无粘结预应力装配式框架中节点抗震性能分析

利用ABAQUS软件对预应力装配式框架中节点开展了低周反复加载下的有限元模拟分析,结合无粘结预应力装配式框架中节点在低周往复荷载下的试验,利用ABAQUS通用有限元计算软件建立对应框架节点的有限元模型,进行了预制装配式框架节点有限元模拟分析,对比分析试验结果和有限元分析结果,表明有限元模拟结果与试验结果能较好的吻合,证明了有限元模拟手段具有较好的可靠性和有效性。

基于抽柱法的无粘结预应力装配式框架结构连续倒塌分析

为研究无粘结预应力装配式框架结构的防连续倒塌性能,首先采用有限元软件OpenSees中的梁柱节点单元模拟无粘结预应力梁柱节点,并与试验结果进行对比,然后采用抽柱法对一栋6层无粘结预应力装配式框架结构和现浇框架结构进行连续倒塌分析,得到了抽柱后关键构件的内力时程曲线和失效点的竖向位移时程曲线,最后模拟了无粘结预应力装配式框架结构和现浇框架结构的连续倒塌过程。研究结果表明:在抽除中柱后,无粘结预应力装配式框架结构的倒塌荷载极限值比现浇框架结构高24.2%;在抽除边柱后,无粘结预应力装配式框架结构的倒塌荷载极限值比现浇框架结构则高35.7%。在柱截面尺寸和配筋相同、梁截面尺寸和受弯承载力相同的情况下,无粘结预应力装配式框架结构防连续倒塌性能优于现浇框架结构。

等截面装配式框架预应力锚索支护结构承载特性研究及其算法验证

目前边坡支护工程多采用现浇框架预应力锚索支护结构,该结构能满足滑坡和边坡支护的要求,但是面对应急救灾和施工不便的工程项目时存在不足之处。对此,针对等截面装配式框架预应力锚索支护结构及其算法,通过数值模拟、现场监测试验、理论研究等手段,深入对比研究了装配式框架和现浇框架的承载特性,并验证了装配式框架算法。结果表明:等截面装配式框架预应力锚索支护结构同现浇框架结构承载能力基本相同,但是具有工期短、耐久性好、施工方便等优点;随着高度增加,在立柱上的装配式框架和现浇框架装配式框架应力、应变的差值变大,对横梁上的应力、应变影响较小,并且预制构件连接处节点强度较低,同时装配式框架应变随着温度在2℃~30℃内变化时趋于稳定;通过数值模拟发现三种装配式框架结构设计计算方法中铰支座结构设计算法更加安全,可运用于实际工程设计。

预压装配式预应力混凝土框架结构实训教学方法研究

在预压装配式预应力混凝土框架结构实训教学中,教师指导学生首先按“压着工法”施工技术设计混凝土框架,绘制框架梁、柱预制构件施工图;接着用玻璃钢硬质木夹层复合材料制作预制梁、柱构件模型;最后利用BIM技术模拟“压着工法”的装配过程,并用预制构件模型采用“压着工法”完成框架结构的装配演练。上述实训方法能使学生熟悉预压装配式预应力混凝土框架结构构件设计、制作和装配的全过程工作环境,培养学生专业技术能力和职业能力。

无粘结预应力混凝土结构抗震性能研究分析

无粘结预应力混凝土(unbonded prestressed concrete,简称UPC)结构具有结构恢复性能好、摩擦系数小、施工方便等特点,故其被广泛应用在高层建筑、大跨度工程中。研究从UPC结构中柱节点的特性、节点研究的重要性、其国内外研究发展状况和目前抗震性能的分析方法等角度,对UPC结构中柱节点抗震性能的相关研究进行了分析和归纳。结论总结如下:目前UPC结构的研究主要是针对无框架边节点以及梁的试验研究,而对UPC结构中柱节点的试验研究甚少。

大跨度缓粘结预应力混凝土结构空间优化设计与施工技术

新时代下高铁客站建设以人为本,处处彰显温馨舒适。对中小型铁路站房1层候车厅空间进行优化,针对大跨度缓粘结预应力混凝土框架梁截面开孔及吊顶管线综合排布等难题,采用有限元分析试验验证,自主研制“一种扩大中小型高铁客站吊顶空间施工方法”,通过预应力梁截面优化、BIM技术综合排布管线及抗震支吊架的应用,优化空间,并将地域文化元素与装饰装修设计深度融合,结合有吊顶与无吊顶形式,在保证工程施工质量及安全前提下,大大改善旅客候车空间,提升旅客舒适度。

无黏结预应力装配式框架内节点抗震性能研究

通过5个框架内节点试件在低周反复荷载下的加载试验,对无黏结预应力装配式混凝土框架节点的破坏形态、滞回特性、变形恢复能力、位移延性、能量耗散等性能进行了研究．为建立该结构的抗震设计方法提供依据．结果表明,无黏结预应力装配式混凝土框架节点具有良好的抗震性能,在延性和变形恢复能力上比现浇框架节点更优．

