新型钢筋套筒挤压连接预制RC梁柱节点研究

对一种新型钢筋套筒挤压连接预制梁柱节点进行试验研究,并进行了梁纵筋配筋率、轴压比、柱纵筋配筋率等有限元参数分析,并与试验节点的结果进行了对比。研究表明:这种新型节点形式是安全的,可以实现强节点弱构件的目的,并能实现较好的节点抗震性能,该类型预制梁柱节点是切实可行的。有限元分析结果与试验得到的骨架曲线吻合较好;随着梁纵筋配筋率提高,节点承载力增加;轴压比和柱纵筋配筋率对节点承载力影响较小;随着柱端轴压比的增加,节点剪切角逐渐减小;柱纵筋配筋率对节点剪应力影响较小。     

十字板-端板式模块化钢结构连接节点抗弯性能研究

为研究十字板-端板式模块化钢结构连接节点的抗弯承载力和破坏模式,对该节点的一个足尺试件进行单调加载试验,并对该节点的抗弯性能进行有限元分析。研究结果表明:试件的破坏模式为梁端形成塑性铰,节点和上、下柱未发生明显破坏;节点十字板厚度和高度对节点的抗弯承载力影响较小;随着屋面梁和楼面梁高度的增加,节点的抗弯承载力、初始抗弯刚度和延性系数都显著提高;随着轴压比的变大,节点的抗弯承载力、初始抗弯刚度和延性系数都有明显下降。     

低配筋混凝土剪力墙的数值模拟

低配筋混凝土剪力墙可以应用于不高于7度的抗震设防区的中高层住宅中,能够大幅度降低工程造价。利用ABAQUS软件对低配筋混凝土剪力墙进行有限元模拟计算,结果表明低配筋混凝土剪力墙在低轴压比情况下的变形能力足够;增大轴压比在提高墙体承载力的同时使得墙体的变形能力有所降低;增大边缘构件配筋率在显著提高墙体承载力的同时也能增强墙体的变形能力。     

ATCFSST-SCB中柱节点M-θ骨架曲线影响因素分析

为分析不同因素对外加强环式方钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点弯矩(M)-转角(θ)骨架曲线的影响,设计了25个不同参数的该种节点,采用有限元软件ABAQUS模拟了这些节点在低周往复荷载作用下的受力过程,模拟前采用已有试验数据对模拟方法进行了验证。提取了各节点的M-θ骨架曲线,并计算了各节点的抗弯承载力、极限抗弯承载力和初始刚度。通过对比分析,得出如下结论:轴压比、钢材屈服强度增加,节点的抗弯和极限抗弯承载力明显提高,而初始刚度受其影响较小;梁柱线刚度比增加,节点的抗弯、极限抗弯承载力、初始刚度增加,且初始刚度增加较大;加强环板宽度增加,节点抗弯、极限抗弯承载力增大,初始刚度先增加后减小;含钢率增加,节点抗弯承载力、初始刚度明显增加,极限抗弯承载力小幅增加;开孔率增加,节点抗弯、极限抗弯承载力、初始刚度降低,且开孔率不是很大时,三者降低较小,而孔间距、距离的增加,均会提高节点的抗弯、极限抗弯承载力,但二者过大或过小均会引起节点的初始刚度降低。     

超大承载力端板连接节点有限元分析和设计方法

超大承载力端板连接节点能够提供比普通构造的端板连接节点和大承载力端板连接节点更大的抗弯承载力,可以应用于大跨或重载钢结构中。由于超大承载力端板连接节点的螺栓拉力分布不均匀、端板受力状态复杂,现有的端板连接节点设计方法不能直接应用。此文建立超大承载力端板连接节点的有限元模型,通过已有试验验证模型的可靠性|利用有限元模型分析单调荷载下超大承载力端板连接节点的受力性能,提出弯矩作用下受拉区端板的屈服线模型和受拉区螺栓承担拉力的分布模型。在所提模型的基础上基于我国规范提出超大承载力端板连接节点的抗弯承载力设计方法。比较所提设计方法得到的节点抗弯承载力设计值与有限元得到的屈服承载力,在我国规范规定的高强度螺栓受拉极限状态条件下所提方法得到的设计结果偏于安全。     

方钢管混凝土穿芯高强螺栓-端板节点滞回性能研究

对3个方钢管混凝土柱穿芯高强螺栓-端板节点试件进行了伪静力试验研究。采用有限元程序ANSYS对节点进行了循环荷载作用下的三重非线性有限元分析,研究了轴压比、混凝土强度、高强螺栓预拉力、端板厚度及端板加劲肋等因素对节点滞回性能的影响。结果表明,轴压比和混凝土强度对节点滞回性能影响较小,减小高强螺栓预拉力将显著降低节点的耗能能力,端板加劲肋和端板厚度对节点性能有明显的影响,但设置加劲肋比增加端板厚度对改善节点性能更有效。试验与计算结果表明,穿芯高强螺栓-端板节点具有很好的强度、刚度、延性和耗能能力。     

