预制装配式RCS组合框架结构节点研究综述

为加速预制装配式钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合框架结构在我国的发展,结合国内外对RCS混合节点的研究,主要对梁贯通型和柱贯通型两种典型RCS节点的构造形式和受力性能进行分析,并总结出它们的优劣。最后对RCS组合框架结构节点的发展方向进行了展望。     

型钢-混凝土组合梁柱节点施工技术

以大型装配式框架结构建筑为依托,介绍了新型梁贯通型钢筋混凝土柱-钢梁组合结构梁柱节点的应用。从梁柱节点构造、深化加工、吊装前柱端保障措施、梁柱节点钢套筒安装、型钢大梁吊装、钢套筒固定等环节出发,对型钢-混凝土组合梁柱节点施工管控要点进行说明,并通过自行研发的吊装引导工装顺利解决了柱节点钢套筒的吊装难题,可为类似结构体系的设计和装配式建筑的施工提供参考经验。     

钢筋混凝土柱-钢梁组合框架节点研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合框架是一种新型组合结构体系,它充分地利用和发挥了钢和钢筋混凝土构件各自的优点,是一种低成本、高效率的结构形式.系统地介绍了RCS组合节点和组合框架的研究和应用背景,阐述了RCS组合节点和组合框架的国内外研究现状,重点评述了RCS组合节点的试验研究和数值模拟研究两个方面的进展情况,介绍了RCS组合节点的抗震性能.最后,指出了RCS组合框架结构研究存在的问题和今后的发展趋势.     

装配式RCS组合节点减震框架结构地震响应研究

为研究布置扇形铅黏弹性阻尼器的装配式RCS组合节点框架结构地震响应,选取不可替换的装配式RCS组合节点JD-1、可替换的装配式RCS组合节点JD-2、JD-3、JD-4连接的减震框架结构与普通刚接减震框架结构,对其进行地震响应分析并将计算结果与未设置阻尼器的RCS框架结构结果进行对比分析,研究其减震效果。结果表明:在布置阻尼器后各框架结构地震响应均有所减小,且各装配式RCS框架结构减小幅度较普通刚接RCS框架结构更大;扇形铅黏弹性阻尼器对各RCS框架结构的最大基底剪力的减小效果具有不确定性,因此在实际工程中对于基底剪力应具体情况具体分析;JD-1节点连接框架结构的地震响应减小幅值与JD-2、JD-3、JD-4节点连接框架结构相比不超过5%,相差甚微。     

装配式混合框架结构在现代建筑中的应用研究

该文研究装配式混合框架结构在现代建筑中的应用,从结构构造的角度阐述其所使用的预制构件类型、特点以及节点的连接方式。设计装配式混合框架结构的框架梁与框架柱;然后设计一种新型不出筋的开槽连接拼缝构造的叠合板,增加装配的便利性;再设计一种装配式钢-混凝土混合框架结构的组合节点;最后以深圳坪山区实验学校南校区二期项目为例,对建筑结构的梁柱节点承载力、楼板抗震性能进行分析。实验结果表明：装配式钢-混凝土混合框架结构的节点承载力与抗震性能较强,节约了施工成本。     

钢筋混凝土柱-钢梁组合节点的研究与应用

近些年来,在国内出现了一种新型的结构形式,即由钢筋混凝土柱和钢梁(RCS)组成的框架结构。文中介绍了美国、日本及国内的部分研究人员在开发和利用RCS组合框架结构时的观点,包括组合节点设计的不同思路、节点的构造形式以及节点的抗震性能和破坏模式等方面的情况,并系统阐述了RCS节点在国内外的研究及应用情况,指出了组合节点在研究中存在的问题。     

预制装配式RCS组合框架结构动力时程分析

根据现行国家规范与规程,由ETABS软件模拟6层半刚性、刚性RCS组合框架结构及附加屈曲约束支撑(BRB)的半刚性连接RCS组合框架结构在地震作用下的时程分析对比,研究了半刚性连接节点对RCS组合框架结构抗震性能的影响以及BRB对RCS组合结构框架的抗震性能影响。数据结果表明:半刚性连接削弱结构整体刚度,但抗震性能稍优于刚性连接,BRB通过滞回耗能有效降低半刚性连接的RCS组合框架结构的地震响应,同时解决半刚性连接结构变柔的问题,可为预制装配式结构提供工程参考价值。     

