筒体悬挂结构若干问题分析

以菏泽博物馆新馆项目为背景,从计算方法、构件受力和设计、整体屈服机制等八个方面对筒体悬挂结构体系做了较全面的研究。结果表明:1)计算筒体悬挂结构水平地震作用时无需调整层质量;2)规范底部轴力法、振型分解反应谱法并不适用筒体悬挂结构竖向地震作用计算,考虑最小限值调整后的吊柱设计仍可能偏不安全;3)采用长孔螺栓节点设计能让筒体悬挂结构吊柱在各工况下处于理想轴向拉压受力状态;4)中高烈度区吊柱在大震组合作用下可能受压,有必要复核其受压稳定和承载力;5)吊柱受力在小震阶段为恒、活载控制,大震阶段其恒、活载占比降低,地震逐渐起控制作用;6)合理的吊柱布置除满足建筑条件外,还需兼顾核心筒顶受力,减小筒顶不平衡弯矩;7)核心筒顶上包与否均能实现与屋面悬挂桁架的有效刚性连接;8)合理的筒体悬挂结构屈服机制就是落地核心筒的延性破坏过程,即始于连梁开裂破损,终于筒底墙肢钢筋拉屈、混凝土压溃。

钢筋混凝土框架顶层中间节点的设计与构造——《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)新增条文背景情况

《混凝土结构设计规范》(GBJ1 0— 89)因缺乏试验依据 ,仅根据推断给出了钢筋混凝土框架顶层中间节点抗震验算的有关规定 ,而将主要构造规定留作空缺。此次规范修订 ,根据试验结果验证了原规范的抗震抗剪规定 ,并在工程经验和试验结果的基础上 ,给出了抗震及非抗震顶层中间节点较完整的构造规定 ,着重说明了顶层中间节点的受力特点及修订后规范有关设计及构造规定的背景情况。

山地底部不等高柱框架结构侧向刚度计算方法

针对已有Muto’s D值法中假设柱顶节点转角和柱底旋转角相同,导致山地底部不等高柱框架结构采用已有Muto’s D值法计算刚度误差较大的问题,基于已有Muto’s D值法的原理,采用矩阵位移法典型方程及力学推导,利用有限元方法对比验证,实现在刚度修正系数中考虑柱端节点转角和不等高柱旋转角差异的影响,提出了手算山地底部不等高柱框架结构侧向刚度计算方法,通过算例验证了本文刚度计算方法的准确性。

变电构架柱螺栓连接柱顶节点优化分析

以某500 kV变电站28 m焊接构架柱的设计条件为依据,通过螺栓构架柱和焊接构架柱的对比分析,得出螺栓构架柱可以取代焊接构架柱运用于输变电工程中;通过对螺栓构架柱柱顶各构件包括盖板、顶板和竖板厚度以及螺栓型号、螺栓布置等因素对构架柱整体刚度和强度的影响研究,得到了各因素具体影响程度的差别,为螺栓连接的新型构架柱设计和优化提供了理论依据.

基于ABAQUS的RC Z形柱框架顶层节点抗震性能分析

基于RC Z形截面柱顶层节点低周反复加载试验结果,采用软件ABAQUS对框架节点进行非线性有限元分析.采用混凝土损伤塑性模型,通过Embed埋入技术,计算得到的等效塑性应变云图和受压损伤云图与节点的破坏形态相吻合.计算得到的屈服位移、屈服荷载、梁端极限荷载、延性系数和荷载-位移关系曲线均与试验结果吻合较好.研究结果表明:在梁端低周往复荷载作用下,采用混凝土损伤塑性模型与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》附录C的混凝土本构关系,在基于能量等效原理的基础上引入损伤因子,构建的钢筋混凝土Z形柱框架顶层节点的有限元模型,得到了较好的有限元分析精度和稳定性,用于模拟Z形截面柱框架顶层节点的抗震性能是可行的.

逆作法梁柱节点设计和计算分析

研究目的:通过某逆作法车站的粱柱节点内力和变形特性进行分析(包括考虑各种工况的结构平面分析和三维分析,节点的分析和设计等),解决设计中的一些关键问题,并结合施工过程中结构变形和受力的实测数据,反馈和调整设计和施工工艺,保证工程设计和施工工作的顺利完成。研究结论:针对钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁板结构节点的设计和施工,提出一种钢环板牛腿-钢筋混凝土环梁的组合结构形式,这种结构形式,利用钢环板牛腿承受剪力,利用钢筋混凝土环梁承受弯矩,受力明确,施工方便,且可在工厂加工,质量可靠。大大节省了节点施工的造价和时间成本。

