装配式混凝土剪力墙-梁钢套筒节点性能试验研究

为研究螺栓连接的装配式剪力墙-梁节点的抗震性能,提出了一种在剪力墙内预埋高强螺杆,然后通过钢端板与混凝土梁连接的节点,设计了3组缩尺装配式试件与1组缩尺现浇试件,并对其进行了拟静力试验,研究分析了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等。结果表明:3组装配式试件的滞回曲线呈“弓形”,且装配式试件的峰值承载力比现浇试件提升了8.42%~21.05%,位移延性系数在4.28~4.66之间,等效黏滞阻尼系数均在0.18~0.24之间,证明了该装配式节点具有良好的抗震能力和变形能力。

预制装配式混凝土结构新型墙-梁节点力学性能研究

装配式混凝土结构柔性连接通常具备快速简单的节点连接方式,但是节点的受力性能、破坏模式等力学特性需要结合试验研究确定。为研究预制装配式混凝土结构新型墙-梁节点的力学性能,设计了墙-梁节点的受力性能试验,并结合有限元分析计算,对节点的应力水平、破坏模式、裂纹扩展等相关特性进行了研究。研究表明:试验结果与有限元模拟吻合较好;新型节点具备抗扭变形能力,符合延性设计原则;预埋件与混凝土结合部位易出现开裂,可以考虑局部适当加强,以保障整体工作性能;L型梁下部易受拉出现开裂,设计时应注意加强该部位。

装配式建筑中梁-墙平面外连接节点承载力研究

目的 为解决困扰梁-墙节点连接的难题,提出一种新型粱-墙平面外连接节点方式——梁靴螺栓连接节点,并对其承载力进行试验研究。方法 根据梁靴的不同锚固长度,制作了3组12个新型粱-墙平面外连接节点试件,并分别进行拉拔和剪切试验,探究不同条件下承载力变化规律。结果 拉拔试验中,随锚固长度的增加,节点的拉拔承载力分别提高了80.12%和122.63%;剪切试验中,随锚固长度的增加,节点的剪切承载力分别提高了40.94%和102.75%。结论 梁靴螺栓连接方式节点能够满足设计要求,并且随着梁靴锚固长度增加,抗拉承载力和抗剪承载力均有提高,极限位移更大,节点的延性也更好。

暗柱对梁-墙平面外连接节点受力的影响作用数值分析

在前期试验研究基础上,根据梁-墙平面外连接节点非线性有限元分析,详细分析了在此类节点中设置暗柱对节点受力性能的影响,分析结果表明:在满足节点处梁纵筋锚固长度要求的前提下,合理确定暗柱宽度才能有效发挥暗柱钢筋强度;此外,只有在暗柱宽度内按照竖向条带弯矩传递比例进行抗弯钢筋的配置,才能发挥暗柱作为节点竖向抗弯条带的弯矩传递作用,从而有效保障节点弯矩传递和受力性能。

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。

宽梁-薄墙肢梁筋弯锚节点后续研究及有限元软件分析

在文献《宽梁-薄墙肢梁筋弯锚节点试验研究》结论基础上对其进一步研究。该文提出在纵筋采取直角弯折的宽梁-薄墙肢弯锚型偏心节点中存在两种传力机制,在设计时可考虑两者大约各占50%。本文通过有限元软件对节点区受力分布等进行量化分析,从而比较与前文结论吻合程度。

框架梁与剪力墙直交节点弹性有限元分析

框架梁-剪力墙直交节点常应用于高层钢筋混凝土建筑中的框-剪结构体系和框架-核心筒结构体系。文章以钢筋混凝土框架梁-剪力墙直交节点为研究对象,对此进行了试验方案的设计,并运用ABAQUS有限元分析软件,对该节点进行简化的弹性有限元模拟分析(梁简化为三维实体单元,剪力墙简化为壳单元),并得出相应的分析结论。

型钢类型对型钢柱-梁节点受力性能的影响

针对型钢高强混凝土剪力墙型钢柱-梁节点中梁钢筋难以锚入剪力墙的问题,提出了配双槽钢和格构柱这2种优化方案来代替原设计中的H型钢方案。建立Abaqus有限元模型,对比了3种方案的SRC剪力墙在相同荷载作用下的受力情况,同时对比并分析了优化方案的可行性。结果表明:相同荷载条件下,优化方案中双槽钢方案的型钢最大应力较小,受力性能更好,虽然略差于原设计方案中的H型钢,但是其最大应力小于钢骨的屈服应力,且双槽钢方案可以在1个方向上自由锚入梁钢筋,因此双槽钢方案是解决型钢柱-梁节点施工难题的首选方案。

梁—墙平面内偏心连接节点梁纵筋锚固性能分析

在前期试验研究基础上,根据梁—墙平面内偏心连接节点非线性有限元分析,分析了此类节点梁纵筋的锚固性能。分析结果表明,梁—墙平面内偏心连接节点偏心一侧梁纵筋锚固性能低于不偏心一侧,节点宏观受力和梁纵筋局部锚固环境是影响节点纵筋锚固性能的关键因素,应通过合理设计保证梁纵筋锚固性能以满足节点传力要求。

钢筋混凝土梁—墙直交节点带锚固板措施研究

从梁—墙直交节点的国内外研究现状和带锚固板(头)钢筋的研究现状出发,分析受力性能,提出对梁—墙直交节点设置锚固板的构造措施,并对其可行性进行研究,指出该措施改善了节点钢筋的粘结滑移能力,并提高了节点受力的整体性。

