钢筋混凝土板柱节点冲切性能研究进展

为提高板柱节点冲切性能从而促进其工程应用,比较了各类抗冲切元件的不同布置形式、形状尺寸、几何参数以及组合形式对节点抗冲切承载力的影响,概括了受损板柱节点修复与加固的研究现状,梳理了不同开洞尺寸、距离、数量、形状及偏心荷载作用下开洞板柱试件抗冲切性能的研究成果,归纳了有无抗冲切钢筋和配置型钢剪力架板柱节点的抗冲切承载力计算方法以及基于机器学习的板柱节点冲切承载力预测方法。结果表明:各类抗冲切元件可通过改变布置形式、形状尺寸、几何参数以及元件组合从而改善板柱节点的冲切性能;板件开洞的尺寸越大、距离越远、数量越多,对节点的抗冲切性能越不利;基于数值模拟和规范改进得出的冲切承载力计算公式仅对特定试验有较高的预测精度,尚未形成较为统一的承载力计算公式,而基于机器学习的冲切承载力预测模型是未来研究的重点;需进一步开展关于受损板柱节点修复与加固方法的研究,对完善板柱节点抗冲切性能研究理论体系具有重要意义。

带钢暗梁的板柱结构边节点抗弯性能研究

板柱结构以其传力途径简捷、布置灵活等优势,在工程中得到了广泛的应用,但其也存在容易发生冲切破坏等不足。目前的研究主要集中在板柱结构中柱节点,关于边节点的研究则相对较少,但边柱对结构安全同样至关重要。首先建立了带钢暗梁的钢筋混凝土空心楼盖-钢管混凝土柱边节点有限元模型,并与其他学者的试验结果进行对比,验证了有限元模型的准确性。采用验证过的有限元模型,分析了混凝土楼板厚度、楼板混凝土强度、钢暗梁翼缘宽度等参数对节点抗弯性能的影响。研究结果表明:参数变化对正、负弯矩区的影响不同,楼板厚度、钢暗梁翼缘厚度、强度和高度的增大可以提高节点的抗弯承载力,但是过厚的楼板和楼板混凝土强度的提升会降低节点变形能力;方钢管厚度和轴压比的变化对节点抗弯性能影响不大。

无梁楼盖板柱节点设计要点及设计建议

文章阐述了无梁楼盖板柱节点的常用设计方法,介绍了设计方法在工程实践中的应用及设计中对板柱节点进行抗冲切加强的各种措施,探讨了无梁楼盖防连续倒塌的设计思路,并针对当前设计中的不足提出建议。

水平冷缝对大荷载无梁楼盖及类似结构的影响

首先,介绍了托板上水平方向施工冷缝对无梁楼盖顶板抗冲切承载力的不利影响,列举了3个不同地区地下车库坍塌的工程实例。其次,介绍了容易导致无梁楼盖顶板的托板或相似部位出现水平施工冷缝的3种情况。最后,给出了对投入使用的无梁楼盖结构加强日常检查的建议,一旦发现托板部位存在竖向折断裂缝,应立即采取应急措施以防止坍塌事故的发生。

锈蚀钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能数值模拟

针对锈蚀钢筋混凝土(RC)板柱节点的抗冲切性能,考虑混凝土内部的非均质性和钢筋锈蚀的影响,建立了三维细观尺度数值模型;在模型中将混凝土视为由骨料、砂浆和二者之间界面过渡区组成的三相复合材料;锈蚀的影响从钢筋力学性能下降、保护层混凝土开裂退化及钢筋-混凝土黏结强度降低3个方面考虑;在验证模型合理性的基础上,对锈蚀RC板柱节点的冲切破坏行为进行了模拟,分析了破坏机理,并探讨了边界条件、冲跨比和锈蚀率等因素的影响。结果表明:三维细观模型可以较好地模拟锈蚀板柱节点的抗冲切行为;同尺寸板柱节点固支时的冲切承载力、峰值位移高于简支时,而两者刚度较为接近;随着锈蚀率的提高,板底钢筋网受拉范围增大,板破坏更加严重,固支与简支板柱节点的承载力下降减缓,刚度急剧下降,峰值位移增大,同时边界条件的影响减弱;固支试件的塑性变形能力受锈蚀率的影响较小;冲跨比越大的节点刚度、承载力越低,峰值位移越大,破坏后荷载下降越快,钢筋锈蚀对冲跨比大的节点承载力、刚度、峰值位移影响较小。

预制混凝土梁-柱-叠合楼板节点抗震性能数值模拟分析

梁-柱-叠合板节点是装配整体式混凝土框架结构的研究重点。文中对装配式混凝土框架梁-柱-叠合板边节点和中节点进行了精细化的有限元建模和分析。数值模型中使用了弹簧失效准则的方法模拟预制构件与后浇混凝土之间的界面,考虑了预制梁上下部钢筋的滑移、预制柱内纵筋的受力状态、预制梁端面键槽的设置。为了验证数值模型的准确性,将与试验进行对比分析,结果表明:数值模拟得到的试件破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和性能参数与试验结果吻合较好。在验证模型有效的基础上,研究了不同楼板宽度、轴压比、梁板混凝土强度对边节点和中节点抗震性能的影响,为此类装配整体式混凝土结构和工程应用提供参考。