钢筋混凝土异形柱框架顶层边节点受剪性能试验研究

进行了5个足尺异形柱框架顶层边节点受剪性能的试验研究。对核心区开裂、0.2mm裂缝,屈服、极限、破坏阶段的裂缝开展,梁纵筋及节点箍筋屈服乃至节点破坏的特征等进行观察,量测了节点核心、翼缘正面、节点与梁端连接处和箍筋的应变数据,记录了梁端荷载位移曲线。在实测数据的基础上着重分析了各试件的耗能、刚度、延性等抗震性能以及肢长对节点受剪性能的影响。

基于带肋角钢的装配混凝土柱-钢梁连接节点抗震性能试验研究

为研究基于带肋角钢的装配混凝土柱−钢梁连接节点的抗震性能,设计制作4个框架中部十字型梁柱节点试件并进行拟静力试验研究。分析梁柱截面尺寸,梁端螺栓数量以及角钢尺寸等因素对承载力、耗能能力、强度退化、刚度退化、延性以及破坏模式的影响。研究结果表明:低周往复荷载作用下该类型节点的破坏模式以混凝土核心区受剪破坏为主,同时角钢加劲肋及钢梁发生了不同程度屈曲。试件滞回曲线呈现出与现钢筋凝土节点相似的捏缩现象,试件延性及耗能能力略高于钢筋混凝土节点。所有试件强度退化系数变化幅度较小,在0.8~1.0之间。该节点具有良好的承载力,耗能能力以及延性,但需要对节点核心区混凝土承载力进行进一步优化。

钢筋混凝土异形柱框架顶层边节点受剪承载力的理论分析

在试验研究的基础上,根据异形柱框架结构顶层边节点的受力特点及传力模型分析,提出了受剪承载力计算的软化斜压杆模型,按该模型推导了异形柱框架顶层节点受剪承载力的理论计算公式。理论分析结果与试验结果分析吻合较好。

框架顶层中节点的受力特点及其设计方法

结合建设部行业标准《钢筋混凝土框架节点技术规程》的制定 ,详细收集、分析和研究顶层中节点的试验结果 ,针对顶层中节点的受力特点 ,修改了《混凝土结构设计规范》( GBJ1 0 -89)中顶层中节点水平作用剪力计算公式 ,对顶层中节点防斜压破坏控制条件及抗剪强度验算公式作了调整 。

PEC柱-型钢梁顶底角钢半刚性节点三维框架抗震性能研究

本文对PEC柱(partially encased concrete column)-型钢梁顶底角钢半刚性节点三维框架的抗震性能进行试验研究.试验设计制作了一个PEC柱-型钢梁顶底角钢半刚性节点三维框架缩尺试件,对其进行拟静力试验.在低周反复水平荷载和恒定的垂直荷载下,通过对关键部位应变、位移数据的采集及处理,分析了其破坏模式、承载力、滞回性能、位移延性等一系列抗震性能指标.试验结果表明:受螺栓及角钢滑移的影响,滞回曲线有一定的捏缩现象,但总体比较饱满;三维框架刚度、强度退化稳定;三维框架延性系数平均值2.28,满足抗震设计要求,具有良好的延性和耗能能力.

逆作法施工梁柱节点的选用

以复旦大学附属医院某综合楼地下部分土建工程为例,结合实际情况,分别探讨了梁柱节点施工的不同方案,分析了每种方案操作步骤及优缺点,提出采用组合方案进行逆作法施工,并阐述了相应的施工要点,对今后同类项目具有指导意义。

边钢框架节点抗震性能试验

采用符合实际受力特点的柱端加载,对剖分T型钢连接的边框架节点进行低周反复试验。试验结果表明:加载过程中T型件翼缘与腹板交界处的应力最大,最先形成塑性铰;柱翼缘和梁翼缘在加载过程中均处于弹性阶段,而节点域的剪切应变达到了屈服应变。通过测量发现:梁柱相对转角达到了美国规范的要求,同时,由滞回曲线和骨架曲线可知该节点具有较好的延性和耗能特性。

半刚性梁柱连接中框架节点抗震试验研究

摒弃传统的梁端对称加载方式,采用更符合实际受力特点的柱端加载,对剖分T型钢连接的中框架节点进行低周反复荷载试验研究。试验结果表明:加载过程中T型件翼缘与腹板交界处的应力最大,最先形成塑性铰;柱翼缘和梁翼缘在加载过程中均处于弹性阶段,而节点域的剪切应变达到了屈服应变。通过测量发现梁柱相对转角达到了美国规范的要求,并且由滞回曲线和骨架曲线可知该节点具有较好的延性和耗能特性。

