基于Abaqus的预制混凝土装配结构干式节点参数化建模分析插件二次开发

为提高预制混凝土(precast concrete,PC)装配结构干式节点建模分析速度并简练输出显示分析结果,通过Python语言编制参数化建模和图像数据可视化分析内核脚本,基于Abaqus提供的图形用户界面与内核脚本之间的人机交互原理,创建专用GUI界面插件。结果表明:二次开发的前处理GUI界面可显著提升节点建模的效率;后处理开发能根据用户的不同需求选择特定的数据图像,并以图片的形式便捷呈现。

全预制装配式混凝土框架结构新型干式节点受力性能分析研究

在全预制装配式混凝土框架结构中,预制构件之间的连接会关系到整体结构的抗震性能和结构抗倒塌能力,连接节点对结构性能起到决定性的作用。在对提出的新型干式连接节点(柱-柱和梁-柱方钢管法兰盘连接)的受力性能、传力构造特点等进行研究分析的基础上,通过理论分析推导出新型干式节点的承压、受弯、受剪等承载力计算公式,以期得到新型全预制装配式框架新型干式连接节点的设计建议。

基于干式节点连接的装配式混凝土框架结构抗震性能评估

对于装配式混凝土框架结构,确保梁柱节点具有足够的刚度和强度对于结构的抗震安全十分重要。提出一种干式梁柱节点连接方式,同时对采用该节点的装配式混凝土框架结构整体进行了抗震性能分析。分析结果表明:采用的混凝土梁柱干式连接节点的滞回性能与现浇节点的滞回性能几乎一致,满足“等同现浇”的要求;采用干式梁柱连接节点的装配式混凝土框架结构的抗震性能良好,干式连接对结构整体抗震承载力和延性的削弱程度有限。

基于转动摩擦铰阻尼器的干式装配梁-柱节点抗震性能试验

基于转动摩擦铰阻尼器(RFHD),提出了转动摩擦耗能干式装配梁-柱节点(DRFDBJ)。为了验证DRFDBJ结构对于实现预期力学性能的可行性和合理性,以施加在摩擦片表面的螺栓预紧力(P_(c))为变量,开展了2个工况下的DRFDBJ试件低周往复拟静力试验研究。结果表明:DRFDBJ结构的力学性能主要由RFHD提供并控制,试验中节点呈现了稳定的承载力和理想的变形、耗能能力,并实现了预期的损伤集中;2个不同P_(c)水准下节点承载力的试验值与理论值误差不超过5%,通过调整P_(c)可实现节点承载力的调控,为DRFDBJ结构承载力的可调控提供了支撑。

双阶受力干式装配梁-柱节点抗震性能试验研究

研究提出了一种双阶受力干式装配梁-柱节点(DADBJ)。该节点的关键组件是摩擦铰(RFH)和预设缝防屈曲钢板(SBRSP),具备2个受力工作阶段和损伤集中易修复的特性。为了验证DADBJ构造的合理性,揭示其双阶段受力工作机理,设计加工了DADBJ试件,以SBRSP的预设缝隙宽度作为试验变量,进行了2个工况的低周往复拟静力试验。结果表明:提出的DADBJ构造实现了预期的双阶段受力特性,第一阶段由RFH提供节点的力学性能,第二阶段由RFH和SBRSP共同提供节点的力学性能;DADBJ的损伤集中于芯板,通过更换SBRSP芯板对节点快速修复,节点的性能可恢复到初始状态;SBRSP的预设缝隙宽度可直接决定DADBJ第二阶段的启动位移;提出的DADBJ双阶屈服荷载理论公式和二阶启动位移理论公式精确度好。该研究可为装配式框架结构和多阶受力型结构的设计和研究提供参考。

装配式混凝土梁螺栓连接节点力学性能研究

为实现结构的装配化及避免湿式连接节点在制作时给施工带来的不便,提出一种采用干式连接的新型装配式混凝土梁螺栓连接节点。采用数值模拟方法,在已有的单调加载试验基础上对该节点建模,基于模型的合理性进一步研究混凝土强度、配筋率、钢材强度、螺栓直径对节点力学性能的影响。结果表明,节点的破坏模式为预制梁受拉钢筋大面积屈服,受压区混凝土压碎,节点核心区域基本完好,符合“强节点,弱构件”的基本原则;配筋率对节点刚度和承载力的影响效果最为显著,其次是螺栓直径;混凝土强度的增大对节点的力学性能也有明显的提升效果,但其强度超过C40时,效果减弱;当改变钢材强度时,各节点的刚度和承载力相差不大。

