钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点试验

为了研究钢筋混凝土梁-墙平面外连接节点的受力性能,完成了6个“强梁弱墙”型节点试件在梁端往复竖向荷载作用下的试验。试验结果表明,达到最大承载力时,梁截面比较宽的试件,墙正面的部分受拉纵向钢筋屈服,墙背面的纵向钢筋未屈服;破坏主要发生在楼板与墙连接部位以及剪力墙的正面,楼板和梁下方墙的破坏比楼板上方墙的破坏严重;墙正面的混凝土脱落、部分竖向钢筋压屈;墙背面有裂缝但不严重,裂缝主要分布在梁的周围;连接节点有比较大的变形能力;梁截面的宽和高以及楼板对承载力和耗能能力都有影响。对试件进行了非线性有限元分析,得到应力分布与试件的试验破坏现象一致。     

钢筋混凝土梁-薄墙平面内偏心连接节点试验研究

针对梁纵筋锚固条件、墙肢内梁配箍率及梁截面高度等参数,通过6个梁-薄墙平面内偏心连接节点的低周反复加载试验以及非线性有限元的模拟和参数分析,模拟结果与试验吻合较好。试验与分析结果表明:保证梁纵筋直段锚固长度后,采取弯锚措施和加大墙肢内梁配箍率都可以改善节点受力和延性,但弯锚措施综合效果更好;梁纵筋的直段锚固长度是节点有效传力的基本保证;节点区配置足够的箍筋和采用合理的锚固措施,能够保证偏心连接节点的承载力、变形和延性要求。     

钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点抗震性能分析

为解决钢管束组合剪力墙结构现有墙-梁节点焊接量大的问题,提出一种钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点,并利用有限元软件ABAQUS对节点的破坏模式、内力分布以及端板厚度、锚固长度和混凝土强度等级对节点抗震性能的影响规律进行研究。结果表明,钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点滞回曲线饱满,具有良好的延性和耗能能力;端板厚度对节点的承载能力和抗震性能影响较小;随着锚固长度增加,节点抗震性能增强,承载力明显增加,但当锚固长度达到800 mm后,节点抗震性能和承载力均不再有明显改变;随着混凝土强度等级的增加,对节点的抗震性能影响较小;预埋件的承载能力逐渐由栓钉尾部混凝土局部抗压承载力控制转化为由栓钉的抗剪承载力控制。     

梁墙平面外节点结构设计的研究

随着高层建筑结构设计的发展,框架-剪力墙结构体系中将大量出现“钢筋混凝土框架梁-剪力墙平面外连接节点”。但是现行的结构设计规范不能确定剪力墙的平面外承载力以及节点核芯区的抗剪承载力。此类问题已引起研究者和工程师们的关注。本文首先对梁墙节点的受力性能进行了有限元分析,然后根据有限元分析结果提出梁墙节点结构设计建议:在剪力墙与框架梁相交处沿墙高方向设置暗柱,同时沿墙宽方向设置明梁。     

钢筋混凝土旧柱新梁连接的新型环梁式节点及其抗震性能试验研究

为减小施工难度及减小新梁植筋对旧柱的损伤,提出了一种钢筋混凝土旧柱新梁连接的新型环梁式节点。通过1个采用新型环梁式节点连接的旧柱新梁试件、1个采用植筋连接的旧柱新梁试件和1个整体浇筑的梁柱试件的对比试验,分析了低周反复荷载作用下新型环梁式节点连接的有效性,测试了各试件节点的抗震承载力、延性、破坏形态及其滞回特性,讨论了节点处纵向钢筋的不同锚固方式对节点抗震性能的影响。结果表明:1)新型环梁式节点中的界面筋有效地传递了梁端剪力,梁端未出现新旧混凝土间的剪切破坏。2)新型环梁式节点中的环向纵筋有效地传递了梁端的拉力,环向纵筋屈服后梁端出现塑性铰,梁端发生延性破坏。3)采用新型环梁式节点的梁端极限承载力相比植筋连接节点及现浇节点显著提高。4)虽然采用新型环梁式节点的梁端延性系数相比植筋连接节点及现浇节点略小一些,但仍大于3,能够满足工程应用的需要。     

