混合接头装配式方钢管约束混凝土桥墩抗震性能研究

为了解混合接头(灌浆套筒和钢管剪力键相结合)及方钢管约束对装配式方形截面混凝土桥墩抗震性能的影响,分别制作混合接头连接+方钢管约束、灌浆套筒连接+方钢管约束、灌浆套筒连接+无约束的装配式方形截面混凝土桥墩试件各1根开展拟静力试验及有限元计算,分析各桥墩试件的破坏模式、结构延性、耗能能力、强度退化、刚度退化、残余位移等抗震性能及影响参数。结果表明:装配式方钢管约束混凝土桥墩试件的破坏形态基本相同,均为压弯破坏。与无约束的装配式混凝土桥墩试件相比,装配式方钢管约束混凝土桥墩试件的水平荷载峰值和位移延性系数更高;与灌浆套筒连接的装配式方钢管约束混凝土桥墩试件相比,采用混合接头连接的装配式方钢管约束混凝土桥墩试件滞回曲线更饱满、无明显捏缩,抗震性能更好。对于混合接头装配式方钢管约束混凝土桥墩,增大轴压比和降低长细比可提高桥墩的承载力,但降低了延性;增大约束系数可提高桥墩的承载力和延性,建议混合接头装配式方钢管约束混凝土桥墩的轴压比≤0.3,长细比≤12,约束系数取0.58~0.90。

剪力连接度对组合梁-钢筋混凝土柱节点抗震性能的影响

通过对4榀低周反复荷载作用下的不同剪力连接度的端板螺栓连接的组合梁、钢筋混凝土柱节点的试验,得出该类型节点在反复荷载作用下的滞回曲线,并探讨其恢复力特性,并结合试验结果对节点的破坏形态、应变规律、延性、滞回曲线等抗震性能进行分析和讨论。由试验结果可以看出,组合节点的刚度退化随荷载增加而增大。其延性及耗能能力均随剪力连接度的减小而减小。

螺栓端板连接节点加固后承载性能有限元分析

已有试验表明,螺栓端板连接梁柱节点具有良好的受力性能,但节点刚度较小,循环荷载作用下破坏模式以螺栓拉断为主。当建成的结构由于各种因素螺栓端板节点承载性能不能满足要求时,需要进行加固以提高节点刚度和承载力,改善其抗震性能,本文提出了在柱腹板加斜向加劲肋,并对端板进行焊接的加固方案。有限元分析表明加固后节点的刚度、延性和承载力都得到提高。静力加载时,荷载-位移曲线在达到峰值后出现平缓的下降段;循环加载时,节点破坏模式是梁翼缘发生局部屈曲形成塑性较,滞回曲线饱满。由于使用了焊缝,节点有可能发生脆性破坏,加固中应尽量使用较小尺寸的焊缝,施工中也应保证焊缝的质量,减小残余应力。

基于PBL-栓钉组合剪力键的钢-UHPC组合桁式拱桥节点拉拔性能研究

为研究概念设计的1000 m钢-UHPC组合桁式拱桥新结构中拱肋-腹杆节点构造形式、UHPC强度对节点拉拔性能的影响,及新型PBL-栓钉组合剪力键应用于拱肋-腹杆节点的有效性,设计制作缩尺比为1∶5的4种采用不同剪力键形式(1对PBL剪力键+2排栓钉、2对PBL剪力键+3排栓钉、2对PBL剪力键、3排栓钉)的拱肋-腹杆节点模型进行拉拔试验,并进行缩尺、足尺模型有限元分析。试验和缩尺有限元分析结果表明:采用PBL-栓钉组合剪力键、仅采用PBL剪力键、仅采用栓钉的拉拔试件的破坏模式分别为UHPC拱肋剪切破坏、锚固区UHPC拔出、栓钉拉断;采用PBL-栓钉组合剪力键的试件最大安全系数为2.43,满足设计要求。根据足尺有限元模型结果,采用PBL-栓钉组合剪力键的拱肋-腹杆节点总用钢量少,拉拔性能好,设计合理;UHPC的抗压强度对节点的拉拔性能影响不大;适当提高UHPC的抗拉强度可提高节点的拉拔极限承载力。

反复荷载下组合梁-钢筋混凝土柱节点的有限元分析

应用非线性有限元法分析了组合梁的剪力连接度对组合梁-钢筋混凝土柱节点抗震性能的影响。利用ANSYS软件建立了端板高强螺栓连接的组合梁-混凝土柱框架节点的有限元模型,同时根据试验的情况对模型施加边界条件,根据实际加载的情况对模型施加荷载。根据ANSYS计算结果画出的各构件的骨架曲线,将之与试验结果进行了耗能、延性等方面的对比,结果表明两者之间规律一致,但存在一定的误差,导致误差主要是有限元分析计算时混凝土本构模型的选取差异,钢筋混凝土非线性有限元分析的准确性在很大程度上依赖于混凝土本构关系的合理性。