含转动摩擦型干式梁-柱节点的新型装配式混凝土框架结构抗震性能研究

该研究提出了一种转动摩擦型干式装配梁-柱节点(rotational friction dissipative joint,RFDJ),具有刚度、屈服弯矩易调控和变形、耗能能力强的特点。为了研究RFDJ对于装配式框架结构抗震性能的影响并验证其可行性,该研究以含RFDJ和灌浆套筒柱脚节点的新型装配式框架结构体系(novel precast concrete frame,NPCF)作为研究对象,基于2个不同楼层数量的传统现浇框架结构(reinforced concrete frame,RCF)分析案例,综合考虑总起滑弯矩比(ρ)和3种起滑弯矩(M_(s))分布模式影响,设计了120个NPCF结构分析案例,开展了多遇和罕遇地震作用下的结构非线性时程分析,结果表明:RFDJ具备用于装配式框架结构的可行性,可实现等同或优于RCF的抗震性能;ρ和M_(s)分布模式是决定NPCF抗震性能的关键设计参数;结构响应随ρ的增加而降低;M_(s)分布模式对结构的地震响应控制机制具有显著影响,均匀累积分布模式可以最小的ρ值实现最好的层间位移角控制效果,且有利于节点深化设计和施工。该研究成果可为含干式梁-柱节点的装配式框架结构的研发和设计方法的研究提供参考。

装配式建筑新型框架梁柱刚性干式连接节点设计及有限元分析

传统的全预制装配式框架梁柱干式连接节点受力分析研究主要集中在受竖向力和竖向弯矩,这与中间轴线框架梁柱节点受力形式吻合,而对于边轴线框架梁柱节点通常还存在较大的扭矩,采用传统的连接节点容易开裂和受力不良,本文基于以上现状设计一种适用于边轴线框架梁柱干式连接节点,并采用ABAQUS有限元分析软件对其在复杂应力情况下进行受力分析,分析结果显示受力性能较好,为实际工程需要提供参考。

装配式混凝土结构构件节点连接技术研究

随着国民经济的快速发展,建筑业也面临着产业转型升级的需求。装配式建筑能够减少现场作业需要的人工、提高施工效率、节能环保,在新建建筑中的比例越来越高。装配式建筑现场施工最重要的部分就是构件之间的连接。在装配式建筑结构施工中,构件的连接方法按施工方式划分主要有干式节点连接和湿式节点连接。两种节点连接方式有各自的优缺点,在适用范围上也有所区别。

干式企口梁柱节点抗震性能试验研究及有限元分析

对干式企口梁柱节点缩尺试件模型进行了拟静力加载试验,探讨了其承载力、滞回曲线、骨架曲线、钢筋应变以及延性、耗能等抗震性能。采用ANSYS有限元软件对干式企口梁柱节点试验模型进行了分析计算,并将理论与试验结果进行对比,验证理论研究分析的正确性,探讨了改变预埋钢垫板的位置对结构抗震性能的影响。结果表明:干式刚性企口梁柱节点的滞回曲线形状较为饱满,节点的延性和耗能能力较好;节点具有较高的承载力,满足原结构的设计要求;在实际工程设计中,使用结构内力计算对梁牛腿F部按常规规范法进行配筋设计,梁牛腿R部和缺口梁采用PCI手册计算配筋,节点承载力控制截面即为常规梁端部截面,简化了设计流程。

干式连接装配式墙体结构抗震性能试验研究

为研究干式连接装配式墙体结构（prefabricated panel structure by dry connectors,PPSDC）的抗震性能,设计了两栋1/2缩尺、二层PPSDC试验模型,分别采用螺栓连接方案和焊接连接方案,对其进行拟静力试验研究。分析其传力机理、破坏模式、滞回性能、骨架曲线及其特征点参数以及钢筋应变等,提出PPSDC的延性破坏概念和延性节点设计原则。试验结果表明：螺栓连接和焊接连接的PPSDC试验模型均具有较好的整体性和较高的承载能力;其破坏模式和破坏特征与现浇结构或等同现浇的装配式结构有明显不同,两个模型分别因底部节点区的混凝土冲切破坏和钢预埋件锚固破坏而失效;设计时应遵循“强锚固、强周边、弱钢板”的延性干式节点设计原则,选择钢连接件的连接钢板作为主要耗能部件和最薄弱环节,控制干式节点区域不同部位的破坏顺序,保证结构具有足够的延性和变形能力。