冷弯薄壁方钢管混凝土梁柱节点抗震性能试验研究北大核心CSCD

冷弯薄壁型钢结构房屋中杆件壁板较薄,梁柱节点连接区域常发生柱板件被拉裂现象。向薄壁柱内灌入低强度混凝土,可有效提高梁柱节点抵抗外荷载的能力。开展4种类型共8个节点在不同轴压比下的低周往复加载试验,探讨节点抗震性能。结果表明:普通空钢管柱焊接节点破坏前所经历的循环次数较少,节点域部位焊缝及焊缝附近板件发生断裂;加腋节点极限承载力比普通焊接节点提高很多,耗能能力较强,破坏时加腋端梁截面局部屈曲,其承载力比螺栓贯穿式节点承载力高;钢管混凝土柱直接焊接节点在一定程度上抑制了节点域柱板件断裂,螺栓贯穿式节点梁端板件发生断裂和梁与端板连接的焊缝也被拉裂;轴压比对空钢管柱节点的抗震性能影响较大,但对钢管混凝土柱节点影响较小。     

钢次梁锚入混凝土框架梁试验研究与有限元分析

进行了2个钢次梁锚入混凝土框架梁(4种不同形式节点)静载试验,结果表明,钢梁上部及其周边混凝土拔出引起节点锚固失效破坏,900 mm框架梁对钢次梁锚固比600 mm框架梁好,设有锚筋节点性能比未设锚筋节点性能略好,ABAQUS有限元分析还表明,由于钢与混凝土间滑移,钢梁端部与混凝土分离,使钢梁端部转角增大;抗剪键布置偏少,混凝土板近支座区域板面翘曲,结构受力不利;当混凝土梁高增加到一定数值时,对节点承载力影响变小;钢梁上混凝土板越厚,钢梁端部转角越小,承载力越大,钢梁上混凝土板达一定厚度对钢梁受力性能更为有利;设有抗剪键钢梁比未设抗剪键钢梁跨中位移、端部转角变小,承载力增大。     

基于OpenSEES的陶粒混凝土钢板组合剪力墙受力性能分析

为研究陶粒混凝土钢板组合剪力墙的受力性能,采用OpenSEES有限元软件建立了陶粒混凝土钢板组合剪力墙的计算模型,并对比试验数据验证了模型的准确性;通过数值模拟,分析了轴压比、剪跨比、截面宽厚比及钢板厚度对陶粒混凝土钢板组合剪力墙受力性能的影响。结果表明:当轴压比小于0.4时,组合剪力墙承载力随轴压比增大而升高;随着剪跨比增加,承载力近线性降低,剪跨比小于2时,延性随剪跨比增大而提高;随着截面宽厚比降低,承载力线性提升;钢板厚度增大可以显著提高墙体水平承载力,端部方钢管的钢板厚度增加对水平承载力提高作用更为明显。     

钢环加固圆钢管混凝土柱-RC梁角节点轴压性能有限元分析

针对圆钢管混凝土柱-RC梁角节点,提出了对角节点的节点区采用多段钢环加固的构造方案,并对加固节点模型的轴压性能开展有限元分析研究。通过已有研究成果验证了有限元模型分析方法的可靠性,继而采用ABAQUS有限元分析软件建立152个加固节点模型进行轴压试验模拟。有限元分析结果表明,以多段钢环加强的圆钢管钢筋混凝土柱-RC梁角节点轴压性能优于普通节点,加固节点具有更高的轴压承载力和更好的延性,加固效果明显。参数分析表明：加固角节点的轴压承载力随节点混凝土轴心抗压强度、节点区钢环体积占比和节点区纵筋配筋率的增加而增加;角节点的轴压承载力受梁端剪力影响,较大的梁端剪力可能造成节点延性降低。根据分析结果,建立了节点区采用钢环加固的圆钢管约束混凝土柱-RC梁角节点的轴压承载力算式,供设计该类节点参考。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱抗震承载力试验研究

