装配整体式梁柱节点的抗震性能对比研究

目的 研究预制柱纵筋间距放大后装配整体式T型节点和十字型节点的抗震性能,为工程设计提供依据。方法 对5个足尺梁柱节点试件进行低周往复荷载试验,通过对比各试件的滞回曲线、骨架曲线和位移延性等,研究了节点类型、柱纵筋间距和轴压比对梁柱节点抗震性能的影响。结果 装配式节点均发生梁端弯曲破坏,预制柱和节点核心区未见明显破坏,破坏主要是预制梁端底部纵筋屈服和梁端底部混凝土压碎脱落;楼板加强了叠合梁的抗负弯矩能力,叠合梁上部现浇混凝土和预制混凝土交界面出现明显的水平剪切裂缝;柱纵筋间距放大后,与对比试件相比,T型节点的承载力提高了9.2%,十字型节点的承载力提高了1.3%。结论 柱纵筋间距放大试件的延性和耗能能力与对比试件相差不大,柱纵筋间距放大对梁柱节点的抗震性能影响不大;十字型节点和T型节点位移延性系数相差不大。

新型预制装配式消能减震混凝土框架节点抗震性能试验研究

为了提高预制装配式混凝土框架结构的抗震性能,提出一种由扇形铅黏弹性阻尼器与预制装配式混凝土框架组合而成的新型预制装配式消能减震混凝土框架结构体系。对体系节点进行了设计,并对普通预制装配式梁柱节点试件和新型预制装配式梁柱消能减震节点试件进行了低周反复加载试验,研究了试件的滞回特性、承载能力、位移延性、强度退化和梁端受力筋应变等抗震性能及其破坏特征。结果表明:新型预制装配式梁柱消能减震节点通过扇形铅黏弹性阻尼器的往复剪切变形参与节点的滞回耗能,具有良好的耗能效果,该新型节点滞回曲线饱满,耗能能力强;节点的承载力和位移延性明显提高;扇形铅黏弹性阻尼器增强预制装配式梁柱节点的抗侧力和抗侧刚度,改变节点受力模式,使塑性铰区从梁端后浇区外移至预制梁与阻尼器连接外侧,实现了"强节点弱构件、强剪弱弯"性能要求。

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验与数值模拟

为研究不同螺栓强度等级对新型装配式半刚性混凝土梁柱节点抗震性能的影响,分别对螺栓等级为5.6级和8.8级的梁柱节点进行了足尺试验,分析了节点的滞回曲线、骨架曲线、割线刚度、等效黏滞阻尼系数等抗震性能指标,并基于ABAQUS有限元软件对现浇节点和5.6级螺栓连接的试验节点进行了数值模拟。结果表明:基于5.6级和8.8级螺栓连接的半刚性梁柱节点均具有良好的抗震性能和耗能能力,2组梁柱节点构件的刚度均随着位移等级的增加而逐渐降低,与5.6级螺栓连接的节点相比,8.8级螺栓连接的节点刚度退化速率较快,且正向加载下5.6级螺栓连接节点的极限承载力为8.8级螺栓连接节点的85.42%,负向加载下5.6级螺栓连接节点的极限承载力为8.8级螺栓连接节点的83.68%;有限元模拟结果具有较高的准确性,能够很好地反映节点构件的抗震性能;与现浇节点对比发现,现浇节点在耗能能力方面比试验节点好,但试验节点的极限承载力要优于现浇节点;所得结论可为装配式半刚性梁柱结构的抗震设计提供依据,为新型装配式梁柱节点构件的发展及应用提供参考。

带可更换耗能钢棒的装配式混凝土单侧屈服梁柱节点抗震性能试验研究

提出了一种新型的钢筋连接器——可调组合钢筋连接套筒,并基于此组装了一套耗能连接件。对耗能连接件开展了轴向的低周往复加载试验,验证了其荷载传递的可靠性以及优异的耗能性能。将耗能连接件内置于装配式混凝土框架梁端底部,提出了一种带可更换耗能钢棒的单侧屈服梁柱节点(REDB-SYBC)。对试件开展拟静力试验研究,分析节点的损伤分布、破坏形态、滞回特性、耗能能力等抗震性能。试件滞回曲线稳定饱满无捏缩,抗震性能良好。试验结果表明:新型节点单侧屈服的变形模式减少了楼板的变形与损伤,充分发挥了梁底连接件的耗能能力,其主要损伤及破坏均发生在梁底耗能钢棒上,实现了损伤集中的设计目标以及“强柱弱梁”的抗震设计原则;利用新型连接套筒的内部空间即可实现耗能钢棒的更换,经过更换和修复后的节点各项抗震性能与初始节点基本相当。

