预制装配墩柱-桩基础承插节点冲切性能研究

承插连接由于具有整体性能好、施工工序简单和拼装容许误差大等优点,成为预制装配桥墩节点的有效连接方式之一。为探明桩基础承插节点的冲切失效模式及承载力计算方法,采用ABAQUS有限元软件建立预制装配墩柱-桩基础承插节点数值计算模型,通过UHPC-NC直剪试验和墩柱-桩基础轴压试验进行了数值模型校验,研究了底板、接缝和承插连接参数对预制装配墩柱-桩基础承插节点的冲切传力机制、承载能力和失效模式的影响规律,提出了预制装配墩柱-桩基础承插节点冲切承载力计算公式。数值模拟结果表明,预制装配墩柱-桩基础承插节点的传力路径沿墩柱底部到桩的顶部;峰值荷载过后,承台底部混凝土开裂失效;接缝承载力和UHPC与混凝土之间的接触面积呈正相关,承台的冲切承载力与底板高度呈正相关。此外,当承插深度与底板高度之比由0.60增大到2.08时,接缝承载力提升了80.2%,而承插连接以及底板承载力分别降低了27.7%、52.9%,承插连接参数与底板参数具有相同的变化趋势,且底板承载力对承插连接承载力的占比较大,说明底板对承插节点承载力的贡献起主导作用。通过对已有试验和数值模拟分析,将底板和接缝的贡献系数分别取为1.00和0.92,为类似预制装配墩柱-桩基础承插节点冲切承载力的计算提供了依据。

UHPC灌浆预制桥墩-承台承插节点抗震性能研究

节点连接的有效性和可靠性、施工便捷性和抗震安全性是桥梁下部结构预制装配的关键技术。为促进预制装配桥梁下部结构的快速施工和抗震设计,基于超高性能混凝土(Ultra High-performance Concrete,UHPC)灌浆材料,提出一种施工便捷、容错率高的预制桥墩-承台承插式连接节点构造。开展了1/3缩尺比的承插式桥墩-承台节点拟静力试验,探究了剪力键、截面宽度对节点失效模式和抗震性能指标的影响规律。基于ABAQUS程序,建立了新型节点精细化有限元模型,探明了节点区的应力分布规律,进而提出了承插式节点弯矩能力预测方法。研究结果表明:当承插深度不小于柱宽的80%时,承插节点的损伤发展集中在墩柱底部,失效模式为墩柱混凝土剥落后纵筋屈曲断裂,为典型的桥墩底部塑性铰延性破坏;同时,承台处于弹性状态,验证了节点良好的抗震性能;齿键可使节点区对墩柱锚固能力提高显著,但对节点整体承载力、抗震性能指标和失效模式没有明显影响;建立的数值模型可以较精确预测承插节点的失效模式和非线性滞回行为,提出的承插节点抗弯承载能力计算方法的精确性通过试验和数值结果得以验证。研究结果以期为承插节点在中高烈度区预制装配桥梁的抗震设计和推广应用提供参考。

钢结构装配式模块化建筑承插型节点受力性能分析

为改善钢结构装配式模块化建筑现有模块间节点存在的不足,文章针对一种承插型螺栓连接节点,采用理论分析与数值模拟手段对所提节点的受力性能进行研究,建立了节点在受拉、受剪、受弯工况下的理论分析模型,推导了承载力理论计算式,利用有限元软件对该节点进行建模与数值模拟,验证了承载力计算式的正确性。