Seismic Behaviour of Beam-Column Joints of Precast and Partial Steel Reinforced Concrete

A beam-column joint of precast and partial steel reinforced concrete( PPSRC) is proposed for precast reinforced concrete frames. The PPSRC consists of partial steel and reinforced concrete. The partial steel is located in the core joint region and the connections between concrete members. This paper presents an experimental study of a series of PPSRC specimens. These specimens are tested under low cyclic loading.Experimental results demonstrate that the bearing capacity of the PPSRC specimens is 3 times that of the ordinary reinforced concrete( RC) beam-column joints. The strength and stiffness degradation rates are slower compared with that of the RC beam-column joints. In addition,the strength of the core joint region and the connections is higher than other parts of the PPSRC specimens. Beam failure occurs firstly for the PPSRC specimens,followed by column failure and connections failure. The failure of the core joint region occurs finally.Test results show that the seismic performance of the PPSRC is better than that of the ordinary RC beam-column joints.

部分埋入式箱形型钢再生混凝土梁受弯性能分析

根据工程实践,提出了部分埋入式箱形型钢再生混凝土梁(Partially Embedded Box Section Reinforced Recycled aggregate Concrete Beam,PEBRRCB),利用ABAQUS软件建立部分埋入式箱形型钢再生混凝土梁的有限元受弯性能模型,研究其正截面受弯性能,并考虑再生粗骨料取代率、箱形型钢埋置深度、再生混凝土强度和箱形型钢强度对梁受弯性能的影响规律,建立了部分埋入式箱形型钢再生混凝土梁的正截面受弯承载力计算方法。研究结果表明:取代率和混凝土强度的变化对梁的抗弯承载力和刚度的影响较小,但对延性有一定影响;型钢埋置深度和型钢强度的变化对梁的抗弯承载力、刚度和延性都有较明显影响;提出的计算公式可以准确计算部分埋入式箱形型钢再生混凝土梁的正截面受弯承载力。

预制混凝土构件在装配式钢结构住宅中的研究与应用

济源富士花园二期项目为装配式钢结构住宅,在设计阶段结合了预制楼梯、预制飘窗、预制空调板等预制混凝土构件,并成功研究应用了“预制混凝土构件+装配式钢结构”的新型节点设计及施工技术。其中,预制楼梯通过后灌浆技术,解决了预制楼梯与钢梯梁两种刚性构件连接节点间隙的问题,避免了因构件制作、安装偏差叠加导致的质量缺陷;预制飘窗采取“双向调节+可调斜拉装置”技术实现快速调平和销键对中,提高了工效和施工质量,同时通过预制飘窗侧面与楼板设计上预留间隙,实现梁窝与组合楼板的混凝土同步浇筑;预制空调板通过预埋连接件限位固定及可调斜拉装置,实现了无支撑条件下快速精准安装就位。

钢筋混凝土预制板裂缝分析

探究钢筋混凝土预制板裂缝开展规律及处理方法对提高钢筋混凝土预制板结构的安全性、耐久性和可靠性至关重要。文章设计了4个钢筋混凝土预制板试件,其中一个未设置钢筋网片,另外三个设置了不同配筋率的钢筋网片,对试件进行了加载试验,对比了不同试件的荷载-挠度曲线、刚度比、承载力,分析了裂缝的间距及宽度。结果表明,设置钢筋网片能够抵抗裂缝开展、提升试件的承载力及刚度,且随着钢筋网片配筋率的增大,试件刚度、极限承载力提升幅度增大,裂缝短期最大宽度的降低幅度提高。

部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱轴压试验

为研究部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱的轴压性能,以混凝土强度及系杆间距为参数,对1根六边形孔蜂窝钢柱及5根部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱进行了轴压试验.结果表明:相较于未加固的六边形孔蜂窝钢柱,混凝土部分外包加固能有效提升六边形孔蜂窝钢柱的承载能力及耗能性能.对于部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱而言,随着混凝土强度的上升,其承载能力和延性会逐渐提高,且能有效约束六边形孔洞周边的变形和焊缝撕裂问题.随着系杆间距的减小,柱体承载能力逐渐变大,但其延性和耗能会降低.轴压状态下,部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱的孔洞应力基本呈对称分布,孔洞周边最大应力多分布于六边形孔棱角处.

