平面KK型圆钢管相贯节点平面外受弯性能研究

对平面KK型圆钢管相贯节点在不同荷载形式(工况)下的平面外受弯性能进行研究。进行几何构造相同的两个节点试件在同向(KKBH-1)、反向(KKBH-2)平面外反复弯曲作用下的滞回试验。介绍节点试验的方案与测试原理,考察不同荷载形式下节点的受力性能和破坏模式。研究结果表明,无论哪种荷载形式,节点的破坏模式均为相贯线附近焊缝热影响区主管管壁冲剪破坏,节点均表现出较好的延性与抗震性能;节点更多是依赖主管管壁开裂后裂缝的扩散及塑性变形来耗能,尤其是对于KKBH-1试件;KKBH-1的屈服荷载与极限承载力均低于KKBH-2,但延性略强于KKBH-2。试验研究及应用有限元软件ABAQUS的分析均表明,不同的荷载形式对节点的受力性能影响较大,KKBH-1表现出节点承载力低于构件承载力的性能,而KKBH-2则相反。

X形圆钢管相贯节点平面外受弯滞回模型研究

采用数值分析方法对X形圆钢管相贯节点的平面外受弯滞回模型进行研究。针对影响节点性能的主要几何参数,建立206个已校验的有限元模型进行参数分析,通过多元回归技术得出基于Menegotto-Pinto方程的节点平面外弯矩-转角曲线方程,以及平面外受弯滞回模型,经比较,与数值分析结果吻合较好。通过一个单层网格结构算例,验证了滞回模型的准确性和有效性。

KK形圆钢管相贯节点平面外受弯抗震性能研究

为了研究KK形圆钢管相贯节点的平面外受弯抗震性能,对KK形节点进行平面外往复弯矩加载试验,并将KK形节点的试验结果与已有钢管相同的X形节点的试验结果进行对比分析,考察2类节点的平面外受弯性能的差异。试验结果表明:KK形圆钢管节点的破坏模式为主管管壁塑性开裂,开裂后承载力下降缓慢,节点主要依靠主管管壁塑性发展和开裂后的裂纹扩散来耗能,节点的延性系数超过6,表现出良好的抗震性能和变形能力。而由于相邻支管相互作用,KK形节点在一根支管处的平面外抗弯承载力比相应的X形节点低了约23%,接近EC3规范关于X形节点平面外抗弯承载力公式计算值。此外,通过受力机理分析和有限元分析发现,在平面外弯矩作用下,KK形节点的核心区的受力方式为4角承受拉力作用,而X形节点的核心区则为2个对角方向拉力作用,KK形节点的塑性发展比X形节点更加均匀,且覆盖面更广。2个节点的试验结果对比也表明,KK形节点的耗能能力、变形能力以及延性均比X形节点更强。

X型厚壁圆管相贯节点平面外受弯抗震性能试验研究

采用相贯节点的圆钢管结构广泛应用于大跨度网格结构中,对于具有一定抗弯刚度的连接,节点将受到弯矩作用。介绍了两个不同几何参数的X型厚壁圆钢管相贯节点试件的平面外受弯滞回性能试验,结合数值分析,对节点承载能力和变形能力进行了研究。结果表明:在合理的几何参数和焊缝质量保证下,厚壁圆钢管相贯节点平面外受弯的承载力较高;厚壁圆钢管相贯节点在支主管径比β较大时节点易发生主管壁拉剪断裂破坏;在支主管径比β较大时延性等抗震性能较好,β较小时延性等抗震性能较差。

嵌入式基础叠合墙板平面外受弯性能试验研究与数值模拟分析

为改善叠合式地下室外墙板基础顶部的受力情况,提出了嵌入式基础。设计制作了两组共4个试件,并施加模拟侧向土压力的平面外荷载进行了静力加载试验。结果表明:墙板嵌入深度对受力性能有较大影响,嵌入深度较大的第1组试件基础基本保持完好,破坏模式为墙板底部在剪力和弯矩共同作用下发生斜拉破坏;对于嵌入深度较小的第2组试件,基础底座发生了严重破坏,破坏模式为跨中塑性铰达到转动极限;预制墙板和核心区现浇混凝土未发生明显滑移,能够有效地共同工作。在试验研究基础上,采用ANSYS软件对试件受力过程进行了数值模拟分析。分析与试验结果的对比表明:所建立的有限元分析模型可以较好地模拟试件的受力过程和破坏形态,可作为下一步研究的基础。

平面X形圆钢管混凝土节点平面外受弯性能试验研究

为了解平面X形圆钢管混凝土节点的平面外受弯性能,分别对4个主管填混凝土和4个支管填混凝土的平面X形圆钢管节点进行支管平面外弯矩作用下的试验研究。考察了支管、主管分别填混凝土2种情况下节点的破坏模式和应力分布,并分析了钢管内混凝土对节点平面外抗弯刚度及承载力的影响。试验中支管填混凝土节点出现了主管塑性、支管局部屈曲和支管受拉侧焊缝或热影响区管壁开裂的破坏模式,主管填混凝土节点则发生了支管局部屈曲及支管受拉侧焊缝开裂破坏。主管填混凝土节点与支管填混凝土节点相比,由于主管内填混凝土对于主管管壁的局部变形起到明显的约束作用,明显提高了主管的径向刚度,增大了节点的平面外抗弯刚度。实测节点承载力与欧洲规范计算的空钢管节点理论承载力比较表明,主管内填混凝土能极大提高节点平面外受弯承载力,最大可提高132%;支管内填混凝土可使节点平面外受弯承载力最大提高60%。

某百年住宅的剪力墙平面外受力性能研究

为提高项目品质,某项目采用"百年住宅"的标准体系[1],主体结构设计使用年限为一百年,期间需满足耐久性、安全性、适应性、灵活性、可维修性等要求。为实现百年住宅使用期间灵活间隔的要求,户内无剪力墙无柱无梁,需采用各种大跨度结构形式,此时楼盖支座传给剪力墙的平面外弯矩比较大。对剪力墙的平面外受力性能进行了必要的分析和计算,提出了安全、便于操作的设计方法。

含侧向拼缝全预制混凝土空心楼板平面外受力性能研究

提出一种全预制混凝土空心楼板板侧拼缝的构造形式。为研究采用这种拼缝的预制空心楼板的受力性能和破坏形态,以及楼板中板肋布置方式的影响,对4个含拼缝的全预制混凝土空心楼板进行了平面外受弯性能试验。研究结果表明:试件的横向为主要受力方向,纵向弯矩较小;有纵向肋的试件沿纵向传递的弯矩较大,拼缝张开的宽度也较大;无纵向肋的试件在靠近短边的第一根横向肋附近出现较宽的横向裂缝,而有纵向肋试件无此现象,设计中建议设置构造的纵向肋;4个试件的极限荷载均远大于楼板的设计荷载,具有较高的承载力;拼缝数量对试件承载力有一定影响,有无纵向肋对承载力影响不大。

预制空心楼板采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层的整体化技术

提出一种采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层的预制空心楼板整体化技术,并进行了4组高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层整体化后的预制空心楼板平面外承载力试验,以及6组整体化后的预制空心楼板平面内抗剪试验,结果表明:预制空心楼板采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层整体化技术处理后,能够抵御水平向地震作用以及支撑墙体局部坍塌导致的楼板分散坍塌。高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层整体化技术是一项廉价、高效的整体化技术,适用于地震设防地区甚至是强震设防区对装配整体式预制空心楼板的整体化处理。