环口板加强型T型管节点滞回性能的试验研究

为了研究环口板加强对T型圆钢管节点滞回性能的影响,分别对一个未加强T型和一个环口板加强型T型圆钢节点进行了循环荷载的拟静力试验研究.试件测试结果表明:由于环口板增加了主管在焊接部位的刚度,改变了管节点的破坏方式,将未加强管节点的焊缝周围破坏转移到环口板周围破坏.基于试验测试得到的两个试件的滞回曲线,发现采用环口板加强的T型圆钢管节点的滞回曲线更加饱满,滞回环包围的面积明显大于未加强的T型圆管节点,说明加强后的圆钢管节点能够更好地抵抗动力荷载.此外,还进行了试件的延性比和能量耗散比分析,发现加强型管节点具有更好的延性.     

T形钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁外伸端板连接节点抗震性能试验研究

为了研究T形钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁外伸端板连接节点的抗震性能,按1:2的比例设计并制作了9个试件进行低周往复荷载试验。观察了试件的受力过程和破坏形态,得到了试件的滞回曲线和骨架曲线,分析了节点的荷载特征值、延性、耗能性能和刚度退化。试验结果表明：此类节点滞回曲线饱满,延性系数均大于3.48,粘滞阻尼系数均大于1.5,具有良好的抗震性能。加长牛腿长度能提高节点的初始刚度和极限荷载;增加端板厚度和设置加劲肋,节点的极限荷载和耗能性能提高,且加劲肋对薄端板的影响比厚端板显著;增大螺栓直径能提高初始刚度,但对节点承载力影响有限。     

箱形节点域不锈钢端板连接梁柱弱轴节点受力性能

为了探究不锈钢弱轴节点的静力性能和抗震性能,设计并加工了4个端板连接不锈钢梁柱弱轴节点试件,包括奥氏体型和双相型两种不锈钢牌号试件各2个,且均设置了箱形节点域进行加强。对节点试件分别开展单调静力和低周反复加载试验,得到了节点的整体受力性能和局部受力特征,包括节点在单调静力和低周反复荷载作用下的失效破坏形态、荷载–位移曲线和螺栓力发展过程,以及节点在低周反复荷载作用下的刚度、强度退化和耗能能力。结果表明：在静力和循环荷载作用下,节点的最终破坏形态为柱子蒙皮板与柱翼缘的对接焊缝均出现断裂,奥氏体型不锈钢节点的初始刚度约为双相型不锈钢节点的90%,塑性承载力约为后者的60%~70%。节点在循环荷载作用下,滞回曲线较为饱满无明显捏拢现象,出现了刚度和强度退化,奥氏体型不锈钢节点的累积耗能约为双相型不锈钢节点的3倍。设置箱形节点域之后,弱轴端板连接节点受力性能对焊缝质量要求更高,焊缝的提前断裂导致不锈钢材的优良延性未能充分发挥。采用有限元软件ABAQUS建立了精细数值模型对试验节点的受力性能进行模拟,并基于试验结果验证了所建立模型的准确性。得到的试验结果和建立的有限元模型可以为后续箱形节点域不锈钢弱轴节点受力性能研究提供参考。     

钢框架加强型梁柱连接的抗震机理研究

钢框架结构在强烈地震荷载作用下,传统的栓焊连接(或全焊连接)节点表现出大量的脆性破坏,迫使人们重新认识钢结构的抗震性能,并探究具有良好抗震性能的梁柱刚性连接形式.本文考虑了对梁柱连接局部加强的方法来提高节点承载力和转移塑性铰位置的几种连接形式,通过低周反复荷载试验进行了验证.发现这种加强型梁柱连接虽然在地震荷载作用下对承载力的提高并不明显,但可以保证有效地将塑性铰外移,大大提高节点的延性,从而加强了节点的耗能能力,达到避免节点脆性破坏的目的.在此基础上,对加强型梁柱连接在地震荷载作用下的内力传递、变形发展和塑性铰外移的过程进行了深入的理论分析,揭示了加强型梁柱连接的抗震工作机理.     

