古建筑木结构柱脚节点受力性能试验研究

在古建筑木结构中,将木柱直接平摆浮搁于础石之上,形成连接上部结构与台基之间的柱脚节点,其只承受压力而不承受拉力。在反复荷载作用下,木柱会沿柱脚边缘转动。为研究柱脚节点在地震、风荷载等作用下的受力性能,参考宋代《营造法式》制作了3个七等材足尺柱脚节点模型。通过低周反复荷载试验对柱脚节点的受力特点、滞回特性、转动刚度、刚度退化、柱脚截面等效半径和柱脚边缘点应变等特性进行研究,并分析了竖向荷载对上述性能的影响。试验结果表明：在反复荷载作用下,柱脚边缘出现受压变形,其转动支点交替变化;滞回曲线呈反Z形,产生捏拢现象;柱脚节点恢复弯矩和柱脚截面等效半径首先随转角增加而增加,而后逐渐趋于稳定;柱脚节点的初始转动刚度较大,随后刚度随转角增加逐渐减小;在反复荷载作用下,柱脚节点产生刚度退化现象,加载过程中,柱脚转动刚度为正值,表明其具有较好地转动性能;柱脚恢复弯矩、转动刚度、边缘点应变随竖向荷载增加明显增加,柱脚截面等效半径随竖向荷载增加而减小;通过试验拟合得到了竖向荷载对恢复弯矩和转动刚度的影响系数。     

新型钢管混凝土梁柱节点力学性能试验研究

为研究内加强环式圆钢管混凝土柱与矩形钢管混凝土梁这种新型连接节点的力学性能,设计了缩尺钢管混凝土梁柱节点试件,开展了相同梁柱节点试件的静力加载试验和低周往复加载试验。通过研究该节点试件的破坏模式、荷载-位移曲线以及拟静力加载试验的骨架曲线、核心区剪切变形等,分析了节点试件的承载能力、延性和耗能能力,全面考察了同一梁柱节点在静力加载和低周往复加载两种工况下的受力性能和破坏模式。结果表明：钢管混凝土梁柱节点试件核心区强度较强,破坏模式主要为梁端破坏,低周往复加载试验时试件梁柱连接处附近的梁端钢板发生拉裂破坏和钢板鼓曲,静力加载试验时试件梁端焊缝发生拉裂破坏;试件延性较好,加载过程中经历了弹性、弹塑性和塑性发展阶段。最后提出了该类钢管混凝土梁柱节点核心区的抗剪强度计算公式。     

装配式钢筋混凝土拱桥立柱节点抗震性能研究

对装配式钢筋混凝土拱桥立柱节点作低周反复加载数值模拟,进行了立柱节点足尺试验模型的拟静力试验,得出了模型在不同加载制度下加载点处的荷载与位移,进一步得到了滞回曲线、骨架曲线、能量耗散系数以及耗能滞回面积。经过对比数值模拟结果与拟静力试验数据,发现拟静力试验和数值模拟结果差距在15%以内,试验所得滞回曲线有强度退化的现象,数值模拟得到的滞回曲线相比试验得到的滞回曲线较饱满,具有较高承载力及一定的耗能能力。通过数值模拟与拟静力试验探究了立柱节点的破坏机制,从强度、变形和能量3个方面判断和鉴别出了结构的抗震性能,从而确定了装配式钢筋混凝土拱桥立柱节点的抗震指标和模型参数。     

单调和反复荷载作用下弯剪破坏钢筋混凝土柱荷载-变形关系试验研究及简化模型

为研究单调和反复荷载作用下弯剪破坏钢筋混凝土（RC）柱的变形性能,对10组（20根）不同设计参数的RC柱分别进行单调和低周反复加载试验。对比分析了两种加载方式下RC柱的破坏模式、水平承载力、最大变形及延性等;研究了单调和反复加载下发生弯剪破坏的RC柱的荷载-变形曲线（骨架曲线）的关系;提出了弯剪破坏模式下RC柱荷载-变形曲线的简化计算模型。结果表明：加载方式对RC柱的破坏模式有影响,与单调加载相比,反复加载作用下柱易于发生弯剪或剪切破坏;反复荷载作用下弯剪破坏柱的骨架曲线低于单调加载时的荷载-变形曲线,尤其是在峰值荷载以后;单调和反复荷载作用下RC柱荷载-变形曲线的差异与反复加载引起的循环退化效应有关,在单调荷载-变形曲线的基础上考虑该效应影响可得到反复荷载作用下RC柱恢复力模型,从而简化地震作用下柱的受力分析。采用简化模型计算的弯剪破坏柱的荷载-变形曲线与试验结果吻合较好。     