可恢复功能的预应力装配式钢框架动力弹塑性分析

针对提出的可恢复功能的预应力装配式钢框架结构体系,采用ABAQUS软件对其整体结构进行了模态分析和动力弹塑性分析,并与刚接框架及可恢复功能的预应力钢框架在不同水准地震动下的楼层基底剪力、层间位移角、残余位移角、等效塑性应变以及结构耗能等性能进行对比分析。研究表明:可恢复功能的预应力装配式钢框架在8度多遇、设防地震作用下基本保持弹性,在8度罕遇地震时结构主要依靠阻尼耗能和摩擦阻尼器耗能,非弹性耗能相对较少,减少了主体结构的塑性发展和损伤程度,具有良好的抗震性能和恢复结构功能的能力。可恢复功能的预应力装配式钢框架在层间位移角控制和减少主体结构塑性性能方面优于可恢复功能的预应力钢框架。

预应力装配式框架结构试验研究与分析

通过对1榀现浇框架(KJ1)和1榀预应力装配式框架(KJ2)在水平低周反复荷载作用下的试验,深入研究了预应力装配式钢筋混凝土框架裂缝分布、破坏形态、滞回曲线及位移延性等的抗震性能。并利用ABAQUS有限元分析软件对试件建立分析模型,对比ABAQUS分析数据和试验数据,吻合较好。结果表明,ABAQUS有限元分析软件,可以较好地分析钢筋混凝土结构体系;预应力装配式钢筋混凝土框架具有良好的抗震性能。

可恢复功能的装配式预应力钢框架拟动力试验研究

针对高层建筑,提出了腹板摩擦耗能的可恢复功能装配式预应力钢框架结构体系和性能化设计目标。并设计了一个3×5跨4层原型结构,进行了0.75倍缩尺的子结构拟动力加载试验。试验结果表明:装配式预应力钢框架具有良好的开口闭合机制,震后能够自动复位和恢复结构功能。试验结束后,钢绞线索力损失在8%以内,说明钢绞线、锚具性能和钢预应力的施加方法是可靠的。结构实现了"多遇地震无开口、无损伤,设防地震开口耗能且主体结构无损伤、罕遇地震结构损伤很小能正常使用,超罕遇地震主体结构损伤较小且仍能正常使用"的性能化设计目标。

低周反复荷载下预压装配式预应力混凝土框架抗震性能试验研究

文章通过对一榀预压装配式预应力混凝土框架在低周反复荷载作用下的试验,深入研究了预压装配式预应力混凝土框架的裂缝分布、破坏形态、滞回曲线及位移延性等抗震性能。研究结果表明,预压装配式预应力混凝土框架具有良好的抗震性能。

可恢复功能的装配式预应力钢框架性能化设计研究

针对提出的可恢复功能的装配式预应力钢框架结构体系,依据已完成的梁柱节点、框架试验和整体结构的分析结果,结合我国现行建筑抗震设计规范,提出了腹板摩擦耗能的可恢复功能的装配式预应力钢框架"多遇地震无开口、无损伤,设防地震开口耗能且主体结构无损伤、罕遇地震主体结构损伤较小且仍能正常使用"的性能化设计目标,同时提出了性能化设计准则和设计流程,并通过设计算例验证了该方法的可行性,证明了提出的装配式预应力钢框架的结构响应估算方法具有一定的可靠性。

装配式无粘结预应力混凝土盖梁模型试验

本文结合城市高架道路盖梁拼装化的研究课题，对预应力装配式装盖梁进行缩尺模型实验。模型结构采用在城市高架桥梁中常用的双柱式盖梁，并在盖梁结构中设置了三道接缝以模拟装配过程。试验结果表明结构在弹性阶段与常规的有粘结整体施工的盖梁力学性能相同，而在极限荷载阶段，试验结构的裂缝疏而宽，极限荷载比后者约小３０％

预应力自复位装配式混凝土框架节点抗震性能研究

提出一种新型装配式混凝土框架梁柱节点,其具有震后自主复位,低损伤等特点。为了解该新型节点的抗震性能,进行了新型装配式节点与现浇节点的拟静力对比试验研究,并与Open Sees有限元分析结果进行了对比。试验结果表明,新型装配式节点在梁端位移角达到1/18时,仍保持承载力不降低,结构构件基本完好,仅在梁端出现少量弯曲裂缝,且在荷载卸除后实现自主复位,裂缝基本闭合。有限元分析结果表明,该装配式节点的承载能力随初始预应力的增大而增大,同时也随耗能钢筋截面面积的增大而增大,耗能能力则主要来源于耗能钢筋。

装配式高层预应力钢框架-支撑体系性能研究

为了加快我国工业化装配式钢结构发展的进程,提出了一种实现节点刚性连接的装配式高层预应力钢框架-支撑体系,通过有限元软件ABAQUS分析,研究拉索的截面面积、初始预应力度以及柱子的轴压比等参数对高层预应力钢框架支撑性能的影响,对比分析不同参数下结构的承载能力和刚度退化规律,得到该结构体系的受力模式和拉索初始预应力的取值准则.结果表明:预应力支撑可以有效地改善结构的受力性能,与钢框架结构相比,整体抗侧刚度提高了210%,极限承载能力提高了54%;拉索的初始预应力度越大,越可以延缓结构抗侧刚度的初次退化;预应力支撑钢结构体系设计时,拉索初始预拉力的取值准则为,在设计的外荷载作用下,预应力拉索的拉力大于0.

