机电管线用装配式支吊架抗震性能试验研究

装配式支吊架在工程中已大范围投入使用,却鲜有关于其抗震性能的研究。为研究装配式支吊架的破坏机理、抗震性能及其影响因素,开展了两类门型支吊架的低周往复荷载试验,分析抗震斜撑、抗震连接件以及节点连接形式等对其抗震性能的影响。结果表明:无斜撑试件易在直角连接件或槽钢底座连接处失效,带斜撑试件易在管箍连接处失效;节点依靠咬合作用进行连接的试件抗震性能较差,采用螺栓对穿连接的试件抗震性能较好;抗震斜撑能显著提高门型支吊架的抗震性能,带斜撑试件的弹性刚度、极限承载力、屈服承载力、强度退化系数、刚度退化情况及耗能能力均优于无斜撑试件;节点连接形式是影响无斜撑试件抗震性能的主要因素,抗震连接件性能是影响带斜撑试件抗震性能的主要因素。研究成果可为支吊架产品的标准制定、设计施工、质量检验及工程应用提供参考依据。

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。

高强螺栓连接铝合金框架梁柱节点抗震性能试验研究及数值分析

为研究高强螺栓连接铝合金框架梁柱节点的抗震性能,设计了采用铝合金和不锈钢两种材料角型连接件的节点循环加载试验。结果表明,全铝合金角型件节点的延性发展严重不足,延性系数最大仅为2.25,破坏征兆不明显,在抗震结构中偏不安全。顶底不锈钢角型件节点最大塑性转角均在0.04rad以上,满足美国规范FEMA350不小于0.03rad的延性设计要求,表现出良好的塑性变形及耗能能力。对于顶底不锈钢角型件节点,梁腹板采用铝合金或不锈钢角型件对滞回全过程及各项性能指标无显著影响。采用有限元分析软件ABAQUS对节点抗震性能试验进行有限元模拟,有限元分析和试验结果吻合良好,可以很好地模拟节点的受力全程。

预埋角钢连接件装配式梁板节点抗震性能试验

为研究预埋角钢连接件的装配式梁板节点抗震性能,对该节点与现浇梁板节点进行横向低周往复加载试验,分析2组节点的滞回性能、延性、刚度退化、耗能等抗震性能指标,并建立适用于该类节点的骨架曲线模型。结果表明:2组节点的破坏现象相似,均发生延性破坏,破坏时节点核心区混凝土破碎,栓钉发生较大剪切变形;装配式节点与现浇节点的刚度退化、耗能变化规律相近,延性系数分别为2.45、2.34;2组骨架曲线均呈“S”形,正负向变化趋势相似,但正向极限荷载均比负向极限荷载低约10%,经无量纲化处理后的2组曲线基本重合,所建立的“三折线”骨架曲线模型与试验结果吻合较好;该装配式节点在抗震性能方面基本实现“等同现浇”。研究结果可为该种梁板节点在实际工程中的抗震设计提供参考。

钢管节点性能化设计的研究现状与关键问题

钢管结构对大跨度公共建筑与中高层建筑来说是一种具有较强性能优势和广泛应用前景的结构形式。虽然钢管节点的静力与疲劳性能研究已经取得较多成果,但与大型结构工程实践提出的要求相比,仍存在许多不足。以性能化设计这一当代结构设计理念的发展趋势为背景,对国内外有关钢管节点力学性能的研究成果进行评述,指出目前主要的不足在于节点刚度评价准则的不完备、节点抗震与抗火性能研究的缺乏。在阐明基于结构整体行为的节点性能化设计概念的基础上,提出钢管节点性能化设计研究应该包括节点性能指标的确定和计算、节点分类准则的建立和考虑结构整体与局部相关性的设计方法的建立等内容。并进一步指出和探讨该研究领域需解决的若干关键技术问题。

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。

高剪压比钢筋混凝土框架夹心节点抗震性能研究

完成了7个高剪压比钢筋混凝土框架夹心节点试件的低周交变荷载试验,试验过程中夹心节点试件表现出较好的受力、变形、耗能性能和较高的位移延性,多数试件因节点剪切破坏失效,没出现核心区受压破坏的情况。虽然夹心节点的某些性能如梁筋的粘结滑移性能等相对传统节点更为不利,但其综合性能仍然能够满足结构抗震设计的要求。

穿斗式木结构中节点的抗弯性能试验研究

以西南传统民居穿斗式木结构穿销中节点为研究对象,设计制作了2个足尺横向中节点和2个足尺纵向中节点模型试件,分别对两类节点进行单调加载和低周往复加载试验,得到两类节点的破坏模式、抗弯承载力、抗弯刚度、延性和耗能能力。结果表明:横向中节点主要在榫卯挤压区域发生嵌压塑性变形以及在木销受荷区域发生弯剪变形,纵向中节点易在榫颈位置发生折断破坏;横向中节点的初始刚度较纵向中节点高,横向中节点的抗弯承载力可达纵向中节点的2倍;横向中节点和纵向中节点的滞回曲线均表现出明显的捏拢和滑移现象,横向中节点的耗能能力较强;穿斗式木结构横向中节点和纵向中节点都具有良好的变形能力,横向中节点表现出较好的延性,但纵向中节点的延性很低;纵向中节点是穿斗式木结构中的薄弱节点,需要在穿斗式木结构的安全维护中重点关注。

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。

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。

钢管混凝土柱-钢筋混凝土环扁梁节点性能试验研究

本文进行了钢管混凝土柱-钢筋混凝土环扁梁节点的静载和低周反复荷载试验,分析了节点的破坏形态、承载能力、延性、耗能能力等性能。本次试验结果显示,钢管混凝土核心区未发生屈服破坏情况,塑性铰产生于扁梁和环扁梁交界处(静载)和环扁梁上(低周反复荷载),环扁梁与钢管混凝土柱间未发生明显滑移现象;试验节点连接可靠,具有较好的承载力、延性以及耗能能力,能够满足延性抗震设计要求。

