钢筋错位对接套筒的T形柱节点抗震性能研究

装配式混凝土异形柱节点的抗震性能是影响工程结构长期安全稳定的关键性因素。针对装配式结构中常见的节点连接处钢筋与套筒错位的质量问题,采用足尺模型试验方法,研究了偏位钢筋弯折处理后对接套筒的装配整体式T形柱组合节点在低周往复荷载作用下的承载能力、骨架曲线、延性及累积耗能等抗震性能指标,并对比了相同设计参数的正常现浇节点。结果表明:钢筋错位对接套筒与钢筋错位区未出现粘结破坏,连接钢筋弯折后可以实现有效传力;装配边柱节点的承载能力、延性系数和总耗能均大于现浇节点抗震性能的95%,而装配中柱节点与现浇节点相比存在明显削弱;钢筋与套筒错位对接的节点具有较强的变形能力和抗倒塌能力,为使节点同时满足“强柱弱梁”和“强节点弱构件”的抗震设计理念,两个水平循环荷载作用方向上的截面刚度对节点的抗震性能影响较大,设计装配式T形柱节点时应使其在两个受力方向上的截面刚度对称。

T形柱框架节点延性及承载力的试验研究

对10根T形柱节点进行了低周反复荷载作用下的试验研究,着重分析了T形柱节点的承载能力和破坏特点,梁、柱主筋和核心区箍筋应力变化;实测梁端的荷载-位移滞回曲线,研究轴压比、配箍率对节点核心区受剪承载力和延性性能的影响。并把试验结果与混凝土规范中矩形柱节点计算公式进行了比较。

T形柱框架节点受剪承载力的非线性有限元分析

异形柱结构体系在国内已使用多年,但有关异形柱框架节点的破坏形态、受剪承载力的研究还很不充分.虽然《混凝土异形柱结构技术规程》(征求意见稿)建立了节点的受剪承载力公式,但该式并未考虑到异形柱与矩形柱框架节点相比较而言的某些特殊性.利用ANSYS对T形柱节点进行了低周反复荷载作用下的非线性有限元分析,指出了该节点核心区混凝土受力机理不符合斜压杆原理,提出了由于柱翼缘板的存在,使得节点核心区的裂缝分布形态不同于矩形柱框架节点,讨论了轴压比与受剪承载力的关系,柱翼缘板宽度和梁柱抗弯刚度比对节点破坏形态的影响.

预制装配式T形柱梁柱节点抗震性能试验研究

以异形柱框架结构的关键构件T形柱梁柱节点为研究对象,通过同条件的预制装配式构件和整体现浇构件的拟静力对比试验获得了预制装配式梁柱节点的抗震性能指标,结果表明预制装配式梁柱节点与同条件现浇整体节点相比,其滞回曲线、骨架曲线和平均退化曲线均基本重合;其极限荷载和极限位移的差值百分比分别为9.3%和0.4%,从而说明预制装配式节点的力学能力可以等同于现浇整体节点。

钢筋混凝土T形柱边节点非线性有限元分析

利用有限元计算软件ANSYS,对T形柱边节点进行了非线性有限元分析,并与试验结果比较,验证了计算结果的可行性。随后分析计算了节点水平箍筋对节点抗剪承载力的影响,并以斜压杆原理对现有的节点剪力公式进行了改进。

钢骨混凝土T形截面柱节点抗震性能研究

为研究钢骨混凝土T形截面柱节点的构造措施及抗震性能,对6个钢骨混凝土T形截面异形柱节点及2个混凝土T形截面异形柱节点进行试验,考虑单、双向荷载作用下节点低周反复荷载作用,测得了节点梁端荷载-位移曲线和骨架曲线以及各阶段的荷载和位移值,并分析了节点的延性、耗能、抗剪性能、功比指数及破坏形态。试验研究表明,该节点形式具有很好的延性和能量耗散能力,证明配有钢管和型钢的钢骨混凝土T形柱和钢筋混凝土梁连接方法是可靠的,节点能够有效传递弯矩和剪力。由于柱为钢骨混凝土柱,节点核心区的抗剪承载力有了较大的提高。双向荷载作用下试件的屈服荷载、极限荷载及破坏荷载相对单向情况下的均较小。