无粘结预应力混凝土框架节点拟静力试验研究

进行了两个无粘结预应力混凝土梁柱节点试件 (一个中节点、一个边节点 )低周反复水平荷载试验研究。通过对两个试件的荷载 位移滞回曲线的分析 ,研究了节点的变形能力、耗能能力、延性和刚度退化等抗震性能。基于两节点试件试验的结果 ,分析了低周反复荷载作用下框架节点的破坏机理     

钢结构焊接节点损伤分析及提高抗震性能的措施

在实验室通过拟静力试验对钢结构构件进行低周反复加载,通过测定构件的位移和应变,分析应变的变化规律,并对其受力过程中的滞回曲线进行分析,得出影响节点强度退化的一些规律,同时通过在腹板处人为制造裂缝,研究其受力特征及对节点损伤性能的影响。由构件的强度退化曲线可知:随着加载位移的增加,强度退化趋势增大,节点在疲劳荷载作用下,累计损伤会越来越明显,致使强度开始退化,随着反复荷载的作用,裂缝进一步扩大,导致节点刚度退化。钢材屈服后进入弹塑性状态,由于累积损伤,节点刚度也在迅速退化。     

埋入式钢柱脚抗震性能的试验研究

通过对埋入式钢柱脚低周反复荷载作用下的试验研究,分析了埋深比和栓钉布置方式对柱脚节点抗震性能的影响.采用ABAQUS有限元程序,对埋入式柱脚在反复荷载作用下进行了非线性有限元分析.试验研究和数值分析表明,埋深比和栓钉的布置方式对柱脚的抗震性能有较大影响.最后提出了最小埋深比和栓钉的合理布置方式.     

钢骨及聚丙烯纤维增强异形柱边节点抗震性能试验研究

通过对4个在核心区进行钢骨或聚丙烯纤维增强的异形柱边节点进行拟静力试验,在低周反复荷载作用下分析各节点的承载力、位移延性、恢复力特性,包括滞回曲线、耗能能力、刚度退化曲线,对比钢骨增强边节点、纤维增强边节点以及普通边节点各个抗震指标。研究表明:采用钢骨增强和聚丙烯纤维增强均能够改善节点核心区的裂缝开展形态,提高节点的开裂荷载、变形能力,延缓节点的后期刚度退化,尤其是在变形能力、延缓节点后期刚度退化方面,钢骨增强节点优势更加明显。     

一种新型混凝土管梁柱节点受力性能分析

提出了一种新型混凝土管梁柱节点——梁筋穿心式节点,借助ABAQUS软件,建立了混凝土管梁柱节点模型以及普通混凝土梁柱节点对比模型,进行竖向加载、单向水平加载和水平低周反复加载。研究得出管柱节点比普通节点竖向承载力高17.5%,水平承载力相差不多,低周反复加载下的位移-柱端荷载滞回曲线饱满度略差。     

反复弯剪对高强度螺栓端板连接节点抗滑移性能影响——轻型薄壁钢构件高强度螺栓端板式连接系列研究之三

报告了反复弯剪荷载下高强度螺栓摩擦面采用醇酸铁红处理的端板式连接节点的试验结果 ,并与单向静力弯剪荷载下的连接性能进行比较分析。结果表明 ,对低抗滑移系数的高强度螺栓端板式连接 ,反复加载后的承载性能与单调加载时基本相同     

低屈服点钢LYP100单调与循环拉伸试验研究

对47个LYP100低屈服点钢焊接试件进行单向拉伸和反复拉伸加载试验,研究其在不同加载制度下的应力-应变曲线、荷载-位移曲线、骨架曲线、破坏机理和延性特征.结果表明:试件横截面厚度是影响其耗能能力的重要因素,12mm试件的耗能能力明显优于6mm试件;焊接接头对试件的破坏有不利影响,带焊接接头的试件在循环加载作用下疲劳损伤累积效应显著,容易发生脆性破坏,延性变差;LYP100低屈服点钢与Q345钢、Q460钢焊接后,试件的强度提高,循环荷载作用下强度硬化现象明显,但是其延性变差.     

带有芯钢管的钢管混凝土节点的受力机理

在已破坏的钢管混凝土梁-柱节点试件上,截取尚未破坏的节点区域,研究带有芯钢管的钢管混凝土节点的受力机理。对节点采用不同加载方式使其破坏,从其破坏过程、破坏形态及荷载-位移曲线等方面,分析在不同加载方式下节点各组成部分的工作状态、特点及性能差异。研究结果表明:对节点全截面加载可得到节点的最大承载力,仅对芯钢管内混凝土加载可得到节点最小承载力,其最小承载力大于所连接的钢管混凝土柱的承载力,满足节点要求;对于不同加载方式,节点的芯钢管受力状态不同,但无论何种加载方式,芯钢管、外围密排环箍主要为间接受力,起约束核心混凝土的作用。     