基于修正压力场理论的PSRC梁受剪承载力分析

为分析预制装配型钢混凝土(PSRC)梁的受剪机理并准确计算其受剪承载力,考虑剪跨比、型钢类型、抗剪连接件、现浇混凝土强度与类型、加载方式、浇筑方式等影响因素,设计并制作了10根PSRC梁试件,对其中9根PSRC梁试件进行低周反复荷载试验,另1根PSRC梁试件进行单调加载对比试验。基于改进的修正压力场理论提出了适用于PSRC梁的受剪计算公式。研究表明:PSRC梁受剪承载力试验值与计算值吻合较好;计算内置蜂窝型钢试件受剪承载力时,需将型钢腹板的贡献进行折减,使其满足安全要求。

U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构施工技术措施探讨

文章对U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构的节点施工工艺进行分析,包括预制混凝土桥面板-现浇桥面裂缝控制技术、预制混凝土桥面板U形预留筋及剪力钉后装技术、U型钢箱梁-预制混凝土桥面板连接节点密封技术。上述施工技术有效解决了U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构在施工过程中存在的问题,保证了施工质量并实现了2个月内完成高架桥钢混组合结构桥梁的桥面施工工程。

竖向新型连接装配式剪力墙抗震性能试验研究

为综合评价基于钢板网成孔的竖向钢筋搭接连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能,制作了足尺试件,进行了拟静力试验并与现浇试件对比.试验结果表明:对于最终破坏形态,钢板网成孔的竖向钢筋搭接连接试件与现浇试件基本相同,初始裂缝出现位置不同.两者滞回曲线均较饱满,骨架曲线走势基本一致,耗能能力接近.各装配试件与现浇试件极限位移角为1/55到1/43,位移延性系数为4到5,满足延性要求.钢板网成孔的竖向钢筋搭接连接试件较现浇试件各阶段荷载承载能力有所降低.装配式混凝土剪力墙结构水平拼缝采用合理构造可以达到与现浇结构相接近的延性、承载能力以及抗震耗能能力.

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究

预制装配式混凝土结构的节点连接方式是目前解决该技术推广的重点问题.提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,即把钢筋混凝土框架结构分解成柱预制构件和梁预制构件两个部分,只在构件连接区和梁柱核心区设置钢骨,钢骨在混凝土构件中不连续,连接区为无筋钢骨混凝土.开展了3个预制装配式部分钢骨混凝土框架中节点试件的低周往复试验,并与两个相同工况的钢筋混凝土框架中节点试件进行了对比.对2种形式5个试件的破坏规律、滞回曲线、承载能力、刚度退化及延性进行了分析,发现预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力是相同配筋的钢筋混凝土试件的3倍,承载力及刚度退化缓慢,延性和耗能能力较好,说明装配式连接节点的设计可靠、抗震性能好,符合强节点、弱构件的抗震设计理念,可用于预制装配式混凝土框架结构的现场装配施工.

断层破碎带巷道底臌作用机理与控制技术

针对阳城煤矿-650南翼综机库(返修后为-650集中制冷硐室)底臌问题,采用现场调研和室内测试分析了底臌影响因素,包括断层破碎带影响、底板岩体质量差、底板浸水劣化和底板支护薄弱,其中前2条属于地质因素,要摸清参数分析利害,后2条属于人为因素,要优化设计设置防水。通过有限元模拟了原有支护和返修支护条件下底臌形成过程,模拟显示原支护条件下,巷道底板零位移标线距离巷道底板地坪7 m左右,零应变标线距离底板地坪10 m左右;底板有明显的3个区域:拉应变上升区、拉应变压缩区、压应变压缩区,其中拉应变上升区分布范围广且深度大(即零位移标线深度大),围岩应力作用下拉应变上升区持续位移是造成底臌的关键原因。返修方案优化了全断面支护并重点强化底板支护力,模拟显示返修后底板零位移标线距离巷道底板地坪约4 m,与原有支护条件下相比,零位移标线抬升约3 m,减小了底臌发生区深度,控底效果显著。由此,提出了以底板零位移标线深度(即底臌产生区深度)来分析底臌作用机理,在单一变量条件下,分析得出底板支护力σ、底板岩体强度σc、巷道埋深H及巷道半径R与底板零位移标线深度hs的相关函数分别符合对数函数、幂函数、线性函数和对数函数。其中底板支护力和巷道半径影响作用显著,底板岩体强度影响作用次之,巷道埋深影响作用再次之。因此,为抑制底臌,在常规支护条件下应尽可能提高底板支护力;在巷道满足使用要求条件下应尽可能减小巷道尺寸;对软岩底板应尽可能保持或优化底板岩体强度,必须进行底板防排水。最后,实施了以锚网索喷+钢管混凝土支架技术优化全断面支护并以钢筋混凝土底梁强化底板支护的综合返修支护方案,工程实践表明返修后底臌控制良好,底臌量低于20 mm,经计算钢筋混凝土底梁支护力1. 02 MPa,钢管混凝土支架反底拱支护0. 91 MPa,返修方案的底板总支护力σ=1. 93 MPa,属于高支护力方案。但是返修方案也存在施工复杂和支护成本较高问题,为此提出由预制装配式弧板+控底锚索+防水层组成的优化支护系统,施工简单,成本经济。

