中低剪压比框架节点抗震机理的试验研究

为了识别节点核心区的传力机理,特别是其中水平箍筋的作用和轴压比的影响,作者所在的研究集体自20世纪90年代后期以来完成了钢筋混凝土平面框架中间层中间节点的抗震性能系列试验.现首次陆续公开发表此项研究成果.介绍了6个接近足尺的中到低剪压比(Vj/fcbjhj≤0.20)试件的试验结果.其中主要的新结论是:(1)核心区水平箍筋除去平行受力方向箍筋参与形成抗剪桁架机构外,所有箍肢还随组合体位移延性增大对核心区斜压混凝土发挥越来越大的约束作用,对核心区斜压型剪切破坏起重要控制作用;(2)在剪压比未超过0.17的节点中,轴压比的增大能扼制核心区交叉斜裂缝的发育,减缓梁筋贯穿段的粘结滑动和屈服渗透,提高节点发生剪切破坏时组合体的位移延性;但剪压比大于0.17后,除减小粘结滑移外,其余有利作用基本消失,但尚无不利作用;(3)节点的剪切变形在组合体总变形中占有大小不等的份额,不容忽视.首次给出了合理的节点抗震性能评价准则及方法.     

高剪压比钢筋混凝土框架夹心节点抗震性能研究

完成了7个高剪压比钢筋混凝土框架夹心节点试件的低周交变荷载试验,试验过程中夹心节点试件表现出较好的受力、变形、耗能性能和较高的位移延性,多数试件因节点剪切破坏失效,没出现核心区受压破坏的情况。虽然夹心节点的某些性能如梁筋的粘结滑移性能等相对传统节点更为不利,但其综合性能仍然能够满足结构抗震设计的要求。     

钢筋混凝土框架夹心节点设计方法

为给出钢筋混凝土框架夹心节点的设计方法,依据试件破坏特征等试验结果提出了验算内容与设计准则,通过对夹心节点抗震性能影响因素的分析及其与传统节点的对比提出了设计参数限值,基于试验试件的承载力并结合非线性有限元模拟的结果提出了核心区承栽力验算公式。结果表明：为达到所需的位移延性并满足承载力要求,需设置剪压比、轴压比、柱梁混凝土强度比、最小配箍量等参数限值约束夹心节点适用范围;通过核心区受压验算、受剪验算保障节点的承载力,必要时可采取适当的加强措施;此外需要采取合理的构造措施避免梁筋过度的粘结退化。     

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。     

框架高剪压比中间层中节点抗震性能试验研究

完成了5个接近足尺的不同轴压比的高剪压比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,弥补了国内外抗震节点试验在剪压比高参数区试验数据的不足。通过较全面测试和分析梁筋在节点中的粘结及滑移规律、节点水平箍筋各肢的受力规律以及组合体的滞回耗能及刚度变化规律,进一步揭示了这类节点的剪力传递机构特征、损伤发育特征及其综合抗震性能,为完善设计规范和在框架非弹性动力反应分析中建立更合理的分析模型和滞回模型提供了依据。     

钢骨超高强混凝土框架边节点抗震性能试验研究

为研究钢骨超高强混凝土框架边节点的抗震性能,开展了6个钢骨超高强混凝土框架边节点试件的低周反复加载试验。试件设计参数为轴压比、配箍率。针对不同设计参数试件的破坏形态、延性、耗能能力、抗剪承载力及箍筋应变等进行了分析,得到了各设计参数的影响规律。研究结果表明:轴压比对钢骨超高强混凝土边节点抗震性能的影响以0.38为分界点,随着轴压比增大,节点组合体破坏形态由弯剪破坏转变为小偏心受压破坏,其节点核心区水平抗剪承载力在试验轴压比区间内,也表现为先增大后下降的变化规律。该研究结果为钢骨超高强混凝土框架节点抗震设计提供了重要依据。     

梁通柱断式方钢管混凝土节点抗震性能试验研究

研究梁通柱断式方钢管混凝土中节点在低周反复荷载作用下的受力性能和抗震性能.该种节点在节点区中断柱的外钢管,使钢筋混凝土梁的纵筋在节点直通.在节点区设置芯钢管、密排箍筋、竖向短筋连系上下钢管混凝土柱.通过2个缩尺模型试件的拟静力试验,得到节点试件的破坏过程、破坏形态、试件滞回曲线和试件各组成部分的荷载-应变关系.试验结果表明:该种节点在低周反复荷载作用下性能良好.试件破坏发生在梁根部,节点区尚有较大承载潜力,试件的耗能性能、位移延性良好.轴压比的增大对于承载力有提高作用,但耗能能力和位移延性有降低趋势.     