梁与墙垂直相交时梁纵筋的锚固设计研究

采用有限元软件ABAQUS对梁与墙垂直相交节点进行了有限元模拟分析,在相同加载条件下,通过改变各模型梁纵筋的直径大小、配筋方式、墙内设置暗梁、墙内设置边框梁、墙后设置梁头、梁端增设梁垫、考虑楼板作用等各种参数,对不同构造做法中其节点的承载能力、锚固区钢筋的受力状态、屈服机制、节点区的损伤破坏模式等进行了分析研究。     

冷弯超薄壁C型钢墙梁节点抗震性能试验研究

对3个冷弯超薄壁C型钢组合墙体与组合楼盖连接的墙梁节点足尺试件进行拟静力试验,讨论不同墙架柱截面、不同轴压比对墙梁节点承载力、耗能能力的影响,得到了各节点的破坏特征、承载力特征值、延性和耗能系数。结果表明:墙架柱截面对冷弯超薄壁C型钢墙梁节点的抗震性能影响较大,C160mm×40mm×10mm×1mm截面试件的承载力是C89mm×44.5mm×12mm×1mm截面试件的1.5倍,延性系数约1.1倍。轴压比对冷弯超薄壁C型钢墙梁节点的抗震性能影响明显,0.4的轴压比下C160mm×40mm×10mm×1mm截面试件的承载力是0.2的轴压比时的2/3,延性系数约1/2。     

带暗柱预制混凝土梁-墙平面外节点受力性能分析

基于有限元软件ABAQUS,建立了预制混凝土梁-墙平面外节点有限元模型(考虑界面接触、套筒接触以及边界条件等因素的影响),并通过试验验证了该模型的合理性。在此基础上开展了带暗柱预制混凝土梁-墙平面外节点有限元参数分析,主要分析参数包括轴压比、墙体厚度和框架梁截面尺寸等。分析表明,预制混凝土梁-墙平面外节点与现浇混凝土梁-墙平面外节点的破坏形态相同,均发生梁端受弯破坏,符合"强墙弱梁"的设计原则,节点刚度和承载力均较接近;轴压比对预制混凝土梁-墙平面外节点的受力性能影响不大,但剪力墙厚度和框架梁截面尺寸对节点受力性能影响较大。     

钢连梁与混凝土剪力墙内埋钢暗柱式连接节点受力性能——试验研究

为研究钢连梁与混凝土剪力墙之间采用内埋钢暗柱式连接的受力性能,按照钢暗柱长度设计两组节点试件,分别为长钢暗柱节点和短钢暗柱节点,每组分别进行单调加载和低周反复加载试验。对比长、短钢暗柱节点的刚度和承载力,并分析长、短钢暗柱两种节点的不同破坏模式,发现长钢暗柱连接节点的破坏主要由剪力墙节点域钢暗柱腹板剪切屈服而破坏,而短钢暗柱连接节点破坏主要由于剪力墙钢骨附近的水平分布钢筋屈服而无法约束钢骨刚体转动。因此,长钢暗柱连接节点可以通过增加腹板厚度和高度来提高节点承载力,而短钢暗柱连接节点的承载力可以通过增加钢连梁与混凝土墙连接区域水平分布钢筋的直径或者减小钢筋间距来提高。     

矩形钢管混凝土柱-混凝土梁搭接式节点抗震性能研究

在现有钢管混凝土柱与混凝土梁连接形式基础上,提出一种新型搭接式钢管混凝土柱-混凝土梁节点,通过低周反复荷载试验和数值模拟分析,研究了节点的破坏形态、承载能力、刚度退化、延性及耗能能力等,分析了梁端纵筋和搭接牛腿翼缘的应变发展规律。结果表明:钢管混凝土柱-混凝土梁搭接式节点表现出典型的混凝土梁端塑性铰破坏模式,符合“强节点、弱构件”的抗震设防理念; 节点的滞回曲线饱满,捏缩现象较轻,刚度退化明显,强度退化较小,具有较好的延性及耗能能力; 梁纵筋及牛腿各测点中搭接牛腿端部截面应变最大,通过搭接连接方式可实现梁端弯矩和剪力的有效传递,但搭接牛腿长度不足会使节点发生锚固破坏; 在节点设计时,应保证足够的搭接长度,以实现钢筋混凝土梁纵筋在弯剪复合受力状态下锚固性能的可靠性,充分发挥节点的抗震耗能能力; 有限元计算结果与试验结果吻合良好,该模型能够准确反映节点在实际受力情况下的力学特性,所得结论可为此类新型搭接式节点工程应用提供技术支撑。     