局部钢纤维混凝土梁腐蚀后弯曲性能试验研究

为了研究海洋防腐蚀结构工程耐久性,采用局部钢纤维混凝土制作了9根试验梁,通过模拟海洋环境中进行干湿交替的循环腐蚀作用,进行腐蚀电位测试。对不同钢纤维体积率、不同钢纤维铺设厚度、不同腐蚀程度的钢纤维钢筋混凝土梁进行四点弯曲静力试验研究。结果表明:混凝土中的分布于钢筋周边的钢纤维,改变了含水腐蚀介质中离子的汇聚方式,阻止了内部钢筋的腐蚀。钢纤维的加入对于提高钢筋混凝土梁的开裂载荷和耐久性具有重要作用。当钢纤维体积率为1.25%、钢纤维混凝土厚为50mm时效果最为显著。采用钢纤维作为主动防止钢筋锈蚀的工程技术具有广泛的应用前景。

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱节点承载能力的试验研究

为了更好的实现建筑结构工厂化生产,找到可靠、实用、经济的预制装配式结构连接方式,提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,进行了六个预制装配式部分钢骨混凝土节点试件的低周往复试验,并与四个相同工况的钢筋混凝土试件的承载力、裂缝和破坏情况进行了对比分析,结果表明:预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力约为普通钢筋混凝土试件的3倍,符合"强节点弱构件、强柱弱梁"的抗震设计理念,说明预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的承载能力优于普通钢筋混凝土结构,连接可靠,是实现工厂化生产、现场装配施工的可行结构形式.

预制装配型钢混凝土梁受剪承载力试验与计算方法研究

为了深入研究预制装配型钢混凝土梁的受剪机理并提出可准确预测其受剪承载力的计算公式,该文完成了2个足尺预制装配型钢混凝土梁试件的静力剪切性能试验。通过分析试件的破坏过程、荷载-位移曲线和应变发展规律,对不同剪跨比下试件的破坏形态和承载能力进行了研究。基于变形协调桁架-拱模型和Nakamura模型建立了该种预制装配型钢混凝土梁及普通现浇型钢混凝土梁共同适用的受剪承载力计算模型。通过与75个发生剪切破坏的型钢混凝土梁试验结果对比可得:该文提出的计算方法可较好反映型钢混凝土梁的剪切破坏机理,试验值与计算值吻合良好;规范AISC360-2010和JGJ138-2016建议的受剪承载力计算公式较为保守。

局部高密度钢纤维混凝土疲劳裂纹扩展实验研究

在混凝土弯曲构件底部用高密度钢纤维局部增强称为局部高密度钢纤维混凝土 (PHPFRC) ,与同样纤维掺量的传统钢纤维混凝土 (SFRC)比较 ,它可以用近似的价格获得高得多的力学性能 .本文对 PHPFRC缺口试件在循环荷载下的裂纹扩展规律进行了研究 ,发现裂纹并非是由一条主裂纹循序渐进地发展 ,而是随着循环次数的增加 ,呈多条短裂纹陆续出现、弥散式发展的趋势 ,说明在高密度纤维的增强下 ,混凝土的疲劳断裂由脆性向韧性转变 .根据实验及分析结果得出了两种纤维掺量下 PHPFRC试件的 Paris参数 ,并且用一个分维值 D的变化描述了裂纹的演化过程 ,发现裂纹失稳扩展前的临界分维值 Dc