钢筋混凝土柱-钢梁结构节点的研究状况

20世纪80年代,出现一种新型的结构形式,即由钢筋混凝土柱和钢梁组成的框架结构,简称RCS。文中介绍了RCS的优点与发展过程,概述了国外普遍应用的节点及相关的研究现状。包括单向钢梁和双向钢梁贯通混凝土柱的节点详图,扼要的介绍RCS在国内的研究状况以及存在的问题。     

预制装配式RCS组合结构框架的静力弹塑性分析

预制装配式RCS组合结构节点表现为不完全刚性连接特点,即节点连接设计为半刚性节点,建立半刚性节点设计的6层RCS框架结构与刚性节点连接设计的对比RCS框架结构,利用etabs对结构进行静力弹塑性分析。结果表明:在地震作用下,半刚性节点的RCS组合结构的位移、层间位移角等指标与刚性节点设计的RCS组合结构。     

钢梁-钢筋混凝土柱组合结构研究的进展

近年来,在组合结构中出现一种新型的结构形式,即由钢筋混凝土柱和钢梁(RCS)组成的框架结构。本文较为系统地阐述国际上RCS组合结构抗震性能的研究情况。主要包括RCS梁柱节点的试验研究、RCS组合框架的试验研究和有限元分析、RCS组合结构的抗震设计及性能分析,以及美日“设计指南”的完善与发展。最后指出RCS结构研究存在的问题和今后的研究趋势。     

RCS组合结构节点受力机理及承载力分析

近年来钢梁-钢筋混凝土柱框架结构(RCS)在美日等国获得广泛研究和应用,为了解这种新型结构节点的受力机理,建立了节点受力模型,详细分析了RCS组合结构节点抵抗剪力的三种传力机构的受力机理与传力方式。指出节点承载力主要是由钢梁腹板及混凝土斜压杆所提供,根据节点受力模型建立承载力公式是可行的,最后根据国外的研究资料,分析比较了业已提出的RCS节点抗剪计算公式。     

薄柔钢框架节点区刚性试验研究

对薄柔钢框架中的延伸端板式梁柱节点进行了试验。将节点置于足尺薄柔钢框架中进行加载测试,使节点的边界条件和受力状态符合实际结构状况。从结构刚度和节点区变形两方面对节点抗弯刚度和节点域剪切刚度进行了分析,结果表明薄柔钢框架中的端板式节点在一定条件下可以满足刚性连接的要求。     

二次受力下自密实混凝土加固框架节点抗震性能试验研究

通过对3个自密实混凝土加固框架中节点和1个未加固的对比框架节点进行二次受力下自密实混凝土框架节点的拟静力试验,研究不同初始受力对自密实混凝土加固节点抗震性能的影响。柱轴压比为0.3,梁端初始力为0、0.25、0.50倍的被加固试件预估梁端开裂荷载。通过对试件破坏过程、新老钢筋应变、荷载位移滞回曲线等试验结果的分析得出：采用自密实混凝土增大截面法加固框架节点,新老混凝土的协同工作性能良好;考虑初始受力的影响,加固节点的极限荷载、极限位移、梁端位移延性系数等都会降低,且降低的程度随梁端初始荷载的增大而增大,在加固设计中应予以考虑。     

装配式人工消能塑性铰节点抗震性能试验研究

为提高装配式钢筋混凝土(RC)框架结构的抗震性能,降低梁、柱构件震后损伤程度,提出了人工消能塑性铰(artificial dissipated plastic hinge,ADPH)节点,即在梁端通过预埋机械铰实现梁、柱构件铰接,同时安装附加钢板承载并耗能。试验中设计并制作了2个不同形式的ADPH节点和1个现浇RC节点,对3个节点进行了低周往复荷载试验,分析其破坏特征,并通过滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化及应变等研究其抗震性能。结果表明：ADPH节点的破坏模式为附加耗能钢板中部的屈曲及轻微撕裂;相较现浇RC节点,ADPH节点的承载能力更高、延性更好、耗能能力增强,刚度退化较慢,抗震性能明显提高;而附加钢板过早屈曲易导致出现两侧附加钢板均受弯的状态,导致滑移段出现,降低耗能效率,应对附加钢板平面外变形加以控制;所建立的有限元模型可以较好地模拟ADPH节点的滞回行为。     