通过对24根钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱试件的拟静力试验,考察了其抗震性能,分析纤维种类、轴压比、剪跨比、纵向配筋率和体积配箍率等因素对试件抗震性能的影响。结果表明:柱的剪跨比、纤维种类和轴压比是试件破坏形态的主要影响因素,而柱的配箍率和配筋率的影响较小;当轴压比nt≥0.308时,混杂纤维的掺入可使试件的抗震承载力提高15%~20%;配箍率对柱的受弯承载力的影响可通过在约束条件下混凝土强度的提高予以体现。在此基础上,针对柱的弯曲、弯剪破坏形态,考虑柱端约束和箍筋约束的作用,建立了柱的受弯承载力计算公式;针对其剪切破坏形态,提出混凝土双向受力简化分析模型,建立了柱的受剪承载力计算公式,其计算值与试验值均吻合良好。     

基于螺栓连接的新型钢筋混凝土框架装配式节点抗震性能研究

基于拟静力试验,研究基于螺栓连接的新型钢筋混凝土(RC)框架装配式节点的抗震性能,并与装配整体式混凝土结构框架节点进行对比,分析破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移和延性、刚度与承载力退化及耗能等指标,以及轴压比对新型节点抗震性能的影响。研究表明:新型节点相对于装配整体式节点,承载力降低19%,延性降低16. 7%,承载力与刚度退化加快,但具有更好的耗能能力;新型节点的破坏形式均为梁端受弯破坏;当轴压比小于0. 4时,增大轴压比可提高新型节点的初始刚度与承载力,但会降低延性及耗能能力,并加快刚度和承载力退化。     

灌浆套筒承插组合连接装配式墩压弯扭滞回性能分析

为了得到斜、弯桥等非规则桥梁的预制拼装桥墩压弯扭复合作用下的滞回性能，对一种灌浆套筒和承插口组合连接的装配式墩进行了有限元参数分析。首先介绍了装配式桥墩的拟静力试验，然后建立相应的有限元模型并利用试验结果验证其有效性，最后研究了轴压比、扭弯比、配箍率和配筋率等参数对装配式墩压弯扭滞回性能的影响。研究结果表明，增大构件的轴压比可以提高其抗弯、扭的承载力，但耗能能力会因此降低。提高扭弯比，构件的抗弯承载力将会迅速降低，而其扭转耗能和抗扭承载力将会提高；增大构件的配筋率，可以提高其抗弯承载力，但抗扭承载力和刚度变化较小；增大构件的配箍率，可以提高其刚度和抗弯、抗扭承载力。研究结果可以为灌浆套筒和承插口组合连接桥墩的复合受力性能分析和工程应用提供参考。     

圆端形截面钢管混凝土柱抗震性能研究

圆端形截面钢管混凝土柱已被应用于抗震设防区的结构中。为了研究轴压比及高宽比对该类组合柱抗震性能的影响规律,进行了12根圆端形截面钢管混凝土柱的滞回试验。试验结果表明：和矩形钢管混凝土柱相比,圆端形截面钢管混凝土柱的破坏程度更轻,滞回曲线更饱满,变形能力、延性和耗能能力更高;柱承载力、刚度、耗能能力随着高宽比的增大而提高,但延性随之降低;高宽比对刚度退化速率和阻尼比的影响较小。建立了圆端形截面钢管混凝土柱的有限元模型,对比得到有限元模拟骨架曲线和实测结果吻合较好。采用经验证的有限元模型开展了圆端形截面钢管混凝土柱的参数分析,主要影响参数包括材料强度、含钢率、轴压比、长细比和高宽比。参数分析结果表明：圆端形截面钢管混凝土柱的承载力和刚度随着高宽比的增大而增大,但延性随之降低;当钢材屈服强度由235 MPa增大到700 MPa时,承载力提高了89.1%;当含钢率由0.05增大到0.2时,承载力提高了146%;当长细比由20增大到100时,承载力降低了88.3%;当轴压比由0.01增大到0.8时,承载力降低了61.2%;当高宽比由1提高到3时,承载力提高了215.3%。基于圆钢管混凝土恢复力模...     

钢筋混凝土框架异型中节点抗裂度计算

基于6个钢筋混凝土框架异型中节点试件的试验研究,分析了节点核心区尺寸、轴压比等因素对异型中节点抗裂性能的影响。结果表明:节点开裂前核心区混凝土基本处于弹性工作阶段,异型中节点的剪力主要由小核心(小梁与上柱构成的区域)混凝土承担,增大轴压比可以提高异型中节点试件的抗裂承载能力。在试验研究的基础上,提出异型中节点抗裂承载力计算公式,并与11个异型节点试件的试验结果进行对比,吻合较好。     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究及参数分析