预制混凝土梁端预埋槽钢节点承载性能数值研究

近年来装配式建筑在我国得到了大力推广,其应用越来越广泛。针对预制混凝土梁和型钢混凝土柱的装配式结构体系,提出了一种新型节点:在预制混凝土梁的端部预埋一定长度槽钢,然后通过高强度螺栓与型钢混凝土柱连接。采用ABAQUS有限元软件建立数值模型,研究了槽钢预埋长度、预埋偏心、端部加密箍筋和梁跨中空腔等因素对节点承载力的影响。数值分析结果表明,槽钢预埋长度在100~300mm范围内对承载力影响不是很明显;端部箍筋加密能提高节点的承载力;当槽钢形心轴偏离梁截面形心轴时,因梁受到额外扭转作用而导致承载力下降;梁跨中空腔有利于减小构件自重,但对节点的承载力影响不大。

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁正截面抗裂计算方法研究

在钢筋钢纤维增强部分混凝土梁试验研究的基础上 ,结合理论分析 ,探讨钢纤维对正截面抗裂的影响 ,研究与普通钢筋混凝土计算理论相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土梁正截面抗裂的计算方法 ,提出相应的计算公式。

纤维塑料筋部分预应力混凝土梁延性性能试验研究

通过10根芳纶纤维筋有粘结部分预应力混凝土梁和8根碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁的静载试验,研究了混合配置纤维塑料预应力筋及环氧涂层普通钢筋的部分预应力混凝土梁的延性性能,实测了位移延性系数μ_△、曲率延性系数μ_Φ,以及耗能比例系数μ_(in);并以综合配筋指标β_0和预应力度λ为变量,研究其对上述纤维塑料筋有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的位移延性、曲率延性和耗能能力的影响规律。试验证明,这种混合配筋梁具有较好的延性性能及能量耗散能力。

型钢混凝土空腹叠合梁受剪承载力试验研究

为更加深入研究型钢混凝土叠合梁的受剪机理,提出更为优化的截面形式,该文完成了10个足尺型钢混凝土叠合梁在单调集中荷载作用下的静力试验研究。通过考察剪跨比、截面形式(空腹和实腹)等参数对受剪性能的影响,着重研究了足尺型钢混凝土空腹叠合梁的受剪性能。结合试验结果对各试件的裂缝形态、破坏特征、承载能力、变形等性能进行了分析研究。采用桁架-拱模型并基于变形协调条件将桁架、拱和型钢三者对受剪承载力的作用相结合,建立了适用于型钢混凝土叠合梁的受剪承载力计算方法。结果表明:型钢混凝土空腹叠合梁与实腹叠合梁具有相似的受剪性能和破坏形态,承载力随剪跨比的增大而减小,试件整体性良好;采用JGJ 2016和YB 9082-2006计算的受剪承载力离散型偏大,该文建立的修正桁架-拱模型计算值与试验结果吻合较好。

港珠澳大桥承台墩身工厂化预制施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用浅埋式预制墩台结构，墩高19．143～42．974m，承台尺寸为15．6m×11．4m×4．5m；预制承台及其底节墩身最高18．5m，最重2370t；墩身采用矩形空心墩结构；承台及墩身分别采用C45、C50混凝土。该桥承台、墩身采用整体预制施工，在自动化钢筋加工车间利用数控钢筋弯曲机加工钢筋，经验收合格后运输至场内指定位置进行钢筋绑扎、安装，承台钢筋绑扎后整体横移至预制台座上，墩身钢筋通过龙门吊机整体吊装插入承台钢筋，安装模板，进行承台、墩身的一次性整体浇筑，待混凝土达到设计强度后拆除模板，将承台、墩身横移至存放台座完成预制。目前，已完成32个桥墩的承台、墩身的工厂化预制施工，施工质量良好。

钢纤维钢筋混凝土无粘结部分预应力扁梁柱节点设计方法的研究

在四个扁梁柱节点试验的基础上 ,本文通过理论推导 ,得到一套考虑节点内、外核心区内的钢纤维和扁梁中配有的无粘结预应力筋作用的扁梁柱节点内、外核心区的设计方法 ;该方法充分利用了节点内、外核心区混凝土的强度 ,正确考虑了柱轴压力的作用 ,仔细检查了节点的竖向抗剪能力 ;所提出的设计方法的可靠性得到试验数据的验证。