上盖开发混合结构钢柱-钢筋混凝土柱连接节点研究

车辆段上盖开发中利用上钢下混凝土混合结构可有效减小结构自重从而减小结构地震作用,使结构更加经济合理。但此种结构的连接节点尚无成熟的规范图集供参考,尚待研究后方可应用于实际工程。本文对北京地铁张家湾车辆段上钢下混凝土混合结构的钢柱与钢筋混凝土柱的连接节点进行了研究,并对其在正常使用工况和地震工况的受力性能进行了数值模拟。通过分析表明本文所研究的钢柱与钢筋混凝土柱连接节点受力合理、性能可靠。可为类似结构的此类节点设计提供参考。

外壳预制核心现浇装配式T型钢筋混凝土节点抗震性能试验研究

该文以研究外壳核心现浇预制装配式钢筋混凝土T型边节点的抗震性能为目的,制作一个新型装配式边节点和一个现浇边节点,开展两个T型节点抗震性能的低周反复试验,考察并分析比较采用两种不同施工方法的T型边节点的破坏形态、滞回特性、位移延性、能量耗散、刚度退化等抗震性能,研究表明新型装配式T型节点与RC现浇T型节点相似,具有良好的整体性和抗震性能,可以满足RC框架结构的抗震设计要求。

钢套箍钢筋混凝土梁柱节点低周反复加载试验研究

对于常规钢筋混凝土梁柱节点,经常出现梁纵筋在节点内紧密排列、左右交错而导致混凝土浇筑困难的情况。相交的梁纵筋处于同一标高,往往需要对梁纵筋进行弯折处理。这既给施工带来了不便,又使构件的受力性能受到影响。本文提出一种新型的钢筋混凝土梁柱节点构造方式,即钢套箍钢筋混凝土梁柱节点。按此节点构造方式制作了2个钢筋混凝土梁柱组合体试件,进行低周反复加载试验。分析了其节点区抗剪承载力、破坏特征、滞洄耗能等性能。并采用有限元软件ABAQUS进行了补充分析。结果表明建议的节点构造方式不仅能够极大地方便节点部位的混凝土施工,并且具有良好的承载能力和抗震性能。

钢筋混凝土框架节点抗火性能试验研究及理论分析

利用大型模拟火灾实验炉进行了钢筋混凝土足尺框架节点在恒定加载和ISO834标准升温耦合作用下的抗火性能试验,分析了试验节点的温度场分布规律、变形特点、混凝土爆裂现象、耐火极限及破坏特征.试验结果显示,所试验节点都是由于节点梁的加载端位移达到最大挠度而达到耐火极限,梁端荷载比对节点的耐火极限有明显影响;接近耐火极限时,节点梁端在恒定竖向荷载作用下的竖向位移增长明显加快,并在较短时间内失去了承载能力,破坏带有一定的突然性.基于ABAQUS软件平台,开发了适用于钢筋混凝土框架节点火灾反应分析的梁单元用户材料模型及子程序,并对试验节点进行了全过程模拟分析,分析结果与试验结果吻合较好.

应变率对钢筋混凝土梁柱中节点动态性能影响的试验研究

受材料率敏感性的影响,钢筋混凝土构件具有率敏感效应。对三个钢筋混凝土梁柱中节点组合体抗震性能试验,采用位移控制方式加载,研究节点组合体裂缝发展、承载能力、变形能力等随加载速率的影响规律。研究结果表明:不同应变率作用下,节点组合体均发生弯剪破坏,但应变率提高后,节点组合体内的裂缝数量减少,裂缝分布更集中;节点组合体承载能力随应变率的提高而增大,受钢筋动态强度的影响,节点组合体屈服荷载较极限荷载增长更明显;相对低应变率作用,高应变率作用下节点组合体在破坏前的耗能增加;应变率提高后,节点组合体的刚度增大,但由于惯性力的影响,超过一定范围后,其刚度退化加剧,应变率提高对试件的刚度有不利影响;应变率提高后,黏结滑移更明显,但节点组合体的变形能力没有减弱。

钢筋混凝土梁柱节点核心区拉-压杆模型化方法研究

OPENSEES(Open System for Earthquake Engineering Simulation)中的节点"宏模型"是一种模拟钢筋混凝土梁柱节点较为理想的高效单元模式,但目前该模型中确定节点核心区剪切应力应变关系的两种常用方法:修正斜压场理论(MCFT)和斜压杆模型,均存在不足;本文提出了能全面反映节点三种传力机理的拉-压杆模型方法来确定剪切应力-应变关系,并推导了该模型的变形协调条件、平衡方程。通过分析比较,拉-压杆模型方法的计算结果与相应的梁柱节点试验结果吻合较好,能在节点配箍率变化较大的范围,更好地反映核心区的剪切应力应变关系。