基于干式节点连接的装配式混凝土框架结构抗震性能评估

对于装配式混凝土框架结构,确保梁柱节点具有足够的刚度和强度对于结构的抗震安全十分重要。提出一种干式梁柱节点连接方式,同时对采用该节点的装配式混凝土框架结构整体进行了抗震性能分析。分析结果表明:采用的混凝土梁柱干式连接节点的滞回性能与现浇节点的滞回性能几乎一致,满足“等同现浇”的要求;采用干式梁柱连接节点的装配式混凝土框架结构的抗震性能良好,干式连接对结构整体抗震承载力和延性的削弱程度有限。     

混凝土异形柱-钢梁装配式节点受剪性能试验研究

为研究混凝土异形柱-钢梁装配式框架节点核心区的受剪性能,按照预制混凝土异形柱中预埋钢牛腿节点未加强、增配X形筋、增配X形钢板三种方式,分别制作3个预制混凝土异形柱-钢梁节点试件进行拟静力试验,得到其破坏特征、承载力、滞回曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。由节点剪切变形、节点区钢筋应变、钢板应变测量结果,分析了不同牛腿加设方式对节点核心区受力性能的影响。结果表明：试件位移延性系数在3.22~5.94之间,破坏时位移角都超过1/50,抗震性能良好;牛腿内侧加设的X形钢筋与X形钢板均与节点核心区混凝土协同受力,可有效提高节点核心区受剪承载力。采用有限元软件ABAQUS对采用X形钢板增强的试件进行了数值模拟和参数分析,依据试验分析结果,推导出X形钢板增强的预制异形柱-钢梁混合装配式框架节点核心区受剪承载力计算公式,计算结果与试验实测值和有限元模拟值吻合较好。     

型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点受力性能非线性分析

在型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点拟静力试验基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了组合框架节点的数值计算模型,对该组合框架节点在水平荷载作用下的受力非线性行为进行了有限元分析,获取了组合框架节点的破坏过程、破坏形态、应力云图、荷载-位移曲线及荷载特征值,并对节点的承载力计算值与试验值进行了比较,验证了有限元计算模型的合理性,进而分析了有限元拓展参数对组合框架节点受力性能的影响规律。结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好,该有限元模型能较好地模拟该组合框架节点在水平荷载作用下的受力性能;另外,提高再生混凝土强度或者箍筋强度对组合框架节点的抗剪承载力是有利的,但节点的延性变形能力有所降低;组合框架节点的抗剪承载力随着型钢强度的提高而显著增加,但节点的变形能力变化不大;增加体积配箍率或型钢配钢率可以明显提高组合框架节点的抗剪承载力和变形能力。     

钢-UHPC组合桁式拱桥拱肋与腹杆节点性能试验研究

钢-UHPC组合桁式拱桥的提出,有望解决特大跨径拱桥造价高、难以施工等难题。对1000m钢-UHPC组合桁式拱桥拱肋与腹杆关键节点的受力性能进行了研究,计算表明,在荷载基本组合作用下节点拉、压杆的轴力均超过10000kN,为保证节点处钢和UHPC两种材料牢固结合,通过节点受力分析和优化研究,提出了一种带混合连接件钢接头的UHPC箱型拱肋与钢腹杆新型节点连接构造。对最不利受力的节点制作了1∶5缩尺模型,不考虑箱型拱肋底板和腹板对节点受力的贡献,开展了平面三向加载试验和抗拔试验。试验结果表明：平面三向加载试验中节点的破坏模式为UHPC拱肋一侧开裂,另一侧压溃,但节点连接保持完好;抗拔试验中节点的破坏模式为UHPC拱肋沿钢接头的轮廓剪切破坏;平面三向加载试验中,钢腹杆的极限荷载是设计荷载的2.72倍,且UHPC拱肋的名义开裂应力为13.36MPa,是设计应力的1.85倍,表明节点的承载能力和抗裂性能满足设计要求;钢接头与UHPC拱肋结合面的抗剪性能和抗拔性能满足正常使用极限状态和承载能力极限状态的要求。