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。

装配式高性能轻钢框架梁柱节点抗震性能试验

研发了装配式π形连接件和双L形带斜向加劲肋连接件轻钢框架梁柱节点,进行了10个足尺轻钢框架梁柱节点的低周反复荷载试验,包括7个π形连接件节点、2个双L形带斜向加劲肋连接件节点以及1个普通H型钢梁腹板栓接、翼缘焊接节点。设计参数包括节点构造,π肢长度以及框架柱的截面类型,比较了不同节点的破坏形态、滞回特性、承载力、刚度退化、耗能能力及应变特征。结果表明:π形连接件节点与普通H型钢梁腹板栓接、翼缘焊接节点相比,初始刚度和承载力显著提高;π形连接件节点与双L形带斜向加劲肋连接件节点相比,初始刚度和承载力明显提高;增大π肢长度可提高节点初始刚度及承载力;钢管混凝土柱节点比钢管柱节点的刚度及耗能能力明显提高;H型钢柱节点刚度低于钢管混凝土柱节点。π形连接件节点和双L形带斜向加劲肋连接件节点构造简单、便于装配、抗震性能优越,可用于低多层装配式轻钢框架结构,其设计思路也可用于其他装配式钢框架结构。

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。

“关节式装配预应力结构”新抗震体系

"关节式装配预应力结构"新抗震体系的研究,已受到国外的关注.从研究背景、抗震特性、实验结果及应用价值等方面分析介绍了这一新体系的研究动态.分析表明,新结构体系具有非常好的地震大变形吸收能力及地震大变形后的恢复能力,表现了良好的抗震性能及耐久性.我国在建筑结构抗震设计中应重视对这一新体系的应用.

CFST柱—RC环扁梁节点性能试验

进行了钢管混凝土(CFST)柱—钢筋混凝土(RC)环扁梁节点的静载和低周反复荷载试验,分析了节点的破坏形态、延性、耗能能力等性能。试验结果表明,钢管混凝土核心区未发生屈服破坏情况;对于静载,塑性铰产生于扁梁和环扁梁交界处,对于低周反复荷载,塑性铰产生于环扁梁上;环扁梁与钢管混凝土柱间未发现明显滑移现象。节点连接可靠,具有较好的延性以及耗能能力,能够满足延性抗震设计要求。

有限滑动螺栓连接装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

介绍了一种新型装配式混凝土剪力墙结构,其预制剪力墙之间的水平接缝采用高强螺栓和T形钢框进行连接,竖向接缝采用有限滑动螺栓连接件及钢柱进行连接.对2个装配式剪力墙试件进行拟静力试验,探究了有限滑动螺栓连接件滑动距离对剪力墙破坏特征、滞回性能、承载能力、耗能能力、延性及刚度退化等抗震性能的影响.结果表明:该新型装配式剪力墙有效地实现了三阶段工作机制,滞回曲线饱满,耗能能力较强,延性系数大于6.5,整体抗震性能良好;长孔有限滑动螺栓连接剪力墙的累积总耗能和延性系数分别较短孔有限滑动螺栓连接剪力墙高20.4%和50.7%,但其峰值荷载较后者低27.7%,而且后者具有较高的后期刚度.

广州金铂公寓板-柱剪力墙结构设计及节点研究

广州金铂公寓采用的钢管混凝土-板柱结构体系突破了传统板柱-剪力墙结构体系的适用高度范围,其应用的型钢板柱节点是保证结构安全的关键构件.本文对型钢板柱节点的受力性能及安全性进行研究,提出了超高层建筑板柱结构设计关键技术的若干建议。

一种新型全装配式混凝土梁柱-钢支撑组合节点的抗震性能研究

提出一种新型全装配式混凝土梁柱-钢支撑组合节点,是实现装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构预期抗震性能的关键问题之一。采用校正的有限元方法对5种考虑不同因素的腹板开洞型抗剪连接键进行研究,以得到其受剪承载力和损伤模式。随后对基于合理分析模型、材料参数、单元接触、边界条件与加载方式等分析方法的新型节点研究表明,在不同地震水平往复力作用下,组合节点的滞回曲线表现为弹性,即未进入塑性和耗能。另外,在达到最大负向、正向位移时,抗剪连接键、对穿螺杆和支撑连接板仍处于弹性状态,混凝土损伤值和损伤区域均较小,即该新型组合节点具有高承载力、可全装配、功能可恢复等特点,可满足相应结构对该组合节点的要求。

FCP复合墙板在循环荷载下抗剪性能试验

目的研究纤维水泥压力复合外墙板在低周往复荷载下的抗剪力学性能,为其在实际工程中应用提供合理的设计依据.方法通过对3面足尺的FCP复合外墙板进行低周往复试验研究,得到各试件的荷载-转角曲线,承载力骨架曲线,极限承载力,转角延性系数,能量耗散系数,抗剪刚度.结果 FCP复合外墙板试件的破坏模式主要表现为:FCP覆面板角部位置破坏,冷弯薄壁型钢龙骨与自攻螺钉连接失效,两侧边框龙骨节点位置冷弯型钢龙骨连接位置破坏.试件延性系数在1.98~6.56,能量耗散系数在0.56~0.71,并得到了试件在层间位移角达到1/300时,对应的抗剪刚度.结论 FCP复合墙板满足正常使用状态下承载力要求.整个加载过程中,墙板试件没有从主体结构脱落.钢龙骨间距对试件侧向抗剪承载力影响不大,窗洞口削弱了试件的侧向抗剪承载力.