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验和恢复力模型研究

目的研究由螺栓连接的装配式混凝土梁柱节点的抗震性能,基于试验结果提出一种针对此类节点的恢复力模型骨架曲线,为此类节点的工程实践提供试验依据,也为此类节点的弹塑性反应分析提供参考。方法对两个由8.8级和5.6级不同等级螺栓连接的装配式混凝土梁柱节点进行拟静力试验,以不同螺栓等级为变化参数,研究分析两节点的破坏模式、滞回性能、承载力退化、刚度退化以及延性性能、耗能能力等抗震性能,并对荷载-位移试验散点数据拟合,建立一种针对此类节点的恢复力模型骨架曲线。结果两试件在低周反复荷载作用下均出现梁端弯曲破坏;滞回曲线饱满,有明显的捏缩段;承载力、刚度退化缓慢,抗侧移能力较强;由于5.6级螺栓参与工作,5.6级螺栓连接的节点延性性能、耗能能力略微高于8.8级螺栓连接节点;所建立的恢复力模型骨架曲线与试验值较为吻合。结论基于螺栓连接的装配式混凝土梁柱节点抗震性能良好,可以用于装配式框架结构体系,建立的恢复力模型骨架曲线也可作为螺栓连接节点的弹塑性反应分析计算模型。

基于性能的新型装配式钢节点混凝土框架结构抗震设计

目的基于一种新型预制装配式钢筋混凝土梁柱节点试验,将现浇钢筋混凝土框架结构(RCF)与新型装配式钢节点混凝土框架结构(PCF)进行抗震性能对比分析,验证PCF结构的安全可靠,从而进行推广应用。方法运用有限元分析软件Perform-3D进行纤维截面建模,自定义组合截面;对RCF结构以及PCF结构进行基于性能的抗震性能分析。结果该新型装配式钢节点混凝土框架结构的极限承载力和最大位移均大于普通现浇钢筋混凝土框架结构,延性较好,能够承担较大剪力,且整体耗能能力更强,抗倒塌性能良好。结论此类新型装配式钢节点满足规范要求,而且能够提高结构的抗震性能。

采用钢套筒约束核心区装配式节点力学性能研究

提出一种钢套筒约束核心区装配式节点,强化节点核心区,提高装配式混凝土节点抗震性能。在节点滞回性能试验的基础上,采用有限元分析方法,数值模拟钢套筒约束核心区装配式节点的受力全过程,通过分析不同参数节点的等效塑性应变、应力分布、承载力和骨架曲线,深入研究钢套筒约束核心区装配式节点的力学性能。结果表明:钢套筒约束核心区装配式节点有限元模型能有效反应节点的受力情况;节点的破坏主要是剪切破坏,钢套筒具有较大的刚度,对核心混凝土有良好的约束保护作用;核心混凝土强度、钢套筒厚度、钢套筒强度,是影响钢套筒约束核心区装配式节点承载力的主要参数。同时提出参数建议的选取范围,可为工程实际提供参考。

型钢连接装配式混凝土梁柱节点抗震性能研究

为研究型钢连接装配式混凝土(PC)梁柱节点的抗震性能,采用通用有限元分析软件对型钢连接PC梁柱节点的滞回曲线和骨架曲线等抗震性能指标进行了分析。通过对比分析以及改变节点参数,探讨了柱顶轴压比、钢材强度等参数对节点抗震性能的影响。采用叠加法和曲线拟合法,提出了型钢连接PC梁柱节点总耗能简化计算式,并与多篇文献研究结果进行了对比,验证了算式的可靠性。研究结果表明:型钢连接PC梁柱节点抗震性能好,节点的混凝土强度、钢材强度、型钢厚度和梁柱截面高度均对节点抗震性能影响明显,节点总耗能的简化计算式具有较高的计算精度,可用于型钢连接PC梁柱节点及现浇钢筋混凝土节点的总耗能计算分析。