为研究装配式混凝土梁柱节点的抗震性能,对1个整浇节点和2个装配式节点进行了低周往复加载试验,分析了两类节点的破坏形态、滞回性能、刚度退化、延性和耗能能力等,研究了轴压比对节点抗震性能的影响。利用ABAQUS软件建立节点的有限元模型,扩充影响参数范围,进一步分析梁纵筋配筋率、后浇区混凝土强度及连接钢板的屈服承载力对节点抗震性能的影响。结果表明：与整浇节点相比,装配式节点具有较高的承载力、刚度和耗能能力,且变形性能相当;轴压比增大时,装配式节点的承载力、刚度及耗能能力显著提高,但延性降低;提高纵筋配筋率和后浇区混凝土强度等级均可改善装配式节点的抗震性能;改变连接钢板的屈服承载力可实现梁端塑性铰向柱外侧转移,当连接钢板与梁纵筋的屈服承载力接近时,钢板可辅助节点进行耗能。     

不封口钢管混凝土柱脚支承混凝土局部受压性能试验研究

针对端部不封口钢管混凝土的局部受压性能进行单调轴压试验研究及有限元分析。试件参数设置包括钢管的规格、支承体的混凝土尺寸、垫块的设置和配筋率等。试验及有限元分析表明：端部不封口钢管混凝土支承体顶面有压陷现象,其压陷现象与支承体的配筋率大小、不同局部受压面积比、垫块设置与否有关;对素混凝土支承体,其顶面压陷现象明显,并严重降低素混凝土的局部受压承载力;对配有间接钢筋的混凝土支承体,其顶面压陷现象不明显,对局部受压承载力影响不大,仍可按GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》局部受压公式进行验算;当局部受压荷载满足GB 50010-2010中的要求时,不封口钢管混凝土支承体的压陷现象可以得到有效控制;局部受压截面通过局部承载力实测值与GB 50936-2014《钢管混凝土结构设计规范》公式对比可知,GB 50936-2014中建议的局部受压公式结果偏保守,柱脚环板下混凝土承载力也偏于保守。     

预制装配式H型钢骨混凝土柱-柱连接受力性能有限元分析

首先设计了一种能够连接模块化预制H型钢骨混凝土柱的节点模块,该新型节点模块具有连接简单方便、传力合理可靠的特点.为研究该新型节点模块在水平荷载作用下的受力性能,通过非线性有限元软件ABAQUS分析剪跨比、轴压比以及不同加载方向3个参数对试件的承载力、初始刚度与延性的影响.结果表明,随着剪跨比增大,试件承载力、初始刚度及延性逐渐降低明显,但延性系数仍大于8,试件延性良好,无脆性破坏.在0.2～0.6范围内增大轴压比,极限荷载与初始刚度呈现出先提高后降低的变化趋势,极限荷载在轴压比为0.3时最大.随着轴压比的增大,延性不断降低.通过改变加载方向,Y向加载的承载力和初始刚度与X向相近,但延性略有提高.基于ABAQUS对预制装配式H型钢骨混凝土柱-柱连接受力性能的研究成果,可为进一步试验研究提供理论基础和设计参考.     

钢结构集成房屋模块间十字形板-端板连接节点轴压性能研究

现有钢结构模块化建筑的连接节点大多难以用于集成房屋模块间的连接,为此,提出一种十字形板 端板连接件。通过对两个节点试件进行轴压试验,研究节点在轴压荷载作用下的破坏模式和承载力。采用ABAQUS建立试件的有限元模型,有限元分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的正确性。采用该有限元模型分析了十字形板厚、端板厚和柱壁厚等参数对节点轴压承载力的影响。结果表明,柱壁与十字形板厚度的比值影响节点轴压破坏模式,其轴压破坏模式分为十字形板扭转破坏、柱端压屈破坏和两种破坏的组合。采用ANSI/AISC 360-2010中对柔薄板件的计算方法,得到十字形板扭转破坏下的轴压承载力计算公式。通过引入强度折减系数,得到柱端压屈破坏模式下的轴压承载力计算公式。将试验结果和有限元模拟结果进行对比,验证了承载力计算公式的实用性。     

全装配式外套筒-加强式外伸端板组件梁柱连接节点抗弯承载力研究

提出全装配式外套筒-加强式外伸端板组件梁柱新型连接节点,通过理论分析、试验研究和有限元分析,确定了节点受力计算模型,推导出节点抗弯承载力理论计算式,并与有限元模拟值和试验结果进行比较,三者吻合较好,证明其具有合理性和良好的适用性。所提出的节点抗弯承载力计算方法可为该类节点的设计和计算提供理论工具。试验研究与有限元分析还表明,装配式外套筒-加强式外伸端板组件梁柱连接节点的屈服机制为:外套筒和柱壁内凹受压屈曲、外伸端板压屈、节点屈服;梁柱连接节点具有良好的耗能能力,增大外套筒厚度,节点屈服荷载增加,耗能能力提高。