循环加、卸载条件下岩石类材料变形特性的实验研究

从不同位移速率、不同载荷水平和不同岩石孔隙性(如坚硬致密的细粒砂岩和软弱多孔的混凝土加气砖等)3个角度对岩石类材料在循环加、卸载条件下所形成的封闭塑性滞回环的演化规律进行探讨。通过对其实验结果的分析发现:(1)岩石类材料在循环加、卸载条件下的卸载曲线与加载曲线不重合,确实将形成一封闭的塑性滞回环;(2)循环加、卸载条件下,加载曲线段的位移变化量在第1次循环期间变化较大,但从第2次循环开始,其位移变化量的变化并不明显,而卸载曲线段的位移变化量在整个循环加、卸载过程中的变化似乎都不明显;(3)一般而言,位移速率越大纵向载荷–纵向位移曲线的斜率就越大,载荷水平越高第1次循环中载荷卸载至零时所残余的位移量也越大;(4)从第2次循环开始,在每次循环加、卸载完成之后,加载曲线段的起点与卸载曲线段的终点几乎是重合的,即从第2次循环实验开始几乎不再产生新的残余位移量;(5)针对具有不同孔隙性的岩石,在不同位移速率和不同载荷水平时其循环加、卸载条件下的变形响应程度将有所不同。     

黏弹性阻尼器增强传统木结构燕尾榫节点试验研究

为研究村镇传统木结构燕尾榫节点在不同摩擦力工况下,以及节点安装阻尼器前后的耗能情况,采用杉木和松木共制作12个燕尾榫节点试件,通过改变榫卯节点侧面紧密程度来改变榫头与卯口间的摩擦力,同时提出了一种黏弹性阻尼器增强节点,将增强前后的节点进行低周反复加载对比试验.研究结果表明:木材种类和榫卯间摩擦力大小对节点的抗震性能有较...     

不同轴压比大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能研究

对4个截面边长为700 mm×700 mm的高轴压比钢筋混凝土柱进行了水平荷载作用下的单调和反复加载试验,讨论了其承载力、破坏形态和滞回特性,分析了轴压比和反复加载对试件的承载力、变形及耗能的影响。结果表明:随着轴压比的增加,试件的骨架曲线的下降段略陡,延性和极限变形较小,而承载力和耗能增加;相对于单调加载,反复加载的试件强度退化较快,极限位移较小。     

冲刷条件下砂土中单桩水平循环加载模型试验

近海风机大直径单桩在波浪的作用下承受水平循环荷载,并产生冲刷效应。采用一套可施加大周数循环荷载的试验装置,探究砂土中冲刷深度与加载路径耦合作用下大直径单桩累积变形特性与位移预测模型。通过对试验结果归一化和回归分析,得到位移预测模型,其为循环次数的幂指数和初次循环累计位移两者的乘积。研究发现,幂指数受加载路径和冲刷深度的影响较小;初次循环累积位移由两个相互独立的参数决定,即荷载峰值和控制循环幅值的荷载类型。荷载峰值受冲刷深度影响,荷载类型与冲刷深度无耦合关系。试验得到的位移预测模型的幂指数和初次循环累积位移公式可用于单桩长期水平循环累积位移的预测。     

充气锚杆循环荷载作用下的位移规律试验研究

充气锚杆是一种新型扩大头锚杆,在软弱地基区域工程建设以及海洋资源的利用过程中,有其特殊的优势。笔者设计自制了充气锚杆实验槽,利用该实验槽开展了砂土中的充气锚杆循环荷载试验,揭示了砂土充气锚杆循环荷载作用下的位移变化规律。结果表明:(1)充气锚杆抗拔过程分为3个阶段:弹性位移阶段、弹塑性位移阶段和塑性位移阶段,前2个阶段,充气锚杆的塑性位移与荷载成指数函数关系;(2)随着循环荷载峰值的增加,充气锚杆在循环荷载下的位移发展速度增加,单次循环下的残余位移量与总残余位移量增加,最终的位移量也相应地增加。(3)极限抗拔承载力随着循环次数的增加而变小。     

缀板式钢管混凝土组合柱框架有限元分析

为研究缀板式方钢管混凝土组合柱框架的抗震耗能能力,基于三榀框架试验所验证的有限元模型,在不改变材料本构及各不同构件的参数设置,采用ABAQUS有限元软件建立不同构造形式的框架模型,通过有限元软件得到框架的应力云图及荷载-位移曲线,研究框架在低周水平往复荷载作用下滞回性能。模拟结果表明,不同构造形式下框架钢梁发生了屈曲扭转、底部柱子在大位移时发生压弯、肋板连接处所受应力较大,破坏机制符合强柱弱梁,具有良好的滞回性能,为以后实际工程中提供可参考依据。