芯梁增强装配式混凝土框架节点抗震性能试验研究

提出一种键槽内采用芯梁增强的预制混凝土框架梁柱节点,为了验证该改进型节点的抗震性能,对节点进行低周反复荷载试验,考察节点的破坏过程及破坏形态,分析节点的滞回曲线、位移延性系数及耗能能力。通过试验发现,在键槽内设置芯梁能够提高节点的承载能力,同时键槽底部混凝土不会过早被压溃。改进型节点的总体耗能能力仍然弱于现浇节点。预制梁底部钢绞线伸入对面键槽内及芯梁架立筋对梁柱结合处的强度有所增强,使得梁端塑性铰外移,从而可以减小节点区的变形。但改进型装配式混凝土框架节点的抗震性能弱于较现浇节点,还需对节点做进一步的改进研究。

装配式钢纤维混凝土梁柱中节点滞回性能试验研究

基于装配式钢纤维混凝土梁柱中节点和同一条件下普通钢筋混凝土中节点的拟静力试验研究,分析对比中节点试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和承载力退化等性能指标。研究结果表明:与现浇普通混凝土中节点试件相比,采用新型装配式钢纤维混凝土中节点构件的承载能力和变形能力得到提高,滞回性能得到改善,节点刚度的退化得以延缓,承载力降低系数增加。钢纤维的加入能显著改善节点的破坏形态,有利于结构的抗震。

圆钢管混凝土柱外伸端板框架耐火性能研究

采用单边螺栓连接的钢管混凝土柱装配式框架,不仅具有钢管混凝土柱承载力高、抗震性能好、抗火性能好等优点,而且具有节点构造简单、施工快捷等特点。采用ABAQUS有限元软件对钢管混凝土柱单边螺栓节点连接框架进行建模分析,研究其耐火极限。结果表明:对装配式圆钢管混凝土框架耐火极限影响较大的参数有:荷载比、含钢率和保护层厚度。随着荷载比、含钢率和保护层厚度增加,框架耐火极限增大,其增长幅度较大。端板厚度对装配式圆钢管混凝土框架耐火极限影响较小,随着端板厚度增加,框架耐火极限增加,但增长幅度较小。

预应力全装配混凝土框架节点的抗震性能试验研究

通过对3个预应力全装配混凝土框架节点的拟静力试验,研究了普通钢筋的弯矩贡献(M_(s))与总弯矩(M_(pr))的比值、普通钢筋是否有无粘结段对节点抗震性能的影响;之后对其中2个节点进行修复,并重新进行拟静力试验,研究节点修复后的抗震性能。试验结果表明预应力全装配混凝土框架节点的破坏集中在节点区域的灌浆料垫层,梁柱基本没有破坏,梁身裂缝及核心区剪切裂缝较窄且均能闭合;预应力筋始终保持弹性,可实现节点的自复位性能;普通钢筋的弯矩贡献比越大,滞回曲线越饱满,耗能能力越强,但残余变形也越大;普通钢筋是否有无粘结段对节点的抗震性能影响较小;修复节点的破坏状态与未修复节点一致,破坏集中在节点区域的砂浆垫层;修复节点的抗震性能基本可以达到原节点的水平。

装配式高强钢筋混凝土框架节点滞回性能试验研究

为研究装配式带钢连接件混凝土柱-预埋工字钢混凝土梁连接节点的滞回性能,设计2个装配式高强钢筋混凝土框架节点和1个现浇高强钢筋混凝土框架节点,进行低周往复加载试验,对比分析其滞回性能、刚度退化、骨架曲线、承载力退化和耗能能力等。结果表明:与现浇高强钢筋混凝土框架节点试件相比,带钢连接件混凝土柱-预埋工字钢混凝土梁连接节点试件的滞回曲线更为饱满,刚度退化得到有效减缓,承载力降低系数增加,各主要阶段的等效黏滞阻尼系数和总等效黏滞阻尼系数增加,耗能能力得到提高,承载能力和变形能力也得到提高;预制柱中采用带水平连接板的方钢管连接件在改善装配式混凝土框架节点滞回性能方面效果更佳。

装配式钢筋混凝土梁柱构件连接技术研究

高强螺栓型钢连接节点是影响装配式混凝土梁柱节点抗震性能的关键连接部分。对高强螺栓型钢连接节点进行低周反复荷载试验以考察其受力特性,利用有限元软件ABAQUS建立数值分析模型并与试验结果进行验证对比,进而利用有限元模型进行参数分析,研究法兰板厚度、肋板长度、肋板厚度等参数对螺栓型钢连接节点的受力性能的影响,同时给出了针对这种连接节点的设计方法。