷载试验研究。对试件的破坏现象、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、应变变化规律和承载力进行分析,并研究了轴压比的影响,结果表明:带PEC端柱混凝土剪力墙试件具有较高的承载能力和耗能能力,延性系数达到4.84~5.16,表现出良好的抗倒塌能力;随着试验轴压比的增大,试件的极限承载力有些许提高,但延性降低。按现行《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)中相关公式计算的承载力与试验值吻合较好。与普通混凝土剪力墙相比,带PEC端柱混凝土剪力墙的承载力提升明显。

装配式预制混凝土梁-柱-叠合板边节点抗震性能试验研究

为研究多高层预制混凝土结构的抗震性能,选取某住宅楼的典型节点进行试验研究,并采用足尺模型试验方法,对结构底部高轴压、大尺寸的预制梁-柱-叠合板装配边节点试件在低周反复荷载作用下的开裂破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性性能、耗能能力、拼缝等进行研究,结果表明:对于此类连接装配式混凝土框架边节点与整体现浇节点具有相当的抗震性能。

新型钢筋混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究

进行了2榀新型叠合剪力墙的低周反复试验,研究了叠合剪力墙的破坏形态、滞回特性、变形能力、刚度退化、耗能能力。试验结果表明,剪式支架能够较好的连接两侧预制板,并使其与现浇层协同工作,保证叠合剪力墙的整体工作性能。

斗结构功能试验研究

结合充分的文献资料和实物研究,本文系统地介绍了古代木构建筑中斗的构造、结构功能及其发展演化,并依照宋代《营造法式》中的规定方法建造了斗模型,进行低周反复荷载试验。根据试验结果概要的阐明了斗的受力机理及抗震性能。

预压装配式预应力混凝土框架抗震性能试验研究

本文通过对一榀两层两跨预压装配式混凝土框架拟动力和拟静力试验,研究预压装配式混凝土框架的地震反应、刚度退化、滞回性能、耗能能力、位移延性等抗震性能。拟动力试验表明:随着加速度峰值的增大,加载至层间位移角为1/107,试件刚度出现退化,结构呈现塑性性质;拟静力试验表明:低周反复荷载作用下,框架梁端首先出现塑性铰,符合"强柱弱梁"的要求。框架荷载-位移滞回曲线较为丰满,框架破坏时极限位移角可达1/29,实测位移延性系数在4.0左右,预压装配式混凝土框架具有良好的延性性能和较强的变形恢复能力。

直线驱动型并联机器人反向动力学分析与验证

以直线驱动型并联机器人为研究对象,根据其几何结构模型,利用矢量法建立并联机器人的运动学模型,并得到其运动学逆解、速度和加速度模型。利用虚功原理建立反向动力学模型,分析机械系统中各个运动部件在虚位移下对应的广义力,推导出其动力学方程,并确定其影响因素。给定动平台末端一个已知轨迹,反解出各个电机的力矩,分析得出惯性项是力矩的最大影响因素。通过ADAMS与Matlab联合仿真和负载特性试验,验证了动力学理论模型的正确性,为并联机器人的尺寸综合与轨迹规划奠定了理论基础,也为同类并联机器人控制器的研究与开发提供了理论支撑。

残损古建筑木结构燕尾榫节点抗震性能试验研究

残损是现存古建筑木结构的普遍状况,显著地降低了结构的抗震性能。为研究残损对燕尾榫节点抗震性能的影响,参照宋《营造法式》殿堂三等材的尺寸要求,制作了3个比例为1∶3.2的燕尾榫节点模型,包括1个完好节点、1个模拟榫头真菌腐朽的残损节点和1个模拟榫头虫蛀的残损节点。榫头真菌腐朽和榫头虫蛀分别采用在榫头表面钻一定深度的孔和在榫头钻通孔的方法来模拟。通过低周反复加载试验对残损节点的破坏特征、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线和耗能性能进行了研究,分析了残损燕尾榫节点抗震性能的退化规律。结果表明:残损燕尾榫节点的破坏形态与完好节点的破坏形态类似,主要表现为榫头和卯口有明显的挤压变形、榫头沿枋纵向部分拔出,枋柱整体完好,但残损节点的榫头拔出更早、拔出量更大,模拟虫蛀节点有榫角被挤碎;残损燕尾榫节点的滞回曲线也有明显的"捏缩"效应,但滞回环饱满度较差;残损节点的转动弯矩、转动刚度均明显低于完好节点,但耗能能力基本不变化;当两种不同残损类型的残损程度相近时,人工模拟真菌腐朽节点的转动弯矩更高、转动刚度更大。

新型预制装配框架混凝土梁柱节点抗震性能研究

采用足尺模型对比试验方法,对现浇混凝土梁柱组合件、4个新型预制混凝土装配整体式框架结构梁柱节点进行低周反复荷载试验,研究新型预制装配框架节点的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、耗能能力等抗震性能指标.试验结果表明:通过在节点核心区设置附加钢筋,可以实现梁端塑性铰的外移.装配框架节点的滞回曲线较丰满,在加载前期等效黏滞阻尼系数较现浇节点小,但是在加载到极限荷载时,装配节点的等效黏滞阻尼系数与现浇节点基本相当乃至超过现浇节点,说明新型节点具有较好的耗能能力,能够满足抗震规范要求的'强柱弱梁,强节点弱构件'的要求.