一向少墙结构扁柱-楼板节点有限元分析及设计建议

在一向(X向)少墙结构中,Y向剪力墙与楼板组成扁柱-楼板框架,承担X向的部分水平力;与双向剪力墙结构不同的是,一向少墙结构中楼板发挥的作用不仅是传递楼面竖向荷载,同时也要作为扁梁传递水平荷载。通常楼板的设计仅考虑竖向荷载,支座底筋的锚固长度未按纵向受拉钢筋的要求设计;为方便安装,叠合楼板支座底筋的锚固长度仅为墙厚的一半。因此对扁柱-楼板节点在少墙方向水平力作用下的受力性能进行数值模拟研究,分别对采用叠合楼板与现浇楼板的扁柱-楼板节点进行了分析及比较,采用正向单调水平位移加载的方式模拟多遇地震、设防地震和罕遇地震作用,以获得节点在不同地震水准下的受力性能及破坏模式。分析结果表明:采用叠合楼板与现浇楼板的扁柱-楼板节点破坏模式接近,均为楼板面外抗弯屈服;采用叠合楼板与现浇楼板的节点极限抗弯承载力接近;楼板支座底筋锚固长度不低于15倍直径时可实现底筋受拉屈服。根据分析结果提出了一向少墙结构的设计建议。

地下室顶板无梁楼盖事故原因及设计要点研究

近年来,地下车库无梁楼盖的坍塌事故屡屡发生,其中原因复杂,有设计、施工等诸多因素,都是一个节点的破坏就会引起整个结构的垮塌;但因为无梁楼盖结构可以有效地降低层高,具有减少基坑深度、板底平整美观、施工快、节省模板等优点,在设计中还是在大量使用,因此本文针对附近两个事故的柱帽节点,采用ABAQUS有限元软件做了详细的分析对比;发现反柱帽设计安全度对比正柱帽低,承载能力差别明显,与规范冲切值相比,反柱帽的安全系数不足。因此,针对某些特殊的做法(如反柱帽)应多做分析及实验,才好在实际中推广。

关于板柱节点受冲切承载力的讨论

讨论了我国现行规范、ACI规范、CSA规范等板柱节点极限承载力的计算方法 ,给出了合理的设计建议 ,分析了多种形式抗冲切钢筋的优缺点。

新型钢管混凝土柱-平板节点轴压性能研究(Ⅰ)——试验概况及结果分析

通过两组共 15个试件的轴压试验 ,对节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱 -平板节点的轴压性能进行了较为详尽的研究 .介绍了试验的概况及主要的试验结果 ,并对影响该节点轴压承载力的因素进行了探讨 ,为该节点轴压承载力计算公式的建立提供了基础数据 .

钢筋混凝土梁板柱空间节点抗震性能试验研究

通过对一个钢筋混凝土框架中柱空间梁柱节点和一个带现浇楼板空间节点在平面内施加低周反复荷载以及对一个带板空间节点在斜向施加低周反复荷载,深入研究了空间节点在平面内加载和斜向加载下的破坏形态,滞回性能等抗震性能。试验结果表明:在正向弯矩作用下,带板试件梁端承载力略有提高,延性发展直至纵筋拉断;在负向弯矩作用下,带板试件由于板筋参与工作承载力提高2倍以上,变形能力受受压区混凝土破坏控制,与无板试件相当;带板试件在斜向荷载作用下由于相邻梁上作用弯矩相反,减少了板筋参与工作范围,承载力略低。

新型钢管混凝土柱-平板节点轴压性能研究(Ⅱ)——承载力计算公式及构造要点

对节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱 -平板节点在轴压下节点核心区的受力特点进行了分析 ,提出了一条适合于工程应用的节点轴压承载力计算公式 ,该公式偏于安全地评价了试验结果 .文中还对该节点在工程上应用时的构造措施和施工要点进行了探讨 。

整体装配式预应力板柱节点摩擦性能的试验研究

通过对6个整体装配式预应力板柱结构节点试件的试验研究,分析了板柱节点灌缝的胶结材料(如细石混凝土)强度、预应力大小、外加剂等因素对板柱节点界面摩擦性能的影响,并对比了板柱节点处存在细石混凝土胶结材料与否时的差异.试验结果表明:板柱节点处灌缝细石混凝土会显著提高节点摩擦性能,与不灌缝的节点试件相比,摩擦性能提高幅度在35%以上.细石混凝土的强度、施加预应力大小、外加剂种类也会不同程度影响节点的摩擦性能.当细石混凝土立方体抗压强度由30 MPa增加到40 MPa时,界面摩擦性能提高约9.8%.预应力从300kN增大到450kN时,节点界面摩擦性能提高约55.1%,膨胀剂添加后对节点界面摩擦性能也有提高作用,但是幅度很小.

