方钢管-H型钢梁隔板贯通节点核心区抗震性能研究

对3个十字形隔板贯通节点进行柱顶恒定轴力和梁端横向往复荷载作用下的试验.3个足尺试件设计变化的参数为隔板厚度和核心区柱壁厚度.基于试验结果,采用有限元软件ABAQUS对试件进行非线性分析和计算,得到梁端荷载-位移滞回曲线并与试验进行对比,且利用有限元软件对试验过程应力分布进行分析.试验结果及有限元分析表明:对于隔板贯通节点,其隔板的厚度以及核心区柱壁的厚度对核心区的承载力有重要影响;梁端塑性铰破坏模式与核心区凹曲剪切破坏模式下,试件的滞回曲线均饱满而稳定,且耗能能力均能满足要求;核心区在受剪破坏模式下,其承载力和性能基本上只与核心区柱腹板和隔板厚度有关,而与核心区柱翼缘厚度无关.     

方钢管柱-H型钢梁隔板贯通节点抗剪性能试验研究

为研究隔板与核心区钢管翼缘组成的钢框架对方钢管柱-H型钢梁隔板贯通节点抗剪承载力的影响,设计3个足尺十字形方钢管柱-H型钢梁隔板贯通节点并对其进行低周反复荷载试验,变化参数为节点核心区钢管翼缘厚度。试验结果表明,钢框架体系对节点抗剪承载力的影响有限。     

外隔板连接钢管混凝土柱-H型钢梁节点抗剪性能研究

通过对4个十字形外隔板连接钢管混凝土柱-H型钢梁节点试件进行低周反复荷载试验研究了该类型节点的抗剪性能,节点试件的核心区钢管厚度进行了一定程度的削弱。试验中研究的参数包括核心区钢管厚度、外隔板宽度和轴压比大小。4个试件的变形发生于核心区钢管翼缘和外隔板的弯曲、核心混凝土的压碎、钢管腹板的剪切变形甚至屈曲开裂,钢管腹板屈曲开裂是主要的剪切破坏形式。试验和有限元参数化分析均表明抗剪承载力与节点核心区钢管厚度正相关,外隔板宽度和轴压比对抗剪承载力的影响不大。对现有的3种针对于钢管混凝土柱-H型钢梁连接节点的抗剪承载力计算方法进行了对比评价,并结合混凝土核心区的剖切试验观测结果,提出了外隔板连接节点的抗剪承载力计算公式。新计算方法考虑了钢管翼缘和外隔板对抗剪承载力的贡献,其结果与试验值吻合良好,该方法的适用性得以验证,可用于外隔板连接节点的设计应用。     

隔板贯通式钢管混凝土节点有限元分析

基于ANSYS软件建立了隔板贯通式钢管混凝土梁柱节点有限元模型,研究了剪切破坏模式下节点核心区的传力机制,以及节点核心区组件几何尺寸和楼板作用对节点抗剪承载力的影响。结果表明,在剪切破坏模式下,节点剪力主要由核心区钢管腹板和混凝土承担,隔板和钢管翼缘的作用主要是传递梁端弯矩,核心区混凝土则以斜压杆机制抗剪;隔板厚度和核心区钢管壁厚对节点抗剪承载力有较大影响,而钢梁翼缘厚度和宽度的影响相对较小;楼板能提高节点抗剪承载力,并能影响节点核心区的破坏模式。继而利用优化设计为节点试件的方案设计提供一定参考。     

隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点抗震性能试验

对圆弧加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点和基本型异形节点进行循环加载试验,研究了贯通隔板圆弧扩大头构造对异形节点抗震性能的影响,获得了该类节点的破坏模式、滞回性能、承载力和塑性转角等抗震性能参数。基于试验结果和力学分析,建议了异形节点域的抗弯、抗剪计算模型,推导了异形节点域的抗弯、抗剪承载力计算公式。结果表明:基本型异形节点滞回曲线劣化明显,节点在刚度较大、几何突变的箱形梁翼缘对接焊缝边缘脆断;隔板圆弧加强异形节点的滞回曲线饱满,承载能力和刚度退化不明显,主要破坏模式为在隔板圆弧加强区形成塑性铰,梁翼缘对接焊缝延性开裂;加载至节点破坏时,贯通隔板与柱壁板间焊缝未发生撕裂破坏,节点域内轻骨料混凝土未压碎或拉裂,轻骨料混凝土与隔板和柱壁板间未发生剥离或滑移;隔板圆弧加强异形节点的塑性转角可达0.038~0.056 rad,承载力较基本型异形节点提高21.5%~56.2%。     

隔板贯通节点核心区抗剪性能试验研究

为研究钢管混凝土柱-钢梁隔板贯通节点的核心区抗剪承载力,完成了5个"强构件,弱节点"试件在反复荷载作用下的抗震性能试验,探讨了节点核心区钢管和混凝土的破坏特征,核心区钢管应力-应变规律以及节点抗剪承载力。结果表明:隔板贯通节点核心区抗剪承载力主要由核心区钢管腹板部分和核心区混凝土组成;核心区混凝土裂缝沿2条对角线由内向外扩展,斜压杆受压宽度约为核心区混凝土高宽的1/4左右;隔板与钢管翼缘形成的钢框架对增强节点屈服后的塑性变形能力有明显作用。     

