装配式局部活性粉末混凝土梁柱节点恢复力模型

为了验证所提出的装配式局部活性粉末混凝土框架梁柱节点的抗震性能,对4个足尺节点进行了低周反复荷载试验,在试验的基础之上,针对节点的连接特点,提出了强度和变形计算方法,构建了平顶的三折线骨架曲线理论模型.通过理论计算得到试验滞回曲线各阶段曲线刚度值,并拟合得到试件在低周往复荷载作用下各级加载、卸载刚度与加载位移角的关系,进而根据滞回规则建立恢复力模型.计算结果表明:通过理论计算所建立的三折线骨架曲线和滞回曲线与试验结果均吻合较好,能够较好地反映该类连接节点在各阶段的受力特点,为弹塑性分析和抗震设计提供理论依据.

基于转动摩擦铰阻尼器的干式装配梁-柱节点抗震性能试验

基于转动摩擦铰阻尼器(RFHD),提出了转动摩擦耗能干式装配梁-柱节点(DRFDBJ)。为了验证DRFDBJ结构对于实现预期力学性能的可行性和合理性,以施加在摩擦片表面的螺栓预紧力(P_(c))为变量,开展了2个工况下的DRFDBJ试件低周往复拟静力试验研究。结果表明:DRFDBJ结构的力学性能主要由RFHD提供并控制,试验中节点呈现了稳定的承载力和理想的变形、耗能能力,并实现了预期的损伤集中;2个不同P_(c)水准下节点承载力的试验值与理论值误差不超过5%,通过调整P_(c)可实现节点承载力的调控,为DRFDBJ结构承载力的可调控提供了支撑。

双阶受力干式装配梁-柱节点抗震性能试验研究

研究提出了一种双阶受力干式装配梁-柱节点(DADBJ)。该节点的关键组件是摩擦铰(RFH)和预设缝防屈曲钢板(SBRSP),具备2个受力工作阶段和损伤集中易修复的特性。为了验证DADBJ构造的合理性,揭示其双阶段受力工作机理,设计加工了DADBJ试件,以SBRSP的预设缝隙宽度作为试验变量,进行了2个工况的低周往复拟静力试验。结果表明:提出的DADBJ构造实现了预期的双阶段受力特性,第一阶段由RFH提供节点的力学性能,第二阶段由RFH和SBRSP共同提供节点的力学性能;DADBJ的损伤集中于芯板,通过更换SBRSP芯板对节点快速修复,节点的性能可恢复到初始状态;SBRSP的预设缝隙宽度可直接决定DADBJ第二阶段的启动位移;提出的DADBJ双阶屈服荷载理论公式和二阶启动位移理论公式精确度好。该研究可为装配式框架结构和多阶受力型结构的设计和研究提供参考。

分体式全灌浆套筒连接在装配式框架结构梁柱节点中的应用

装配式框架结构是国际上公认的最适合装配的结构形式之一,但由于传统的梁柱节点内梁筋连接方法存在诸多难点,一定程度上限制了装配式框架结构在国内的发展。介绍了一种适用于小空间梁柱节点内钢筋对接连接的新型分体式全灌浆套筒,并在装配式框架结构项目中进行了应用实践,总结了分体式全灌浆套筒连接应用过程中节点深化设计、构件生产及安装施工的要点等。项目实施结果表明,分体式全灌浆套筒连接可有效缩短所需的安装操作空间,可以实现构件标准化设计、方便构件生产、加快现场安装速度。

预制空腔柱在装配式混凝土框架结构中的应用研究

装配式建筑是以设计标准化、生产工业化、施工装配化、管理信息化为特征,集设计、生产、施工为一体,实现了建筑节能、环保、缩短施工周期等问题,同时也适应了建筑业“四节一环保”和“两提两减”的要求,目前积极推广应用装配式建筑、发展装配式建筑已经成为推动社会经济发展的国家发展目标。