新型材料加固钢筋混凝土框架节点的抗震试验研究

结合近年来新型材料的开发应用和工程加固的实践经验,提出采用新型加固用混凝土材料来加固钢筋混凝土框架结构的新方法,该新型材料具有水泥基高黏结、低收缩、自密实的特点;并将该新型加固材料和传统的加大截面加固法相结合。为验证其加固节点抗震性能的效果,设计5个试件进行低周反复试验,分别比较无损坏、中度损坏、严重损坏和一次浇筑试件的各项抗震性能。试验结果表明该方法能够显著提高无损坏、中度损坏和严重损坏节点的抗裂度、抗剪强度、刚度和变形能力。

钢梁-钢筋混凝土柱连接节点试验研究

介绍了三个钢梁-钢筋混凝土柱连接节点在梁端往复加载的试验。试验结果表明,采用的梁贯通型连接具有良好的抗震性能,能够实现“强柱弱梁”、“强核芯弱构件”的抗震概念设计要求;提出了钢梁-钢筋混凝土柱连接设计建议。

传统风格钢筋混凝土梁-柱节点抗震性能试验研究

传统风格现代建筑结构是继承和创新地域建筑文化的良好载体,但由于构造方法不同,使其与常规现代结构有较大的区别。通过4个模型比例为1∶1.5的传统风格钢筋混凝土梁-柱中节点的低周反复荷载试验,研究了该类节点的破坏机理、承载能力、滞回特性和耗能能力等抗震性能,分析了体积配箍率、上下梁净间距对该类节点抗震性能的影响。结果表明:传统风格钢筋混凝土梁-柱节点在加载过程中形成了上、中、下3个小核心区,最初裂缝出现在下核心区,随后为上核心区和中核心区,最终破坏时3个小核心区均出现了"X"形剪切裂缝,其中下核心区破坏最为严重;随着体积配箍率的增大,节点极限承载力提高,滞回曲线更为饱满;随着上、下梁间距的增大,节点极限承载力基本不变,滞回曲线饱满度明显下降。与常规钢筋混凝土梁-柱节点相比,传统风格钢筋混凝土梁-柱节点的位移延性系数和极限阶段的耗能系数较小,延性和耗能性能相对较差。

钢筋混凝土框架异型节点抗剪承载力研究

根据9个钢筋混凝土框架异型节点试件的拟静力试验结果,指出异型节点受力过程分为初裂、通裂、极限和破坏4个阶段;讨论了轴压比、节点核芯配箍率、柱截面高度变化对异型节点抗剪性能的影响;提出应考虑节点核芯区箍筋屈服的不均匀性并在通裂状态下以“小核芯”为分析单元来研究此类节点抗剪承载力的建议;最终给出了异型节点抗剪承载力的计算公式。

低周反复荷载下钢筋混凝土异型节点的损伤分析

基于钢筋混凝土异型节点的受力特点和破坏模式,提出了一种将其视为子结构进行损伤分析的方法,并建立了适用于低周反复荷载下钢筋混凝土异型节点的损伤模型.通过与试验结果相对比,证明,钢筋混凝土异型节点的损伤分析不仅丰富了伪静力条件下的实验内容,而且为该类节点受力机理和破坏过程的研究提供了一种行之有效的手段.研究表明,在伪静力条件下钢筋混凝土异型节点的总体损伤是由其内部各主要控制因素的损伤共同贡献而成,在加载之初受混凝土损伤影响较大,而在加载中后期则主要由节点核心区纵筋及箍筋的损伤起控制作用.

基于ABAQUS的传统风格建筑钢筋混凝土梁-柱节点有限元分析

在传统风格建筑钢筋混凝土梁-柱节点抗震性能试验的基础上,采用ABAQUS非线性有限元软件对传统风格建筑钢筋混凝土梁-柱节点进行单调荷载作用下的有限元分析。通过对模型的有限元分析,得到了此类节点的变形图、混凝土受拉损伤分布图、最大主塑性应变云图和单调荷载作用下的P-Δ骨架曲线等。并且对节点体积配箍率、轴压比及上梁和下梁间距等影响此类节点抗剪承载力的主要因素进行了分析。结果表明:利用ABAQUS对传统风格建筑钢筋混凝土梁-柱节点的有限元分析结果与试验结果符合较好;随体积配箍率的增大,节点抗剪承载力提高幅度降低;随轴压比的增大,节点抗剪承载力和延性均得到不同程度的提高;上梁和下梁间距的变化对节点抗剪影响较小,考虑到上梁和下梁的协调性及建筑的美观性,建议在不影响建筑的美观基础上,上梁和下梁间距可以适当增大,以提高节点的抗剪能力。

钢骨超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点滞回性能的有限元分析

基于钢骨超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点滞回性能的试验结果,运用大型通用有限元软件ANSYS的二次开发语言APDL建立框架节点有限元分析模型,进行节点试件裂缝分布、滞回曲线、骨架曲线以及承载力的分析,并与试验结果进行了对比。研究结果表明;在加载初期,有限元模型所得滞回曲线以及骨架曲线与试验实测结果吻合较好;由于有限元模型忽略各种初始缺陷,在达到试验所得的屈服位移后,有限元模型所得结果与试验结果存在一定偏差,但是总体上有限元模型较好地反映出钢骨超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁框架节点的滞回性能。