钢筋混凝土梁-墙直交节点弯矩传递比例分析

要深入了解梁-墙平面外连接节点的受力性能,特别是发生"拉脱破坏"的原因,需要明确平面外弯矩在剪力墙临界截面上引起的弯矩和扭矩的传递比例。通过有限元计算,对影响剪力墙截面力分布和节点弯矩传递比例的主要因素,如梁、墙截面尺寸以及边界条件等进行了参数分析;在此基础上,利用简化模型推导了节点弯矩传递比例的理论计算公式,并进行了数值拟合;通过与分析结果和ACI无梁楼盖相关计算公式的对比发现,ACI公式明显低估了抗弯条带的弯矩传递比例。

强墙弱梁型钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点试验

为研究剪力墙设置暗柱的钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点的抗震性能,完成了6个按强墙(暗柱)弱梁设计的梁-墙平面外连接节点试件在梁端施加往复竖向荷载的试验,试件的主要变化参数为暗柱宽度、暗柱纵向配筋和梁纵筋在暗柱内的锚固。结果表明,6个试件在达到最大承载力前,梁的纵筋已屈服;梁纵筋在墙内锚固不足的试件,最终为剪力墙墙面混凝土局部拉脱破坏;暗柱宽度为梁宽3倍、梁纵筋在墙内锚固得到加强的试件,为梁弯曲破坏,具有大的变形能力;暗柱宽度为梁宽4倍的试件,梁、墙都发生破坏。在试验研究的基础上和参照现行国家标准,提出了剪力墙暗柱的设计建议:暗柱宽度不宜大于3倍梁宽;暗柱平面外弯矩设计值应根据梁端实配抗震受弯承载力确定;暗柱最小总配筋率不小于1.0%,箍筋最小直径为10mm、最大间距为150mm等。

钢筋混凝土梁-薄墙平面内偏心连接节点试验研究

针对梁纵筋锚固条件、墙肢内梁配箍率及梁截面高度等参数,通过6个梁-薄墙平面内偏心连接节点的低周反复加载试验以及非线性有限元的模拟和参数分析,模拟结果与试验吻合较好。试验与分析结果表明:保证梁纵筋直段锚固长度后,采取弯锚措施和加大墙肢内梁配箍率都可以改善节点受力和延性,但弯锚措施综合效果更好;梁纵筋的直段锚固长度是节点有效传力的基本保证;节点区配置足够的箍筋和采用合理的锚固措施,能够保证偏心连接节点的承载力、变形和延性要求。

梁-薄墙平面内偏心连接节点传力模型和设计方法

基于8个钢筋混凝土梁-薄墙平面内连接节点模型试验结果,结合非线性有限元参数分析,详细研究了节点受力性能和传力机理,提出了梁-薄墙平面内偏心连接节点的宏观受力模型和两类拉-压杆传力模型,在此基础上,进一步给出了梁-薄墙平面内偏心连接节点的模型计算和设计方法;通过与试验结果对比表明,采用该方法对梁-薄墙偏心节点进行设计是合理和可行的。

钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点抗震性能分析

为解决钢管束组合剪力墙结构现有墙-梁节点焊接量大的问题,提出一种钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点,并利用有限元软件ABAQUS对节点的破坏模式、内力分布以及端板厚度、锚固长度和混凝土强度等级对节点抗震性能的影响规律进行研究。结果表明,钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点滞回曲线饱满,具有良好的延性和耗能能力;端板厚度对节点的承载能力和抗震性能影响较小;随着锚固长度增加,节点抗震性能增强,承载力明显增加,但当锚固长度达到800 mm后,节点抗震性能和承载力均不再有明显改变;随着混凝土强度等级的增加,对节点的抗震性能影响较小;预埋件的承载能力逐渐由栓钉尾部混凝土局部抗压承载力控制转化为由栓钉的抗剪承载力控制。

设置高延性水泥基复合材料后浇区的墙-梁平面外节点抗震性能试验及损伤分析

为研究设置高延性水泥基复合材料(ECC)后浇区的墙-梁平面外节点的抗震性能,考虑墙内钢筋预埋方式、节点区钢筋连接方式、剪跨比、板宽度等因素,设计了7个装配式节点及1个对比节点并进行了拟静力试验,得到该类节点的破坏形态、滞回性能、承载力、刚度退化、耗能能力等,并采用四种损伤模型对其损伤演化过程进行分析。试验及损伤模型分析结果表明:节点以梁端弯曲破坏为主,墙破坏轻微;后浇区采用ECC可以有效提高节点的延性与承载力;墙内钢筋采用双层预留焊接锚板的连接方式优于采用横向钢筋约束;后浇区内钢筋采用弯起钢筋搭接、弯钩钢筋连接、套筒连接等形式均能有效传递钢筋应力;弹塑性耗能差模型能较好反映加载过程中节点的损伤状态,应用方便且计算结果更为精确。

桁架式多腔体钢板组合剪力墙与H型钢梁连接节点抗震性能研究

基于桁架式多腔体钢板组合剪力墙的构造特点,提出了4类不同构造的桁架式多腔体钢板组合剪力墙与H型钢梁节点,针对性地设计了4个代表性的桁架式多腔体钢板组合剪力墙与H型钢梁节点足尺模型(标准节点、盖板节点、立板节点和全板节点),采用有限元软件ANSYS对试件进行三维非线性有限元模拟。结果表明:4个节点最终在竖向外肋板端部钢梁翼缘开裂而破坏,均能实现"塑性铰外移"的预期目标;滞回曲线均呈饱满的梭形,抗震性能良好,因此所提出的节点满足GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的设计要求,可以在桁架式多腔体钢板组合剪力墙结构中应用。