T形型钢混凝土柱-钢梁节点滞回特性研究

为更好地研究T形型钢混凝土(SRC)柱-钢梁构件的抗震性能,基于已有Bouc-Wen模型,结合课题组前期试验结果,对节点试件的滞回特性进行了分析,将试件骨架曲线简化为三折线形模型,通过将Bouc-Wen模型中关键参数的再次定义,建立了适用于T形SRC柱-钢梁节点的连续曲线形滞回模型。随后采用遗传算法对模型的相关参数进行识别和求解,基于回归分析方法建立了构件设计参数与滞回模型参数之间的函数关系表达式。最后,通过与试验结果的对比分析,对节点滞回模型的有效性进行了验证。结果表明:所建模型能够较好地描述T形型钢混凝土柱-钢梁节点在反复荷载作用下的滞回特性,研究结果可为该类结构抗震计算分析提供理论支撑。

混凝土T形柱框架节点的试验及弹塑性有限元分析

为研究T形节点的抗震性能及节点破坏机理,通过对反复荷载下3组(6个)节点试件的试验,研究梁截面尺寸(截面高度)、轴压比和节点配箍率对节点抗震性能的影响,发现T形柱框架节点在低周期反复荷载作用下的裂缝形式与常规矩形节点的X形交叉裂缝不同,其呈反K形。同时利用有限元分析软件ABAQUS对3组节点试件进行弹塑性模拟分析,并验证T形柱框架节点在低周期反复荷载作用下的裂缝呈反K形。针对此类裂缝提出设计建议,对损伤塑性模型中的主要参数影响机理及取值进行简要说明。

钢骨混凝土T形截面柱节点抗震性能研究

为研究钢骨混凝土T形截面柱节点的构造措施及抗震性能,对6个钢骨混凝土T形截面异形柱节点及2个混凝土T形截面异形柱节点进行试验,考虑单、双向荷载作用下节点低周反复荷载作用,测得了节点梁端荷载-位移曲线和骨架曲线以及各阶段的荷载和位移值,并分析了节点的延性、耗能、抗剪性能、功比指数及破坏形态。试验研究表明,该节点形式具有很好的延性和能量耗散能力,证明配有钢管和型钢的钢骨混凝土T形柱和钢筋混凝土梁连接方法是可靠的,节点能够有效传递弯矩和剪力。由于柱为钢骨混凝土柱,节点核心区的抗剪承载力有了较大的提高。双向荷载作用下试件的屈服荷载、极限荷载及破坏荷载相对单向情况下的均较小。

T形钢管混凝土柱-混凝土梁外加强环板式节点抗震性能正交试验研究

对18个T形钢管混凝土柱-混凝土梁外加强环板式节点采用有限元与正交试验法相结合的方式进行抗震性能研究。结果表明,节点的裂缝发展经历初裂、通裂、极限、破坏四个过程;牛腿在梁端荷载的传递过程中起到桥梁作用;最终以牛腿与梁交界处形成塑性铰而破坏,符合"强节点弱构件"的抗震设计思想。对节点极限承载力、位移延性系数以及能量耗散系数三个性能指标影响最为显著的因素均为框架梁配筋率。框架梁混凝土强度等级的提高可以提高节点极限承载力,但是增幅过大不利于节点抗震性能,所以工程设计时应合理地选择框架梁混凝土强度等级。

T形钢管混凝土柱-混凝土梁外加强环板式节点抗震性能非线性分析

通过ABAQUS软件对15个T形钢管混凝土柱-混凝土梁外加强环板式节点抗震性能进行非线性分析。结果表明,节点模型均在核心区产生应力集中,不过参数的变化导致应力集中以及向四周扩散的程度有所差异。各节点模型的滞回曲线形状饱满,没有捏缩现象,滞回性能良好;位移延性系数均大于1.93,等效粘滞阻尼系数均大于0.180,能量耗散系数均大于1.134,这些抗震性能指标远远超过普通钢筋混凝土结构的要求,部分甚至超过型钢混凝土结构的要求。通过参数分析,了解节点抗震性能指标随参数的变化规律。框架梁配筋率增大不仅可以提高节点承载能力,而且对节点抗震性能提高也很有帮助;牛腿长度增大虽对节点承载力能力较为有利,但对抗震性能影响比较有限。