钢筋套筒灌浆搭接连接的预制框架柱抗震试验

为研究竖向钢筋采用新型套筒灌浆搭接连接的预制柱的抗震性能,在已研发的Ⅰ、Ⅲ型套筒灌浆搭接接头的基础上进行了1个现浇柱、2个预制柱的拟静力试验.试验现象如下:现浇柱的初始水平裂缝出现在根部,预制柱由于套筒约束了混凝土的竖向应变,初始水平裂缝出现在套筒顶面;极限状态下现浇柱压碎区段长,预制柱压碎区段短.试验结果表明:预制柱的开裂、屈服荷载略大于现浇柱,极限荷载高于现浇柱;预制柱的开裂、屈服位移与现浇柱相近,极限荷载时位移、极限位移、延性系数大于现浇柱.由于预制柱根部套筒范围内箍筋加密,预制柱的耗能能力略优于现浇柱.Ⅰ、Ⅲ型套筒上下方钢筋应变基本一致,表明Ⅰ、Ⅲ型套筒在预制柱中能够很好的传递钢筋应力.

装配整体式钢筋混凝土框架柱榫式接头的试验研究

对以往的装配整体式钢筋混凝土框架柱的榫式接头进行了改进,即把钢筋混凝土榫头改用钢管混凝土榫头,柱纵筋的焊接或冷挤压套筒连接改用滚轧直螺纹套筒连接。低周反复水平荷载作用下的6根框架柱的试验结果以及施工工艺的试验表明,这种榫式柱的受力是可靠的,施工是方便的,可以用于实际工程。最后提出了一些设计和施工建议。

装配式混凝土框架梁柱节点研究动态和展望

在日益关注的建筑工业化结构体系中,装配式混凝土框架结构是国内外应用最广泛、研究最多的体系之一,而保证框架结构整体工作性能的核心就在于梁柱节点。梁-柱之间节点的连接既是装配式混凝土框架结构的关键传力区域,又是薄弱部位。为改善装配式框架结构工作性能,以框架结构梁柱节点为研究对象,分别对干连接、湿连接以及混合式等节点连接形式与构造方式的国外内研究动态进行分析,探讨梁柱节点的新型连接技术,并收集和比较了中国、美国、欧洲等国内外框架节点相关的技术标准,从而提出尚需进一步研究的关键问题和框架结构节点将来发展方向,拟为推动装配式混凝土框架结构的发展和应用提供部分依据。

后张预应力预制混凝土框架梁柱节点抗震性能试验研究

采用后张预应力筋将预制梁柱拼装在一起的连接方式属于延性连接,地震作用下塑性变形主要集中在连接部位,梁柱构件均保持弹性。采用这类连接的预制混凝土框架结构具有结构恢复性能好、耐久性好、有利于实现大跨度预应力混凝土框架结构的"梁铰耗能机制"等优点。为了研究其抗震性能,对4榀梁柱中节点进行低周反复加载试验。其中,2榀试件中预应力筋为有黏结,另外2榀预应力筋在梁端一定范围内设置为无黏结。试验结果表明,4榀试件的破坏主要集中在梁柱连接截面附近,梁柱构件本身及节点核心区破坏都比较轻微;与普通钢筋混凝土构件相比,试件滞回环面积较小,耗能能力较差,但残余变形较小,恢复性能较好;预应力筋在梁柱连接截面附近为无黏结的试件由于预应力筋没有达到屈服强度,耗能更小,恢复性能也更好;4榀试件最大楼层位移角介于0.359～0.439之间,大于我国抗震规范规定的框架结构最大弹塑性层间位移角限值,具有足够的变形能力。