钢筋混凝土框架顶层节点抗震性能试验研究

对钢筋混凝土框架顶层L形边节点及T形中节点的抗震性能进行了试验研究。根据节点裂缝特征、荷载-变形滞回曲线、梁柱纵筋应变曲线及节点核心区周围诸力分布特点等试验结果,分析了节点的各种破坏模式及不同破坏模式对节点强度的影响。比较了中日两国规范节点强度设计值与试验结果的吻合性。结果表明:在满足节点内构件纵筋锚固充分的前提下,L形节点在梁柱相对关闭方向的传力机构为扇形斜压杆机构,难以被"剪压"坏,节点抗剪强度在混凝土圆柱体抗压强度的0.2倍以上;张开方向的节点强度由受弯传力机构决定,节点强度为关闭方向的0.7倍左右。T形节点的抗剪强度在混凝土圆柱体抗压强度的0.2倍左右,梁筋在节点内粘结性能的显著衰减使节点强度低于├形中间层边节点。     

扩大十字形截面型钢混凝土柱-SRC梁节点抗震承载力试验研究

提出了内置扩大正、斜向十字形截面型钢混凝土柱-工字钢型钢混凝土（SRC）梁节点的构造方式。通过对4个内置扩大正十字形和斜向十字形截面的型钢混凝土柱-SRC梁节点试件和1个内置普通十字形截面型钢混凝土柱-SRC梁节点试件的低周反复荷载试验,研究了试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、剪切变形和钢材应变,分析了配钢形式、加载角度和构造措施（直接焊接、竖向隔板连接）对节点受力性能的影响,并在此基础上对节点核心区受剪承载力进行了计算。试验结果表明：上述两种新型截面型钢混凝土梁柱节点均发生节点区剪切破坏,达到极限状态时,节点区箍筋及型钢腹板应力均达到屈服强度,试件型钢及翼缘框内混凝土仍能承担较大荷载,并趋于稳定;新型SRC梁柱节点核心区剪力-剪切角滞回曲线饱满,无捏缩现象,其受剪承载力比相同破坏模式的普通型钢混凝土梁柱节点试件大;柱内采用斜向布置十字型钢以及梁柱正交时,节点试件的剪切承载力更大,所提出的两种构造措施对节点承载能力影响不大。     

混凝土Z形柱框架节点核心区抗剪承载力计算分析

通过6个1∶2比例的Z形截面混凝土柱框架中间层中节点的低周往复试验,得到Z形柱框架节点的破坏形态,测得框架节点核心区极限抗剪承载力试验值,并利用现行相关规范给出的公式计算节点核心区受剪承载力的验算值,把试验值与规范验算值进行比较分析,得出采用现行规范计算Z形框架柱节点核心区抗剪承载力的偏差,所得结论可为实际工程Z形截面混凝土柱设计计算提供参考。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点承载力试验研究

基于隔板贯通节点在地震作用下的破坏调查结果,提出了一种改善钢梁翼缘与隔板连接处受力性能的新型节点--倒角放坡型隔板贯通节点。对7个十字形节点试件进行了静力拉伸试验,研究了隔板贯通式连接中方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘的连接性能,分析了钢梁翼缘与隔板连接构造以及浇注孔直径、隔板厚度、钢管的宽厚比等参数对节点局部受拉承载力的影响,并将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行了比较。研究结果表明:倒角放坡型隔板贯通节点具有较好的承载力和延性;影响节点承载力的主要因素是隔板的厚度、浇注孔径和钢管的宽厚比,在钢管中填充混凝土有利于提高节点的屈服承载力和刚度;对于填充混凝土的试件,采用公式计算节点承载力偏于保守。     

钢梁贯通型RCS组合节点构造措施及抗剪强度探讨

基于国内外有关RCS组合节点的研究,分析了RCS组合节点的破坏模式及相应的构造措施。根据RCS组合节点的受力特点,探讨了RCS组合节点核心区各抗剪机构的作用机理。通过对RCS组合节点试件抗剪承载力的计算分析,比较了现有国内外RCS组合节点抗剪强度计算公式,指出公式存在的问题,研究结果表明,以强度为基础的公式对于中节点的抗剪强度计算偏于保守,以变形为基础的公式计算结果离散性较小。综合目前RCS组合结构的研究现状,提出了RCS组合节点的研究建议,以期为RCS组合框架结构的进一步研究提供参考。     