钢筋锚固长度与钢筋混凝土梁的抗弯承载力

在混凝土结构课程学习中,学生往往因为对锚固长度概念的理解不足而对保证钢筋混凝土梁抗弯承载力的各项构造措施产生疑惑.文章首先通过理论模型导出钢筋锚固长度的计算公式,再根据锚固区钢筋中的实际应力水平确定钢筋混凝土梁的抗弯承载力,并绘制相应的抵抗弯矩图,进而分析支座处钢筋的锚固长度、负弯矩区纵向受力钢筋的切断点位置,澄清了教学中对此问题的模糊认识,有利于加深学生对钢筋锚固长度以及混凝土结构中与之相关构造措施的理解.     

钢-混凝土组合框架-核心筒结构设计研究

本文介绍了8度抗震设防区的北京LG大厦塔楼钢-混凝土组合框架-核心筒结构的设计研究和相应的节点构造。核心筒是整个结构的主要抗侧力构件,为了改善核心筒剪力墙的延性,设计中在核心筒四大角及纵横墙交点处设置钢骨柱。同时,为了提高承托楼面桁架的剪力墙联系梁的非弹性变形能力,沿核心筒y向联系梁内设置了型钢,与钢骨柱组成暗框架,加强了核心筒的整体性。弹塑性动力时程分析结果表明了这种结构体系具有较好的抗震性能,计算结果与模型的振动台试验结果非常吻合。振动台试验结果表明,在8度罕遇地震作用下,核心筒边缘构件和底部框架柱均没有发现钢筋压屈、混凝土崩落现象;核心筒与外围框架两者间能很好地协同工作;核心筒内的暗钢柱提高了楼面钢梁端部锚固能力,钢梁与混凝土墙之间的连接没有发现破坏现象,但值得注意的是梁端测得的应变较大,这种现象反映了梁(桁架)的端部即便是接“铰接”处理,仍然存在地震作用产生的约束弯矩,设计中应给予足够的重视。计算分析和试     

钢法兰-榫式连接的装配式RC柱抗震性能试验研究

结合干式连接和湿式连接的优点提出了一种用于装配式钢筋混凝土柱(reinforced concrete,RC)的钢法兰-榫式连接,采用试验方法研究了该类连接的装配式RC柱的抗震性能。设计并制作了1个现浇柱试件和3个钢法兰-榫式连接的装配式柱试件,开展了试件的拟静力试验,研究了各试件的破坏过程及破坏形态,分析了钢法兰-榫式连接方式、钢法兰的钢腹板厚度及混凝土榫头箍筋配筋参数对试件破坏模式、滞回耗能性能、变形能力和关键点处应变的影响。试验结果表明,3个装配式试件的延性系数均大于4.0,变形能力和现浇试件相当,等效黏滞阻尼比均在0.2左右,表现出良好的延性及耗能性能;现浇试件XJ-1与装配式试件ZJ-1以柱底压弯破坏为主,装配式试件ZJ-2和ZJ-3分别发生腹板压弯破坏和榫头剪切破坏,试件ZJ-2的耗能能力较弱而试件ZJ-3的延性较差;腹板的厚度减小会降低钢节点的承载能力并导致腹板和上、下端板的应变增大,混凝土榫头箍筋配筋的减少导致榫头纵筋应变显著增加;装配式柱的柱纵筋的应变与现浇柱相当,表明钢节点能够有效传递纵筋应力。试验结果可为此类连接的装配式RC柱的设计提供参考。     

钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接的锚固性能试验研究

为研究预制混凝土结构构件拼装、连接的可靠性,提出一种钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接的连接方式。考虑钢筋直径、波纹管外径、锚固长度等参数影响,做了16组共48个施加连续荷载的抗拔试验。试验结果表明:试件最终破坏形式有黏结滑移破坏、钢筋受拉屈服或被拉断两类,没有发生非制作原因引起的黏结滑移破坏,说明此种连接方式锚固性能可靠,且施工操作简单,成型效率高,可应用于预制混凝土结构的拼装、连接。建议插入式预埋波纹管浆锚连接法的钢筋锚固长度宜为15倍的钢筋直径;波纹管外径宜为2倍的钢筋直径。     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

