新型装配式部分型钢混凝土框架梁柱节点抗震性能试验研究

结合变电站工程实际,并考虑施工便捷,设计出一种新型装配式部分型钢混凝土框架节点,采用足尺模型对该新型装配式节点在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性性能、耗能能力等性能进行研究,并与现浇节点及普通装配式节点进行对比。结果表明,新型装配式节点具有良好的延性、耗能能力及承载能力,该新型装配式节点应用于装配式结构是可行的。

部分包裹型钢混凝土框架结构抗震性能数值模拟研究

为了研究不同因素对部分包裹混凝土柱(PEC柱)-型钢梁框架组合结构抗震性能的影响,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS,对其进行了非线性静力数值模拟研究,以轴压比、系杆间距为主要参数,模拟分析了在上述参数变化情况下该结构的滞回曲线、骨架曲线、延性以及耗能能力。结果表明:PEC柱-型钢梁框架组合结构抗震性能良好,该模拟研究为以后试验研究提供了合理的理论依据和参考,具有一定的学术和工程应用价值。

CFRP布约束H型钢部分外包混凝土柱的试验与设计方法研究

提出H型钢部分外包混凝土柱(PEC柱)结构,通过对18根PEC柱试件的轴心和偏心受压试验,研究了不同的碳纤维布粘贴层数、不同的碳纤维布粘贴间距、不同的偏心距分别对PEC柱的承载能力和破坏模式的影响。研究发现:粘贴碳纤维布的PEC柱承载力大于不粘贴碳纤维布的PEC柱;相同碳纤维布粘贴间距时,粘贴两层布比单层布的PEC柱承载力有所提高;碳纤维布粘贴间距越小,PEC柱的极限承载力越大;所有试件柱的极限承载力随偏心距的增大而降低。基于试验数据,提出承载力计算公式。

预制装配式型钢部分外包混凝土梁受剪性能试验研究

提出了一种部分预制部分外包装配式组合梁,为研究其受剪性能,设计了5根预制装配式型钢部分外包混凝土(PPEC)梁和1根整浇部分外包混凝土(PEC)梁。观察了PPEC梁在竖向荷载作用下的剪切破坏特点并绘制了荷载-跨中挠度曲线,分析了混凝土强度等级、剪跨比和浇筑方式对受剪承载力的影响。试验结果表明:PPEC梁截面形式与构造基本可行,破坏形式均为剪压破坏。混凝土强度越高,PPEC梁受剪承载力越高;随剪跨比增大,PPEC梁受剪承载力降低;PPEC梁受剪承载力略小于整浇PEC梁。

PEC组合柱-型钢梁框架半刚性节点抗震性能试验及优化分析

为了获得H型钢部分包裹混凝土组合柱(PEC组合柱)-型钢梁框架半刚性节点各组成部件合理的耗能组合,以端板厚度、柱翼缘宽厚比及是否设置背垫板为变量参数,设计制作了6个PEC组合柱-型钢梁框架半刚性节点试件,并完成了低周往复荷载试验和试件相关参数有限元拓展分析。除未设置背垫板试件外,其他试件滞回曲线均呈现饱满的梭形,试件最终破坏特征表现为梁端翼缘严重屈曲而形成明显的塑性铰区,表现出良好的抗震性能。设置背垫板后,试件滞回曲线趋于饱满,表明合理的设置背垫板可明显提升节点转动刚度,约束效应突出。建议该类框架半刚性节点在未设置背垫板,柱翼缘宽厚比为8时,端板厚度宜取10~24mm;设置背垫板时,柱翼缘宽厚比为16时,当背垫板、端板厚度分别取12、24mm,此时既能实现“强柱弱梁”的抗震设计目标,同时组合件半刚性节点性能可得到充分发挥,耗能能力良好。