加强型和削弱型梁柱节点对钢框架性能的影响

针对加强型和削弱型两种梁柱连接节点,分别进行了钢框架的有限元单向加载和循环加载分析,探讨了两种节点类型对结构承载能力、抗侧刚度、耗能能力等性能的影响.有限元计算结果表明:两种节点都可以使梁端形成塑性铰,具有较好的耗能能力,但与削弱型节点相比,加强型节点可以显著提高钢框架的屈服荷载、抗侧刚度和极限承载力,而且有效降低了梁端翼缘的轴向应力,便于实现强连接弱构件,更适合于抗震设防地区采用.     

环口套管加强型T型圆钢管节点的滞回性能研究

为了提高桁架管节点的承载力及抗震性能,采用环口套管加强方式对管节点进行加强.基于有限元分析环口套管加强型管节点在承受轴向循环荷载作用下的滞回性能.通过分析发现:环口套管加强模型滞回曲线包围的面积显著大于未加固模型滞回曲线所包围的面积.同时,由于环口套管提高了节点相贯部位的主管刚度,使得破坏部位于相贯处的焊趾处转移到了套管两端边缘部位的主管表面.此外,基于有限元计算结果,分析了模型的延性比和能量耗散等抗震性能参数.结果表明:加强型节点的延性比和能量耗散值均有大幅度提高.     

单层网壳预埋螺栓装配式节点六杆模型试验

参考常见球面网壳节点,以螺栓直径、螺栓间距、节点体壁厚以及杆件与节点体夹角为主要参数,设计8个采用矩形截面预埋螺栓装配式节点的六杆模型,开展静力试验研究和有限元模拟. 试验结果表明,节点体中空六棱台设计可以有效实现杆件与节点体之间的角度连接;螺栓直径和螺栓间距的减小会导致试件刚度和极限荷载降低,并使得试件失效模式由杆件失效控制逐步过渡为螺栓失效控制;节点体壁厚的减小几乎不影响试件的初始刚度,但会降低试件的极限荷载. 采用SOLID186实体单元对六杆模型建模,并利用CONTA174/TARGE170接触对单元模拟接触效应, 有限元模型的荷载-位移曲线与试验结果较吻合,杆件处应力分布与试验结果接近. 该考虑接触效应的有限元模型可以较为准确地预测试件的初始刚度和极限荷载.     

环口板加固T型圆钢管节点的应力集中系数

由于焊接钢管结构在焊缝处的刚度具有不连续性,因此,该部位存在很高的应力集中现象。局部高应力的存在,使节点在长期循环荷载的作用下,会产生微小的疲劳裂纹,而疲劳裂纹的扩展最终会导致整个节点的疲劳破坏。在研究管节点疲劳破坏时,主要通过热点应力幅(S-N曲线方法)确定其疲劳寿命。在计算焊缝处的热点应力幅大小时,经常用到焊缝周围的应力集中系数。本文对4个环口板加固T型圆钢管节点试件以及相应的4个未加固试件的应力集中系数进行了试验研究。通过试验测试和结果分析,得到了轴向荷载下环口板加固试件及未加固试件沿焊缝的应力集中系数分布,通过比较发现,环口板加固后的T节点试件的应力集中系数相对于未加固试件有明显减小,说明这种加固措施可以提高管节点的疲劳寿命。     

高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲T型节点试验

为考察支主管间设置的加劲板构造和支主管截面宽度比对高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点破坏模式、承载力、连接区应力和应变的分布及演化等受力性能的影响,对加劲节点和常规节点进行了支管轴压静力加载试验.试验结果表明:高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点的典型破坏模式有连接区主管受压上翼缘凹陷、主管腹板凸曲、主管弯曲、支管侧倾失稳、加劲板屈曲、支主管焊缝开裂和加劲板与支管焊缝开裂等.常规节点的承载力取决于支管根部及其焊缝的承载强度和连接区主管上翼缘的局部承压强度,其荷载-位移曲线形成流塑平台.加劲节点的承载力取决于包括加劲板扩散效应的支管根部及其焊缝的承载强度、连接区主管上翼缘扩散承压强度和加劲板屈曲强度,其荷载-位移曲线呈渐变上升趋势,没有屈服平台.加劲板明显提高了T型节点的承载力,加劲节点的屈服承载力和极限承载力较常规节点分别提高10.0%~40.0％和15.0％~48.3％,加劲节点的承载力随支主管截面宽度比的增加而提高.     