预制混凝土梁柱节点试验及框架受力性能分析

提出了一种预制装配式混凝土梁柱节点采用I字型钢连接的节点方式,并进行了该节点在低周反复荷载作用下的试验.针对型钢连接的特征,提出了一种简化的等效十字连接方式用以模拟该节点.结合试验结果以及二维空间撒点,进行了简化节点的等效混凝土弹性模量以及钢筋屈服强度等关键参数的识别,从而可通过数值分析获得预制装配式节点的滞回曲线.根据预制装配式节点的连接方式形成框架结构,同时根据梁柱的配筋形成了现浇框架结构,采用Pushover分析了2种框架的承载力和刚度.利用简化的节点数值模拟滞回曲线进行了预制装配式框架结构在地震动作用下结构整体的受力非线性全过程分析.试验结果表明,该连接方式滞回环较饱满,节点抗震性能良好;数值分析结果表明采用型钢连接节点的预制装配式框架结构与同样梁柱配筋的现浇结构相比承载力和刚度有所提高,此装配式框架结构可满足我国抗震规范对于框架结构在弹性以及弹塑性阶段侧移限值的要求.

混凝土挂柱挂板组合墙装配结构抗震性能振动台试验研究

为改善混凝土装配结构的抗震性能,提出了混凝土挂柱挂板组合墙装配框架结构体系,并通过设计1/2缩尺模型对混凝土挂柱挂板组合墙装配框架结构的抗震性能进行了振动台试验研究。结果表明,挂柱挂板组合墙与主体结构的连接以及挂板挂柱之间具有较好的连接性能,能保证整体结构的抗震性能;挂柱挂板组合墙对整体结构的刚度贡献随着地震强度的增加先增加后减小;整体结构首先在挂板挂柱出现裂缝,随后挂柱挂耳两端逐步损伤压碎,最后主体结构逐渐屈服,表现出良好的抗震性能。

现浇与装配整体式混凝土框架子结构抗震屈服机制和影响因素分析

“强柱弱梁”屈服机制对混凝土框架结构的抗震性能有着至关重要的影响。在参数和模型验证的基础上,本文通过6个现浇和3个装配整体式混凝土框架子结构有限元模型,分析了裂缝分布、钢筋应力和破坏特征,研究了楼板、柱端弯矩放大系数以及叠合梁板叠合面的摩擦系数对混凝土框架子结构“强柱弱梁”屈服机制的影响。研究发现:在现浇框架子结构中,现浇楼板使梁端的塑性损伤大幅度降低,柱端钢筋的应力值大大增加,不利于“强柱弱梁”屈服机制的形成;当采用较大的柱端弯矩放大系数时,有效地实现“强柱弱梁”屈服机制;在装配整体式框架子结构中,叠合面摩擦系数的变化,并不会改变框架子结构的屈服机制,但会影响其抗侧承载能力和结构整体性。

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.

新型装配整体式梁柱节点低周反复荷载试验研究

通过对3个新型预制预应力混凝土梁装配整体式框架梁柱节点低周反复荷载作用下的试验,深入研究了该新型框架梁柱节点件的裂缝分布、破坏形态、滞回曲线及骨架曲线等抗震性能。研究结果表明,该新型预制预应力混凝土梁装配整体式框架具有良好的抗震性能。

某装配式混凝土框架浆锚节点抗震性能研究

为研究某预制装配式混凝土框架浆锚节点的抗震特性,对四个装配式节点试件和一个现浇节点试件进行了试验研究和有限元数值分析。采用低周往复循环加载试验,研究了装配式节点的开裂破坏形态、滞回特性、骨架曲线、耗能能力,刚度等性能指标。结果表明:装配式节点与现浇节点的承载力和位移延性相当,在裂缝分布、钢筋应变和核心区变形方面存在差异。柱梁强度比对装配式节点的破坏形态起到关键作用。灌浆套筒、后浇区、钢筋孔对装配式节点的塑性铰和节点核心区的抗震性能有明显影响。装配式节点梁纵筋在节点核心区存在明显的滑移现象。OpenSEES程序的数值模拟结果与试验结果具有较高的一致性,真实地反映了试件的抗震特性。