新型钢管混凝土柱-平板节点的基本性能

根据约束混凝土的原理,提出一种新型钢管混凝土柱板节点型式,该节点保持了混凝土平板楼盖的连续性,节点区柱钢管不连通,各层楼盖在板柱交接处的板面和板底与钢管混凝土柱连接,通过试验论证了该节点在工程应用上的可行性,并对其传力机理和力学性能进行初步探讨。

无粘结预应力板-柱结构抗连续倒塌模式研究

目的研究无粘结预应力混凝土板-柱结构的抗连续倒塌模式,为钢筋混凝土板柱结构防连续倒塌设计提供参考.方法采用有限元软件ABAQUS对一栋8层的无粘结预应力板-柱结构进行连续倒塌分析,探讨在柱失效工况和板-柱节点失效工况下板、柱以及板-柱节点的应力状况.结果两种失效工况下都以普通钢筋和预应力筋被拉断,板受拉薄膜力失效而宣告破坏;不同失效工况的板面破坏呈现模式存在差异,柱失效体现为屈服线破坏,节点失效体现为冲切裂缝破坏.结论在节点失效工况的初期,从增长速度上来说,无粘结预应力板柱结构普通钢筋和预应力筋应力增长速度较快,在连续倒塌前增长速度较慢;而柱失效工况则与之相反,在柱失效后的初始阶段,失效柱所在跨内其他节点处普通钢筋和预应力筋的应力增长速度较慢,随着连续倒塌极限状态的临近,增长速度逐渐加快.

新型钢管混凝土板柱节点抗冲切性能的试验研究

为了克服普通钢管混凝土板柱节点构造复杂的缺点,提出一种全新的节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱-平板节点,并做了8个试件进行抗冲切性能的试验研究。试验结果表明,钢管混凝土板柱节点的开裂荷载、刚度、抗冲切承载力比相同配筋的钢筋混凝土板柱节点略低,但抗冲切承载力试验值大于规范公式的计算结果。

钢管混凝土柱升板结构新工艺的研究

升板结构中钢管混凝土柱代替预制混凝土柱可提高柱的承载力，施工方便，并可降低工程造价，缩短工期。足尺寸试验研究结果表明，采用钢管混凝土柱外贴焊钢板配合特制的钢卡环等措施，可解决施工中板的临时搁置、就位、升板机固定等技术问题。

新型钢管混凝土柱板节点偏压性能研究

研究的新型钢管混凝土柱板节点,避开了以往传统节点的局限性,具有连接方便、施工简易、降低造价等优点.在对该节点的轴压研究的基础上,着重展开了对其偏心受压性能的试验研究.共设计了15个节点试件,进行了11个试件的偏压试验和4个试件的轴压对比试验.讨论了荷载偏心距、混凝土强度等级、环筋配筋率以及钢管柱横截面积等因素对该节点偏压承载力的影响,探讨了该节点偏心受压的受力机理和力学性能,并结合该节点轴压承载力计算公式和现行混凝土规范中的局压承载力公式提出了一套适合该节点偏压承载力计算的设计公式,为实际设计提供了定量的依据.

钢管混凝土板柱结构剪力环节点冲切试验

介绍了钢管混凝土板柱结构节点的试验结果、受力性能和变形性能．探讨了剪力环尺寸和刚度、预应力混凝土及主筋是否穿过核心区对冲切性能的影响．

钢筋混凝土空间框架底层梁柱节点双向往复加载试验研究

"强柱弱梁"和"强节点弱构件"是钢筋混凝土延性框架结构抗震设计中的重要概念。然而受楼板参与工作、双向地震动作用等因素的影响,抗震规范中规定的抗震构造措施可能无法保证上述抗震概念的实现。针对我国中低烈度区的既有多层钢筋混凝土框架结构,设计4个包含底层柱脚的空间梁柱节点试验体,其中包括2个中柱节点和2个边柱节点,并通过双向往复加载试验,考察空间双向加载作用和现浇楼板对其承载力、延性和破坏模式等方面抗震性能的影响。试验结果表明,无论是否考虑现浇楼板的作用,按抗震规范设计的三级框架节点试验体在双向往复荷载作用下均未出现预期的"强柱弱梁"的破坏模式。相反,2个中柱节点试验体均在底层柱脚发生脆性破坏,2个边柱节点试验体均在底层柱顶与节点区附近发生脆性破坏。特别是对于边柱节点,由于节点区在一侧缺少梁的约束而过早发生节点区破坏。其承载力明显低于中柱节点。在这种破坏模式下,楼板的存在对于构件承载力影响不大,但楼板为边柱节点区提供的约束作用有助于在一定程度上提高其非线性变形能力。