高强螺栓-齿槽-灌浆套筒连接装配式L型梁-柱边节点抗震性能试验研究

为解决建筑结构顶层L型梁-柱边节点(简称L型节点)易发生剪切破坏的问题,提出一种高强螺栓-齿槽-灌浆套筒装配式组合节点(H-C-S节点),分别设计制作将H-C-S节点设置于梁端塑性铰区外、塑性铰区内的装配式L型节点试件LS1、LS2,塑性铰区外设置齿槽-灌浆套筒装配式组合节点(C-S)的装配式L型节点试件CJ1.开展了各试件的低周往复加载试验,分别从破坏形式、荷载-位移关系、耗能能力等方面对比分析了各试件的抗震性能.结果表明:与C-S节点相比,相同设置位置的H-C-S节点可以延缓装配式L型节点的接缝张合与刚度退化进程,提升装配式L型节点的峰值荷载与耗能能力,改善梁端纵筋与混凝土间的黏结性能;将H-C-S节点设置于梁端塑性铰区内会导致梁端塑性铰区上移,造成装配式L型节点的接缝与核心区出现较为严重的损坏,并加剧装配式L型节点的接缝张合与刚度退化进程,降低装配式L型节点的峰值荷载与耗能能力.将H-C-S节点设置于梁端塑性铰区外能够更好地实现"强节点、弱构件"的设计原则,并在最大程度上保证装配式结构的整体性.H-C-S节点可用于同类装配式L型梁-柱节点中.

RCS混合干法框架梁柱节点试验研究

基于梁柱顶底角钢连接节点的良好耗能能力特点,提出了一种由顶底角钢连接的预制钢筋混凝土柱与型钢梁干法连接的梁柱节点连接形式。以梁柱边节点为研究对象,针对两组6个节点分别开展了单调静力加载及循环加载试验研究,探讨分析了该类型节点的抗弯性能、抗震性能以及相应的破坏模式。单调静力加载试验结果表明,梁高的增加不但会延迟螺栓滑移,还会提高节点的初始转动刚度和节点的抗弯承载力;梁端螺栓排数的提高不仅会增加节点的抗弯承载力,在一定程度上还避免了滑移现象的产生。循环加载试验考察了各个试件的滞回曲线、耗能、刚度、延性。结果表明,RCS混合干法框架梁柱节点是一种典型的半刚性连接节点,与现有的现浇钢筋混凝土梁柱节点相比具有更好的耗能能力和延性。

地下工程逆作法板柱节点设计及受力分析

针对地下工程采用逆作法施工时板柱节点结构形式的变化带来的受力问题,文章结合实际工程介绍了某地下工程逆作法的施工工艺和板柱节点的设计处理办法,运用有限元软件对无梁楼盖板柱节点处的环梁进行有限元模拟受力分析,验证了在板柱节点处应用环梁是安全可靠的,能有效的传递荷载、承受弯矩,同时对环梁下外包柱的强度进行了验算,最后对地下工程逆作法中其环梁的特点进行了总结.

带不同顶底连接件高强螺栓连接铝合金梁柱节点抗震性能研究

为研究高强螺栓连接铝合金框架梁柱节点的抗震性能,对带双腹板角型连接件的顶底角型件连接节点(节点SL)、顶底T形件连接节点(节点ST)、顶底加肋角型件连接节点(节点SC)进行循环加载试验研究,分析节点的滞回特性、刚度退化、承载能力及耗能能力等。结果表明:三类节点变形性能良好,最大层间位移角均超过0.03 rad,满足美国规范FEMA 350的延性设计要求;节点SL和节点ST的延性系数均大于3.0,破坏形态为连接件发生断裂,二者在保证充分耗能后应按连接件的极限承载力进行设计;节点SC发生梁端净截面破坏前累积耗能良好;节点SL的初始刚度最小,节点ST和SC与节点SL相比,初始刚度分别提高了36.7%和77.4%。利用有限元软件对试验进行模拟分析,二者结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性及可靠性。

T形件单向螺栓连接方钢管柱-H形钢梁抗弯节点性能研究

在对方钢管柱-H形钢梁顶底T形钢单向螺栓连接节点进行了单调静力加载试验基础上,利用ABAQUS软件进行有限元分析,通过对比验证了有限元模拟结果的准确性。基于试验节点(BASE节点)模型,通过改进节点构造,建立5个系列的节点有限元模型,以模拟分析不同构造下的节点性能。研究结果表明,增加柱壁厚度能够明显提高节点的初始转动刚度和极限承载力,柱壁厚度超过14 mm时会发生单向螺栓的剪拉破坏,节点的变形性能下降;设置加劲肋能明显提高节点的极限承载力,但加劲肋厚度对节点性能影响不大;对梁翼缘以及腹板进行合理削弱能够保证节点的极限承载力和初始转动刚度。在实际的工程应用中,可考虑对梁进行合理削弱,以提高钢材利用率,节约钢材。

深基坑逆作法中的梁柱节点关键施工技术

采用逆作法施工对多层地下结构工程具有良好的社会效益和经济效益,只是施工工艺较为复杂。以上海国际金融中心项目为背景,针对深基坑逆作法中的梁柱节点施工技术进行了研究优化,不仅有效地解决了工程施工关键难点,而且也进一步保证了结构施工质量。