装配式混凝土梁柱半刚性节点的抗震性能

为研究装配式混凝土框架节点的抗震性能,提出一种端板螺栓连接梁柱节点形式,设计节点试件并对其进行拟静力试验研究,与现浇混凝土框架节点试验进行对比,考察试验节点的破坏形式、承载能力以及耗能能力和位移延性等抗震性能指标;采用有限元程序模拟试验节点试件的受力性能,验证模型的准确性。结果表明:现浇节点试件以梁端截面形成塑性铰耗能,破坏时梁端截面发生弯剪破坏,柱和节点均出现裂缝;端板螺栓连接半刚性节点试件主要以梁柱之间发生相对转角耗能,最终由于梁端截面混凝土材料强度不足而发生破坏,而柱保持完好,可通过更换高强螺栓和预制梁快速修复节点;提出的端板螺栓连接节点可以满足钢筋混凝土结构的耗能和延性要求,梁内钢筋、预埋的端板和混凝土是否能够协同工作对节点的受力性能有较大影响。

配有RPC预制管混凝土组合柱的RC框架抗震性能分析

在活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)预制管内浇注混凝土,并在RPC预制管和内部混凝土中均配置纵向钢筋,形成一种新型组合柱——RPC预制管混凝土组合柱。采用平截面假定,并结合已有的RPC、混凝土和钢筋材料本构模型,推导了该新型柱大偏压受力状态的承载力计算式。分别采用该承载力计算式和Opensees纤维模型对两种截面的新型柱承载力进行了对比分析,两种方法的计算结果较为接近。基于柱梁承载力比、RPC预制管中钢筋等级等参数,采用Opensees纤维模型分析了配有该新型柱的RC框架的抗震性能。结果表明:当RPC预制管中配置的钢筋等级提高至HRB400及以上时,结构耗能能力和延性系数均有较大程度的提高;当柱梁承载力比不超过1.2时,随柱梁承载力比的增加,结构抗震性能改善效果不明显,而当柱梁承载力比为1.5及以上时,结构抗震性能随柱梁承载力比的增加会有明显的提升。

装配式框架剪力墙结构柱-墙连接方式

目的研究装配式框架剪力墙结构体系中柱与墙之间的连接方法及受力性能,为该类结构施工与设计方法的建立提供依据.方法提出U型筋连接、直型筋连接、连环扣连接和直U型筋连接4种装配式柱-墙连接构造方式,采用有限元软件ABAQUS对同一轴压比下不同连接方式的柱-墙连接组合件的受力性能进行数值模拟,并与现浇试件进行比较.对于装配试件,考虑设置不同摩擦系数的接触属性以及设置键槽对受力特征和承载力的影响.结果在同一轴压比与相同接触属性设置下,4种装配式柱-墙连接方式的承载能力较现浇方式略有降低、变形性能较现浇方式略有提高,破坏形态与现浇方式基本一致.对于装配试件,设置不同摩擦系数的接触属性对承载力有一定影响,设置键槽会改善试件的受力性能.结论模拟结果验证了4种装配式柱-墙连接方式的可行性,为装配式框架剪力墙结构的研究和工程设计提供参考.

全装配式混凝土框架-钢支撑结构抗震性能

为了提高装配式混凝土框架结构的抗震性能和施工效率,提出了一种全装配式混凝土框架-钢支撑(all-precast concrete frame with steel braces,APCF-B)结构,该结构采用铰接梁柱节点和钢支撑。首先利用有限元软件ETABS建立了普通钢支撑、防屈曲支撑和自复位支撑构件模型及其相应的支撑框架子结构模型,并通过对试验进行模拟验证了分析模型的准确性和合理性。在此基础上,分别设计了带有以上3种支撑的4层和12层APCF-B结构模型,通过静力弹塑性分析和动力弹塑性分析探究了结构的抗震性能以及不同支撑类型对结构的影响。结果表明:APCF-B结构具有“强柱弱梁弱支撑”的破坏模式;在低层APCF-B结构中,使用3种支撑均可以保证结构在2种地震强度下的抗倒塌性能,但是在高层APCF-B结构中,建议使用防屈曲支撑或自复位支撑,以保证结构在极罕遇地震下的抗倒塌性能。