砼框架梁端增设交叉斜腹筋的抗震性能研究

介绍了7个在框架梁端塑性区增设交叉斜腹筋的试件的试验结果,并与6个普通配筋框架梁端试件的试验结果进行分析对比,研究了在不同剪跨比、纵向配筋率和名义剪压比下梁端交叉斜筋对改善抗震性能的有效作用,分析了梁内纵筋粘结滑移对梁抗震性能的影响,在此基础上得出了有关斜筋梁抗震性能及使用条件的若干结论和设计建议。     

核心区剪切破坏的RC变梁中节点受力模型研究

根据10个梁高不等钢筋混凝土框架中节点试件在低周反复荷载作用下的试验结果,分析了该类非规则节点的破坏过程和破坏特点.在试验研究的基础上,根据节点区梁柱传来外力的平衡条件,建议了核心区发生剪切破坏的钢筋混凝土中节点受力分析的数学模型,并应用该模型对变梁节点受力性能进行参数分析.研究结果表明:对于核心区发生剪切破坏的节点试件,节点剪力和层间剪力二者并非线性比例关系;梁筋与核心区混凝土二者间的粘结锚固是影响节点抗剪强度的关键参数.     

再生混凝土框架梁柱中间节点试验研究

对6个再生混凝土框架梁柱中间节点足尺构件进行低周反复荷载试验,研究低轴压比条件下再生混凝土节点区的粘结锚固性能。通过改变穿越节点核心区的梁纵筋直径、强度来研究再生混凝土节点的最小相对锚固长度,同时研究新的构造措施对节点粘结锚固性能及核心区抗剪能力的影响。结果发现在低轴压比条件下,按照普通混凝土规范设计的再生混凝土框架梁柱中间节点发生粘结滑移破坏,减小梁纵筋直径或在贯穿节点区的梁纵筋上焊接横向锚固钢筋均可以提高节点区的粘结锚固性能。再生混凝土节点抗剪承载力应在普通混凝土节点计算公式的基础上进行折减。     

钢结构仿古建筑双梁柱中节点的受力机理

为研究钢结构仿古建筑双梁柱中节点的抗震性能,对4个全焊双梁柱中节点进行了水平低周反复加载试验。通过观测试件在侧向力作用下的受力过程和破坏形态,分析双梁柱中节点的受力机理。根据梁截面形式的不同,将其分为箱型截面梁与工字型截面梁2类,依据仿古建筑独特的构造特点,将各试件节点核心区划分为上、中、下3个区域。通过量测各区域内的应变大小,分析该类结构节点核心区在侧向力作用下的受理机理及破坏模式,并建立双梁柱节点的斜压杆受力模型。试验结果表明:仿古建筑双梁柱节点的破坏形式主要为沿下核心区对角线的剪切破坏,并通过理论计算分析提出一种考虑轴压比与梁截面形式的双梁柱中节点抗剪承载力修正公式。     

高强钢筋高强混凝土框架梁柱节点抗震性能试验研究

目的研究通过在高强混凝土框架梁柱节点中配置高强度钢筋来提高其抗震能力．方法通过6个缩尺模型的框架节点在低周反复荷载下的试验，研究混凝土强度等级、轴压比、配箍率及箍筋强度等因素对高强混凝土框架节点抗震性能的影响，重点研究了高强箍筋的抗剪作用．结果明确了配有高强度钢筋的高强混土框架节点的破坏机理．试验表明混凝土强度、节点核芯区配箍率、轴压比等因素对节点抗震性能有重要的影响．结论在框架梁柱节点内配置一定数量的高强钢筋不仅可以提高节点的承载力，而且可以明显改善节点的延性性能：框架梁柱节点在反复荷载下的位移延性比超过3．0，实测功比指数最小值为27．24，说明配置高强钢筋的框架梁柱节点破坏时具有良好的吸收和耗散地震能量的能力。能够满足结构抗震要求．     

内置高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能

为研究内置FRP约束UHPC高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能，基于“强柱弱梁”目标设计制作5个端板-螺栓连接节点试件，通过拟静力试验研究节点的破坏机理，并分析柱轴压比、FRP管厚度和有无芯柱对节点抗震性能的影响，对比钢梁更换前后节点的性能。试验结果表明：所有试件均在梁端形成塑性铰破坏；该破坏模式下，节点具有较高的承载力、耗能能力和较好的延性；内置芯柱时，试件承载力提高但延性降低；随着FRP管厚度增加，节点初始刚度和耗能能力均得到提升；相比原试件，更换梁试件的耗能能力、延性和初始刚度均有所降低。变形分析结果表明：节点域组合柱以受弯变形为主，两侧钢梁主要承担节点域的剪切变形。依据初始刚度判定该节点属于刚性节点。     