方钢管柱-H形钢梁隔板贯通节点核心区弹性刚度计算方法研究

对方钢管柱-H形钢梁隔板贯通节点梁端承受弯矩时的核心区弹性刚度进行研究,分析核心区的变形机制,在合理假定的基础上,进行理论推导,提出以剪切变形为核心区主要变形机制的隔板贯通节点核心区弹性刚度计算式。基于经试验验证的有限元模型,对隔板贯通节点进行参数化分析,将计算所得理论值与有限元结果进行对比,两者吻合良好,表明所提出的计算式能够准确地计算隔板贯通节点核心区弹性刚度。     

钢纤维混凝土框架节点抗剪承载力试验研究

通过 9个钢纤维混凝土框架边节点的试验 ,研究了此类节点的破坏过程与破坏特点 ,提出了节点核心区抗剪计算的“双剪压”受力机理模式。探讨了节点区域箍筋与钢纤维在抗剪计算中协调受力问题 ,指出了配有抗剪箍筋的钢纤维混凝土框架节点中 ,应对钢纤维承担的剪力予以折减。在此基础上给出了节点抗剪强度的计算公式 ,公式计算结果与试验结果吻合较好。     

钢纤维混凝土框架节点抗剪承载力的试验研究与机理分析

通过对9个钢纤维混凝土框架边节点的试验,研究了此类节点的破坏过程与破坏特点,提出了节点核心区抗剪计算的“双剪压”受力机理模式。探讨了节点区域箍筋与钢纤维在抗剪计算中的协调受力问题,指出配有抗剪箍筋的钢纤维混凝土框架节点中,应对钢纤维承担的剪力予以折减。并在此基础上给出了节点抗剪强度的计算公式,本文所提出公式的计算结果与试验结果吻合较好。     

方钢管混凝土柱内隔板贯通式节点核心区抗震性能的试验研究

方钢管混凝土柱在建筑结构中已经得到越来越广泛的应用。为研究方钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁(钢梁)连接的内隔板贯通式节点的抗震性能,对10个节点试件进行低周反复荷载试验。在此基础上,对其核心区受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、强度退化和耗能能力等抗震性能进行较为深入的研究与分析。研究结果表明:节点试件的滞回曲线呈明显的梭形,且非常丰满,耗能能力强;内隔板贯通式节点具有较好的延性和承载力,即使在发生节点破坏的时候,也为延性破坏;节点在整个加载过程中刚度退化明显,强度退化很小,可以在抗震设防地区推广使用。     

Z形柱框架结构顶层中节点的抗震性能试验研究

通过低周反复荷载作用下的2个Z形柱框架顶层中节点的试验研究,分析了节点核心区的破坏特征、承载能力和延性、滞回特性等性能指标。最后,将按照异形柱设计规范[1]中节点抗剪承载力公式的计算值与实验值进行比较,验证了利用现有L形柱设计公式计算Z形截面柱顶层节点抗剪承载力计算的可行性。     

T形柱框架节点延性及承载力的试验研究

对10根T形柱节点进行了低周反复荷载作用下的试验研究,着重分析了T形柱节点的承载能力和破坏特点,梁、柱主筋和核心区箍筋应力变化;实测梁端的荷载-位移滞回曲线,研究轴压比、配箍率对节点核心区受剪承载力和延性性能的影响。并把试验结果与混凝土规范中矩形柱节点计算公式进行了比较。     

隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点强震灾变机理分析

对隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点试验试件进行了数值模拟分析,对比研究了折线扩大头隔板贯通箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形钢梁异型节点和基本型异型节点在强震下的破坏模式、断裂风险区、节点区应变演化规律.结果表明,贯通隔板折线扩大头区形成塑性铰,节点域应变集中在上核心区.     

核电工程双钢板混凝土结构L形转角墙节点研究

为研究钢板混凝土(steel-plate composite,SC)结构L形转角墙节点的受力性能,按"超强连接"原则设计了一个足尺SC结构L形节点试件,对其进行拟静力试验,分析其破坏模式、滞回曲线、应变演化,并进行了数值模拟,基于试验和数值模拟结果分析了SC结构L形转角墙节点的受力机理和结构性能。结果表明:SC结构L形转角墙节点在轴力、弯矩和剪力作用下,四周钢板一侧受拉、另一侧受压,核心区混凝土受剪以平衡两侧钢板的轴力差;L形转角墙节点易发生核心区混凝土剪切破坏,采用ACI 349-06中的相关公式可较保守地预测其受剪承载力。设计中应避免核心区混凝土脆性剪切破坏,建议加固节点核心区,使得破坏发生在SC墙体上。     

混凝土梁柱节点承载力有限元分析

基于钢筋混凝土异形柱框架节点的试验,运用大型通用有限元软件ANSYS对T形柱节点进行了非线性有限元分析,并与试验结果进行了对比。简化T形柱为矩形柱,对比简化前后两节点的骨架曲线。并改变T形柱翼缘肢长,分析了翼缘对节点受剪承载力的影响。研究表明,非线性有限元计算结果与试验结果吻合较好,可以对节点承载力进行分析;使用矩形柱节点公式对T形柱节点受剪承载力计算误差较小,且T形柱节点的翼缘对节点的抗剪承载力贡献较小,主要由腹板承担。