叠合板式剪力墙-楼板节点受力性能试验分析

为研究叠合板式剪力墙-楼板节点处及楼板的受力性能和损伤机制，对1块现浇试件和1块叠合墙-叠合楼板试件在均布荷载和区域荷载2种荷载情况下进行静力试验，根据试验数据对比分析了试件的各项受力性能指标。结果表明：2个试件裂缝分布走势相似，最后均为楼板受弯破坏；现浇试件的楼板于外伸楼板根部破坏，叠合试件于根部外10 cm处破坏，出现塑性铰外移现象，节点部位混凝土应变较小，节点区均未发生破坏；叠合试件的屈服荷载及峰值荷载对比现浇试件均有所提升；叠合试件楼板初始刚度与现浇试件基本一致，屈服后刚度退化速率略小于现浇试件，但在加载后期刚度突降并先于现浇试件破坏；均布加载方式更有益于叠合板式剪力墙-楼板节点受力。     

钢筋混凝土梁柱节点超自由度单元

为分析RC框架结构在循环荷载作用下的非线性滞回性能,提出一个新的钢筋混凝土梁柱节点单元——"超自由度单元".单元在梁与节点交界面和柱与节点交界面被划分成"节点截面"和"梁柱截面",节点的力学性能由4节点单元描述,而梁柱受力钢筋与节点核心区的粘结滑移由存在于"节点截面"和"梁柱截面"之间的8根弹簧控制.单元具有4个外节点和4个内节点,每个内节点具有2个自由度,每个外节点具有3个自由度,该3个自由度与普通梁单元一致,从而确保本单元适合于同普通一维梁柱单元一起进行钢筋混凝土结构平面非线性分析.将内节点上的自由度依附到外节点上,单元在数值表现上具有4个节点20个自由度.通过试验和模拟分析结果对比,结果表明:结构极限承载能力和滞回曲线的捏拢特性都能被单元很好模拟,同时计算机的运行时间非常少.本模型适合于进行循环荷载作用下平面框架结构非线性响应分析.     

套筒加强T型管节点在轴向压力作用下的极限强度分析

根据半潜式平台立柱与浮体的连接方式,提出了一种新的管节点加强方法.在弦管与撑管连接处用套管进行加强,以改善管节点处应力集中,提高管节点的极限强度.作为整体研究的一部分,文中利用有限元方法,对此种加强方法在管节点承受轴向载荷时的加强效果进行了计算.结果表明用套筒加强可以很大程度上提高T型节点的极限强度,但套筒的几何参数对加强效果有很大的影响.     

钢梁—SC柱节点抗震性能的试验研究

本文通过三个钢梁-配角钢的型钢混凝土柱边节点在低周反复荷载作用下的试验,探讨了节点的传力机理。试验表明,这类节点具有较好的抗震性能。作者提出了节点抗裂度和极限承载能力的计算方法,理论和试验结果吻合较好。     

带ECC底板的装配式梁受弯性能及损伤分析

为改善目前装配式叠合梁常存在后浇区易开裂、构件延性较差、易损伤等缺点,将工程水泥基复合材料(ECC)应用于叠合梁的底板及后浇区,进行了11个梁试件的纯受弯试验.研究该种试件受弯性能及ECC板厚度、钢筋连接方式、配筋率等因素对其受弯性能的影响;分析其特征点的承载力与位移,测量试件的裂缝宽度及其发展趋势并分析损伤演化规律.结果表明:带有ECC底板和后浇拼缝的装配式梁比普通混凝土梁开裂、屈服、极限状态下的荷载及位移及试件延性均有提高,且ECC底板越厚,提高作用越显著;采用套筒或环箍-插筋的方式均可有效传递钢筋应力;采用带ECC底板的装配式梁可有效控制纯受弯区裂缝宽度,且其破坏时损伤指数更大.其在损伤严重时仍可承受荷载,适合应用于装配式结构的关键节点.     