装配式轻钢框架-带暗支撑轻墙体组合结构抗震性能试验研究

为适应装配式低层住宅结构的发展,研发了装配式轻型钢管再生混凝土框架-带暗支撑单排配筋再生混凝土薄墙体组合结构（简称“装配式轻钢框架-轻墙体组合结构”）,该结构由预制轻钢框架与轻墙体共同受力,暗支撑的设置可提高墙体的抗剪性能。通过6个装配式轻钢框架-轻墙体组合结构试件的拟静力试验,分析了轻墙体分布钢筋间距、暗支撑设置对试件损伤演化过程、滞回特性、承载力、延性、刚度、残余变形率和耗能性能的影响。结果表明：装配式轻钢框架-轻墙体组合结构具有良好的协同工作性能,加载过程中,体现出两道抗震防线,即轻墙体为第一道抗震防线,轻钢框架为第二道抗震防线;结构中轻墙体为剪切破坏,轻钢框架的梁和柱为弯曲破坏,轻墙体的存在明显减缓了轻钢框架侧向位移的发展,连接梁和柱的强化型节点可靠连接。同时,轻墙体分布钢筋间距减小及设置暗支撑均可显著提高组合结构整体的延性和耗能能力,并明显延缓墙体的破坏程度。     

钢筋混凝土框架结构梁端受弯承载力放大系数研究

现行规范通过设定柱端弯矩增大系数来实现钢筋混凝土框架结构"强柱弱梁"的破坏机制,实际工程中梁端的实际受弯承载力往往大于设计弯矩,其增大系数可能超过规范规定的柱端弯矩增大系数,导致地震发生时出现柱铰破坏机制。通过分析梁中受压钢筋和梁侧现浇板内配筋对受弯承载力的影响,计算出梁端受弯承载力放大系数,并与规范规定的柱端弯矩增大系数进行对比,针对柱端弯矩增大系数提出设计建议。     

端部配置无黏结钢筋的钢板混凝土组合剪力墙抗震性能

为了提高钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能和可恢复性能,提出一种端部配置无黏结钢筋的钢板混凝土组合剪力墙,通过无黏结高强钢筋为墙体提供恢复力。进行了4个剪跨比2.28的钢板混凝土组合剪力墙低周反复荷载试验,分析了端部配置无黏结高强钢筋对试件的破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、刚度退化、耗能能力和可恢复性能的影响。试验结果表明：端部配置无黏结钢筋的钢板混凝土组合剪力墙最终发生压弯破坏,破坏截面应变基本符合平截面假定;端部配置无黏结高强钢筋提高了钢板混凝土组合剪力墙的承载力、变形能力、初始刚度和耗能能力;在内置钢板混凝土组合剪力墙端部配置无黏结高强钢筋可减轻受压区混凝土的破坏程度,减小墙体残余变形和裂缝宽度,具有较好的可恢复性能。给出了端部配置无黏结钢筋钢板混凝土组合剪力墙的水平承载力计算方法,计算结果与试验结果符合较好,误差在15%以内。     

Seismic behavior of steel plateconcrete composite shear walls with unbonded steel bars at the ends

为了提高钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能和可恢复性能，提出一种端部配置无黏结钢筋的钢板混凝土组合剪力墙，通过无黏结高强钢筋为墙体提供恢复力。进行了4个剪跨比2.28的钢板混凝土组合剪力墙低周反复荷载试验，分析了端部配置无黏结高强钢筋对试件的破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、刚度退化、耗能能力和可恢复性能的影响。试验结果表明：端部配置无黏结钢筋的钢板混凝土组合剪力墙最终发生压弯破坏，破坏截面应变基本符合平截面假定；端部配置无黏结高强钢筋提高了钢板混凝土组合剪力墙的承载力、变形能力、初始刚度和耗能能力；在内置钢板混凝土组合剪力墙端部配置无黏结高强钢筋可减轻受压区混凝土的破坏程度，减小墙体残余变形和裂缝宽度，具有较好的可恢复性能。给出了端部配置无黏结钢筋钢板混凝土组合剪力墙的水平承载力计算方法，计算结果与试验结果符合较好，误差在15%以内。