短肢剪力墙节点推覆力模拟分析

通过改变短肢剪力墙节点模型的轴压比,利用ANSYS软件对其节点做推覆力分析。通过5组(轴压比分别为:0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)节点模拟实验,对比分析各轴压比下节点的耗能性能、刚度退化、裂缝的发展、极限承载力、极限承载力下对应的极限位移、延性等的变化规律。研究结果表明:反向加载时裂缝的发展速度远大于正向加载时裂缝的发展速度;连梁与墙肢交接处为其薄弱环节;轴压比在0.3左右时节点的耗能性质最优,极限承载力、极限位移最大,抗震性能最好。     

低强度混凝土节点粘钢加固的足尺模型试验

在大量现有钢筋混凝土框架结构中，由于设计不当或施工事故，框架节点的强度和构造均不能满足现行抗震设计规范的要求，需进行加固。通过对节点核心区配筋不足、强梁弱柱、强柱弱梁，弱弯弱剪、梁纵筋锚固不足等7个足尺粘钢加固钢筋混凝土框架中节点，在低周反复荷载作用下的伪静力对比性试验，探讨了节点应力由梁传至柱的机理，提出了粘钢加固后节点的抗裂计算方法。     

低周反复荷载作用下T形柱框架边节点受力性能研究

对三个T形柱梁柱节点进行了反复荷载作用下受力过程和破坏特征的试验研究和分析,研究了钢筋混凝土T形柱框架结构中间节点在低周反复荷载作用下的受力性能,分析了此类节点的破坏机理和失效方式。研究表明:T形柱框架节点在反复荷载作用下,破坏特征类似于普通矩形柱节点;翼缘最后的破坏形式是轴压比引起的正截面破坏;轴压比影响节点承载力,低轴压比状态下起有利作用。     

半装配式再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验

为研究半装配式单排配筋混凝土剪力墙结构的抗震性能以及再生混凝土在预制剪力墙中的应用效果,设计了4个不同轴压比下工字形半装配式单排配筋普通混凝土和再生混凝土剪力墙试件,试件由底部带预留孔的上层预制剪力墙、带墩头竖向分布钢筋的基础梁、二者之间的坐浆层以及纵横墙交接处的现浇暗柱组成,基础梁顶部伸出的单排竖向墩头钢筋伸入上层预制墙体底部的预留孔中,采用灌浆锚固的方法连接,并进行了低周反复荷载试验,分析了各个试件的破坏特征、承载力、刚度以及耗能等.结果表明:在水平荷载作用下,预制剪力墙与基础梁之间的连接部位出现水平通缝并产生较小滑移,墙身分布着X形交叉斜裂缝;随着轴压比的增大,试件的承载力提高,但延性较差;再生混凝土试件的破坏形态和受力性能与普通混凝土试件相近,再生混凝土可用于工厂预制的结构构件中;半装配式单排配筋混凝土剪力墙构造简单、施工方便,且抗震性能良好,可用于低多层剪力墙结构中.     

HRB600钢筋钢纤维混凝土梁柱边节点抗震性能试验研究

为减小配置HRB600钢筋梁柱边节点的梁筋粘结退化,设计钢纤维整体增强或局部增强的梁柱边节点,进行两个配置HRB600/HRB400钢筋混凝土梁柱边节点和2个配置HRB600高强钢筋的钢纤维整体增强或局部增强的混凝土梁柱边节点的低周往复荷载试验,得到试件的破坏形态和滞回曲线,对比分析边节点的耗能能力、延性性能、核心区剪切变形和梁筋粘结退化。结果表明：往复荷载下HRB600钢筋混凝土节点具有较高的承载能力、耗能能力和延性性能,但HRB600钢筋与普通混凝土粘结退化过快;钢纤维整体增强或局部增强混凝土的措施可以减缓HRB600梁筋粘结退化,改善边节点的破坏形态,减小核心区的剪切变形,提高耗能能力;钢纤维整体增强的梁柱边节点具有更高的延性性能和耗能能力,其HRB600梁筋粘结退化更为缓慢。     

Experimental Study on Seismic Performance of SRUHSC-RC Frame Exterior Joints with Cyclic Loads

SRUHSC-RC(Steel Reinforced Ultra High Strength Concrete-Reinforced Concrete) structures are used extensively in super high-rise buildings. However, it has obvious brittleness. Wrapping structural steel inside is a good way to alleviate the brittleness problem. The purpose of this study is to investigate seismic behavior of SRUHSC-RC exterior joints on the basis of experimental results of eleven specimens under the reversed cyclic loading. The relationship among the force-displacement curve, duct...