大尺寸钢筋混凝土密肋薄腹梁抗剪性能试验

进行了4根大尺寸钢筋混凝土密肋薄腹梁在集中荷载作用下的抗剪性能试验,对其主要受力过程、开裂荷载、破坏特征及抗剪承载力进行了对比分析。结果表明：试验密肋薄腹梁的主要受力过程及破坏特征与普通有腹筋梁相似;有预制底板的试件开裂荷载和极限荷载比无预制底板的试件大,预制底板的存在还提高了试件的抗弯刚度和整体工作性能;通过分析4根试件抗剪承载力试验结果及破坏特征可知,受剪箍筋能否得到充分利用,在很大程度上取决于主斜裂缝的位置及倾角等因素;通过承载力的试验值与各主要规范计算值进行对比可知,由于各规范考虑因素及侧重程度不同,抗剪承载力计算值相差较大,中国规范和德国规范计算值与试验值比值最小,美国规范和英国规范比值最大。     

木结构榫卯节点抗震性能及加固对比试验研究

为研究不同加固措施对木结构榫卯节点抗震性能的影响,参照西南地区传统木结构典型榫卯节点做法,制作透榫、半榫和燕尾榫3类共5组榫卯节点试件开展节点拟静力试验,其中4组分别采用扒钉、钢板和木条(两组)加固.对比研究加固与非加固节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、节点拔榫量和耗能能力等抗震性能参数.结果 表明:未加固榫卯节...     

中国钢筋混凝土柱的位移角统计分析

根据收集到的80根中国的钢筋混凝土柱在固定轴向荷载和水平反复荷载作用下的试验结果,分析回归出试验柱的延性系数和各位移角与剪跨比、轴压比、配箍特征值之间的关系．结果表明：钢筋混凝土柱的延性系数随着轴压比和剪跨比的增加而减小,随配箍特征值的增加而增加,且都近似呈线性关系;随着轴压比的增大,屈服位移角和极限位移角均增大,最大位移角则随着轴压比的增大而减小;随着剪跨比的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角均增大;随着配箍特征值的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角亦相应增大．通过对试验柱位移角进行频数统计分析可知,我国建筑抗震设计安全水准偏低,现行规范的屈服位移角和极限位移角限值有提高的余地．     

抗震框架中间层中节点梁筋粘结退化试验研究

根据已经完成的21个接近足尺的钢筋混凝土框架中间层中节点平面梁柱组合体的低周交变加载试验,较全面测试和分析了在轴压比、剪压比、钢筋强度和混凝土强度以及贯穿节点梁筋相对长度的影响下贯穿节点段梁筋的粘结退化规律,通过非线性拟合得到试验加载制度下贯穿中间层中节点梁筋和混凝土之间粘结应力τ在不同加载阶段的计算公式,提出了受轴压比、剪压比、钢筋强度和混凝土强度等参数影响的贯穿节点梁筋相对长度hc/d的建议公式。     

初始荷载对RC梁碳纤维布抗弯加固效果影响的有限元分析

利用ANSYS建立14根碳纤维布加固钢筋混凝土简支梁模型,分析在两种配筋率情况下,不同初始荷载对钢筋混凝土梁碳纤维布抗弯加固效果的影响．结果表明：碳纤维布加固可显著提高梁的屈服荷载和极限荷载,梁的屈服荷载和极限荷载的提高幅度随着初始荷载的增加而减小;配筋率越小,受拉钢筋利用越充分,梁的极限荷载提高幅度越明显,     

环向预应力加固圆形混凝土筒仓的静力性能

为了研究环向预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土筒仓在贮料荷载下的受力性能,本文主要考虑了有无预应力、预应力大小、材料厚度、宽度以及加固形式对加固效果的影响,对5种针对不同影响因素的加固模型进行对比分析．结果表明:采用环向预应力加固钢筋混凝土筒仓可有效限制仓壁径向位移和混凝土、钢筋应力,并改善其整体应力水平;预应力的施加可较大程度提高碳纤维条带中的应力,使其高强特性发挥更加充分;加固时,碳纤维材料的厚度宜为0.35～0.5 mm,预应力宜为其抗拉强度的10％～15％．