钢筋混凝土框架节点火灾反应非线性分析

基于ABAQUS软件平台,开发了适用于钢筋混凝土框架节点火灾反应分析的梁单元用户材料模型及子程序。首先,以梁单元截面积分点编号为依据,输入各积分点的温度—时间曲线;然后,利用塑性增量理论,考虑混凝土材料的受拉断裂和受压软化,建立了可用于框架节点火灾反应分析的混凝土材料模型,并且编制了用户子程序UMAT。用该方法对恒定加载与火灾升温耦合作用下的钢筋混凝土框架节点进行了全过程分析,分析结果与试验结果吻合较好,表明该方法是合理可行的。

基于神经网络的钢筋混凝土异型节点抗裂能力预测

利用神经网络方法研究了低周反复荷载作用下钢筋混凝土异型节点抗裂承载力与各主要影响因素之间复杂的非线性关系,建立了承载力的BP神经网络预测模型,预测结果与试验结果吻合较好。分析结果表明神经网络计算是钢筋混凝土构件力学性能研究中的一种很有潜力的新方法。

梁柱端碳纤维布加固的钢筋混凝土框架中节点的试验研究

本文通过试验验证了一种用碳纤维布对RC节点域的梁柱端部进行加固的方法.低周反复加载试验表明,这种加固方法明显提高了节点域梁柱端的抗弯承载能力,延性和耗能能力也得到改善.

基于人工神经网络的钢筋混凝土异型节点抗剪承载力预测

研究了利用神经网络技术分析钢筋混凝土框架异型节点抗震性能的可行性.从前馈神经网络原理分析出发,利用神经网络方法研究了低周反复荷载作用下的钢筋混凝土框架异型节点抗剪承载力与各主要影响因素之间复杂的非线性关系,并建立了承载力的BP神经网络预测模型.通过与试验结果相对比,新方法获得了令人满意的结果.分析结果表明神经网络计算在钢筋混凝土框架异型节点的抗震行为和力学特性研究领域是一种切实可行且极具发展潜力的新方法.

基于神经网络的钢筋混凝土异型节点损伤分析

提出了将神经网络技术引入到钢筋混凝土构件损伤分析中的意义,并介绍了其在结构分析中的应用。根据低周反复荷载作用下钢筋混凝土框架异型节点的受力特点和破坏模式,定义了节点的损伤指标并分析了影响节点损伤指标的主要因素。利用前馈神经网络方法建立了该类节点的损伤模型。通过与传统分析方法相对比可知,在拥有了充分可靠的试验数据基础上将神经网络技术引入到伪静力条件下钢筋混凝土构件的损伤分析中可在一定程度上弥补传统计算方法的不足,为异型节点的研究提供了一种切实可行的途径。

钢筋混凝土T型节点位移极限仿真模拟

在各种载荷工况下,对钢筋混凝土梁柱节点进行受力分析比较困难。为此,对梁柱节点的静力学特性进行了仿真分析。采用有限元对梁柱节点的整体进行了静力学分析和简化;利用ANSYS分析软件,依据有限元理论对实际结构进行了合理的力学简化;通过建模、材料属性、约束、加载等程序,利用APDL语言编程,对梁柱节点进行了载荷受力仿真分析,分析了整体结构变形和应力分布,并对其仿真模拟值进行了验证。研究结果表明:变形与应力仿真模拟值与ANSYS Inc.模拟值和实测值三者的吻合度非常高,表明此种模拟计算方法契合实际钢筋混凝土节点,可靠性较高;该结果可以为此类构件进行优化奠定基础。

钢筋混凝土柱-钢梁盒式节点抗剪机理及抗剪承载力计算

为研究钢筋混凝土柱-钢梁(reinforced concrete column and steel beam,RCS)盒式节点的抗剪承载力,基于低周反复荷载试验结果,采用理论和有限元方法分析了该类节点的内部钢腹板、外部钢侧板和节点区混凝土的抗剪机理及其对节点抗剪承载力的贡献,推导了该类节点的抗剪承载力计算公式。盒式节点的剪力由内部钢腹板、外部钢侧板和节点区内、外侧混凝土所形成的斜压杆机构共同承担,其中内部钢腹板和内侧混凝土为主要承力组件,对节点抗剪承载力的贡献分别占比为50%,30%左右;基于盒式节点中外部钢侧板承担剪力较小且与内部钢腹板抗剪承载力之比相对稳定的特点,引入放大系数β反映外部钢侧板对节点抗剪承载力的贡献,推导了盒式节点中钢组件的抗剪承载力计算表达式;基于混凝土斜压杆原理和内、外侧混凝土对节点抗剪承载力的贡献,推导了盒式节点中混凝土组件的抗剪承载力计算表达式;最后将处于承载力极限状态的钢组件、内侧混凝土与尚未屈服的外侧混凝土进行叠加建立了RCS盒式节点的抗剪承载力计算公式,计算结果与相应试验结果及有限元分析结果均吻合良好。