部分预制装配型钢混凝土柱受火后轴压性能试验研究

为研究部分预制装配型钢混凝土(PPSRC)柱在受火后的受压性能,开展了8个足尺PPSRC柱试件在历经ISO 834标准明火试验后的轴压试验和1个未受火PPSRC柱对比试件的轴压试验,研究核心部分混凝土强度、配箍间距及截面尺寸对标准受火条件下试件截面温度-时间曲线、轴压荷载-位移曲线和剩余承载力的影响。结果表明:RPC预制外壳能对内部型钢和核心混凝土起到良好保护作用;箍筋间距、现浇混凝土强度对截面温度场影响不大,型钢保护层越大,截面内部温度升高越慢且最高温度越低;PPSRC柱受火后轴压破坏形态与常温下类似;核心混凝土强度增加,试件承载力增大;箍筋间距减小对受火后试件承载力提高有利。

部分外包型钢混凝土黏结滑移性能的试验研究

通过对10个部分外包型钢混凝土进行推出试验,对部分外包型钢混凝土的黏结机理、黏结强度和黏结滑移本构关系等关键问题进行研究,分析混凝土强度等级、型钢与混凝土接触面状态及接触长度对型钢与混凝土间黏结滑移性能的影响,考察型钢翼缘及型钢腹板与混凝土的黏结强度。试验研究结果表明,生赤锈型钢的黏结应力比普通型钢高;型钢翼缘相对于腹板对总体黏结作用贡献更大;混凝土强度等级、接触面状态及接触长度是影响黏结强度的重要因素。根据所有试件的初始滑移黏结强度、极限黏结强度、残余黏结强度及其荷载-滑移曲线,提出部分外包型钢混凝土的黏结-滑移表达式,为部分外包型钢-混凝土组合构件抗剪连接性能的进一步研究提供参考。

型钢部分包裹再生混凝土短柱轴压性能试验研究

对型钢部分包裹再生混凝土短柱进行了轴压试验,考虑再生粗骨料取代率、混凝土强度、长细比等为变化参数,对其进行静力试验。结果表明:型钢与再生混凝土具有良好的协同工作能力;该组合柱在轴压下的受力过程可分为弹性阶段、弹塑性工作阶段和破坏阶段;以型钢翼缘屈曲、再生混凝土压碎为破坏形式。

拉力作用下部分外包钢-混凝土组合构件受剪性能试验研究

为了研究型钢与部分外包混凝土的在拉力作用下的纵向剪力传递性能,对6个部分外包钢-混凝土组合构件进行了轴拉试验,对其破坏形态和荷载-滑移曲线进行了分析。试验中主要考虑了型钢与腹部混凝土的黏结长度、混凝土强度、栓钉连接件数量等影响因素。研究结果表明:部分外包钢-混凝土组合构件破坏形态主要表现为黏结破坏、混凝土压碎和栓钉剪断;轴拉试验和推出试验中无栓钉连接的部分外包型钢混凝土组合构件的黏结力均随着型钢与混凝土间的黏结长度的增加而增大;对于无栓钉和有栓钉组试件,轴拉试验和推出试验中型钢与混凝土间的受剪承载力均随着混凝土抗拉强度的增加而增大,且近似成线性关系;部分外包钢-混凝土组合构件的受剪承载力随栓钉数量的增加而增大;相较无栓钉组试件,采用2根栓钉连接和4根栓钉连接的轴拉试件,其受剪承载力分别可提高近100%和250%。

插接装配式混凝土梁柱节点抗震性能

为提高装配式混凝土结构的装配效率,提出一种基于局部型钢与混凝土组合结构形式的插接装配式混凝土梁柱节点.通过低周往复加载试验将插接装配式混凝土节点抗震性能与现浇混凝土节点进行对比,结果表明:插接装配式节点主要在梁端发生型钢与周边混凝土的滑移破坏.由于受到拼接区组合效应问题及不同材料间几何非线性变形的限制,该新型装配节点的耗能能力和初始刚度较低,但承载力较现浇节点高.由有限元分析可知,保证梁内型钢与周边混凝土可靠黏结的情况下,插接式节点能够具有良好的抗震性能.