无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩抗震性能研究

为了解无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩的抗震性能,制作1组该类型桥墩试件进行拟静力试验。分析试验破坏模式及滞回特性,并与现浇桥墩试件结果进行对比;采用OpenSees软件进行不同耗能钢筋配筋率时该类型桥墩的抗震性能研究,基于残余位移及平均等效阻尼比给出兼顾耗能及自复位能力的无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩配筋率比值合理区间。结果表明:在耗能钢筋配筋率相近时,无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩试件与现浇桥墩试件耗能能力相当且残余位移更小;耗能钢筋配筋率增大可有效提升桥墩的耗能能力、水平承载力、等效阻尼比及初始刚度,但将导致较大的残余位移;耗能钢筋与无粘结预应力配筋率比值为1.42~2.72时,该类型桥墩可同时实现较好的耗能能力及优异的自复位性能。

无黏结预应力装配式框架结构地震易损性分析

为研究无黏结预应力装配式框架结构的抗震性能,首先采用有限元软件Open SEES中的梁柱节点单元模拟无黏结预应力梁柱节点,并与试验结果进行验证.然后,按照场地条件选取18条地震动记录,以预应力筋屈服和最大层间位移角作为结构的损伤指标,建立地震需求模型.最后,采用IDA方法对一栋6层无黏结预应力装配式框架结构和现浇框架结构进行易损性分析,得到两种结构的IDA曲线和易损性曲线.研究结果表明:在水平地震作用下,柱截面尺寸和配筋相同、梁截面尺寸和受弯承载力相同时,在防止倒塌性态点处,装配式结构的最大层间位移角和地震动强度指标均小于现浇结构;当地震动强度较小时,装配式框架结构和现浇框架结构的抗倒塌能力接近,但随着地震动强度的增大,在防止倒塌性态点处,装配式框架结构的抗倒塌能力比现浇框架结构弱.

预压装配式预应力混凝土框架边柱拆除时抗连续倒塌性能试验研究与理论分析

对一榀二层二跨预压装配式预应力混凝土(PC)平面框架进行了静力拆除底层边柱的试验及理论分析,探究了裂缝发展、变形能力、破坏模式及连续倒塌机理。根据试验框架达到极限承载力时的状态,提出了边柱失效时简化的结构抗力分析模型,并推导出结构抗倒塌极限承载力的计算方法;基于能量法建立近似的动力响应评估模型,根据试验框架静力加载荷载-位移曲线近似得到其在边柱瞬时失效时的动力响应曲线。结果表明:框架的受力过程可分为弹性、弹塑性、塑性铰以及倒塌4个阶段;加载时试件的混凝土裂缝开展及破坏集中在失效边柱相邻区域框架梁两侧梁端结合部,除失效边柱外,其余框架柱以及失效柱远离区域框架梁端基本完好;框架在小变形阶段按梁机制受力,存在压拱效应及空腹效应;在大变形阶段不能按悬链线机制受力,由梁的受弯机制和空腹机制共同抵抗不平衡荷载;边柱失效时预压装配式预应力混凝土框架最大抗力达到60.9 kN,最终倒塌位移为430 mm,梁端转角为10.0°~15.3°,具有较好的抗连续倒塌能力。

装配式先张法预应力叠合梁设计及应用

介绍了施工免支撑先张法预应力混凝土框架叠合梁两阶段设计的方法,并以贵阳市某AA级装配式工业厂房为背景,与常规装配整体式框架结构进行了对比分析。结果表明:采用装配式先张法预应力混凝土框架梁的梁端负弯矩显著降低,跨中正弯矩显著增大;可大幅度减少梁支座钢筋用量,并充分利用高强度钢绞线降低梁高和跨中钢筋用量,有效降低建筑材料用量和碳排放量,同时大幅减少进入梁柱节点核心区的钢筋数量,提高建造速度,降低建造风险和建造成本。对于大荷载大跨度大层高的工业厂房建筑,采用免支撑先张法预应力混凝土框架叠合梁,可实现比常规装配整体式框架结构更低的造价和更快的建造速度,具有很好的推广应用价值。

预应力装配式框架结构边节点抗震性能试验研究

通过对现浇钢筋混凝土框架结构、附加角钢和附加阻尼器的预应力装配式框架结构梁柱节点进行低周反复荷载作用下的试验,研究了节点的裂缝分布、破坏形态、滞回曲线及位移延性等抗震性能,结果表明:附加角钢和附加阻尼器的装配式框架结构具有良好的抗震性能,具有广阔的应用前景。