装配整体式地铁车站横断面方向梁板柱中节点抗震性能研究

为评价装配整体式地铁车站整体抗震性能及推动预制拼装技术在地下结构中的应用与发展,以北京某装配整体式地铁车站实际工程为背景,设计并制作了一个车站横断面方向的足尺预制拼装梁板柱中节点和一个作为对比分析的现浇整体梁板柱中节点。采用低周循环加载试验的方法研究了梁板柱中节点的破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、耗能能力以及刚度退化等。试验结果表明:预制拼装梁板柱中节点与现浇整体梁板柱中节点的破坏形态略有不同,现浇整体梁板柱中节点的裂缝分布均匀,主要分布在加载板及连接梁区域,而预制拼装梁板柱中节点的裂缝分布较为集中,主要分布在加载板(叠合板)及预制构件拼装连接部位,尤其是叠合板的现浇与预制构件的连接区域。预制拼装梁板柱中节点与现浇整体梁板柱中节点的承载力、初始刚度及耗能能力基本相当,且预制拼装梁板柱中节点的位移延性系数约为现浇整体梁板柱中节点的1. 6倍。基于预制拼装构件的连接方式及构造特点,对灌浆套筒和拼装连接缝进行简化处理,并对试验节点进行了有限元分析。分析结果表明,两者的破坏形态和骨架曲线与试验结果吻合较好,预制拼装梁板柱中节点的抗震性能与现浇整体梁板柱中节点的抗震性能基本相当。试验和数值分析结果均为预制拼装结构在地下结构中的应用奠定了基础。     

型钢混凝土柱-混凝土梁混合节点抗震性能试验研究

为了研究强节点系数对型钢混凝土(SRC)柱-混凝土(RC)梁混合节点破坏形态的影响,对6个SRC柱-RC梁混合节点开展低周反复荷载试验。通过调整梁端纵筋配筋率和节点箍筋配置以构造不同的强节点系数,实现SRC柱-RC梁混合节点梁端弯曲破坏、梁端弯曲-节点剪切破坏和节点剪切破坏3种不同的破坏模式。在试验研究基础上,考察该类混合节点的滞回曲线、骨架曲线和各受力阶段变形特性。研究结果表明,强节点系数是控制SRC柱-RC梁混合节点破坏形态的重要参数,强节点系数小于1.1时,一般发生节点剪切破坏,应通过合理设计加以避免;由于柱型钢穿越节点核心区,增强了对核心区混凝土的约束,使得SRC柱-RC梁混合节点发生节点剪切破坏后的受力性能优于RC节点;通过对试验数据的分析,提出SRC柱-RC梁框架结构满足四个抗震性能水平的位移角限值。     

钢筋砼空间框架节点抗震性能的研究

本文提供了12个钢筋砼空间框架节点在双向反复荷载作用下的试验研究结果,其主要的研究参数是柱梁抗弯强度比值、约束构件尺寸(梁与板)、节点配筋、柱轴向力以及加荷过程。对节点的滞回特性和通过节点的梁筋与柱筋的滑移也进行了研究。在试验结果的基础上,提出了在地震型荷载作用下空间框架节点的设计建议,其中包括柱梁抗弯强度的最小比值、约束梁梁宽与柱宽的最小比值、节点抗剪强度的计算方法以及梁纵向钢筋在节点内的最小锚固长度。     

钢骨混凝土柱-钢筋混凝土梁环梁节点试验

本文提出了一种新型的钢骨混凝土柱-钢筋混凝土梁的新型环梁节点,并对其进行了试验研究。该节点传力途径为:框架梁剪力经环梁扩散传递给节点以下钢骨混凝土柱,框架梁端弯矩首先传递给环梁,环梁依靠整体拉压形成力偶将弯矩传递给钢骨混凝土柱。试验采用在柱顶施加恒定轴力的同时给框架梁端施加力或强制位移荷载的加载模式,分别进行了单调受弯试验、单调受剪试验和往复荷载试验。试验结果表明,这种环梁节点可以有效实现"强节点弱构件"的设计目标,具有良好的滞回耗能能力。     

新型SRC柱-RC梁节点在对称荷载下静力性能试验研究

提出了一种新型的钢骨混凝土柱-钢筋混凝土梁的环梁节点,该节点传力途径为:框架梁剪力经环梁扩散传递给节点以下钢骨混凝土柱;框架梁端弯矩首先传递给环梁,环梁依靠整体拉压形成力偶将弯矩传递给钢骨混凝土柱。采用在柱顶施加恒定轴力的同时给框架梁端施加竖向力的加载模式,分别对正交、斜交两种形式的节点进行了单调受弯试验和单调受剪试验。试验结果表明,该类节点可以有效实现"强节点弱构件"的设计目标。同时,给出了新型环梁的配筋验算方法。     

传统风格钢筋混凝土梁-柱节点抗剪机理分析与抗剪承载力计算

结合传统风格钢筋混凝土梁-柱中节点的低周反复荷载试验结果,分析了传统风格钢筋混凝土梁-柱节点的受力机理及影响节点抗剪承载力的主要因素。结果表明:传统风格钢筋混凝土梁-柱节点受力机理及抗剪承载力与常规梁-柱节点有显著区别,其开裂荷载及抗剪承载能力大小主要取决于下核心区强度;节点抗剪承载力主要影响因素为混凝土强度、节点体积配箍率、轴向力及上、下梁间距。基于抗剪机理分析及主要影响因素分析,提出了传统风格钢筋混凝土梁-柱节点的开裂荷载和抗剪承载力的计算公式,根据试验结果确定了相关系数。研究成果可为该类结构的工程实践提供参考。     

新型方钢管混凝土柱梁节点有限元分析

结合现行钢管混凝土柱在实际工程中的应用情况,提出了用于方钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁框架结构的新型节点连接形式——非穿心暗钢牛腿方钢管混凝土柱与混凝土梁节点,利用有限元软件ANSYS对该节点的力学性能进行了分析,并与试验结果进行了比较,计算结果表明:有限元计算模型适用于该类型节点的分析,从计算和试验两方面均得出新型钢管混凝土节点满足强柱弱梁、节点更强的原则。     

装配式混凝土框架结构连接节点抗震性能研究进展

装配式混凝土框架结构在国内外应用广泛,历史震害调查表明装配式框架结构抗震性能取决于构件的连接节点。通过对国内外关于装配式混凝土框架节点抗震性能的研究进展的总结,梳理了装配式混凝土框架节点的常用连接类型、构造形式以及抗震试验结果;简要回顾了梁-梁节点、柱-柱节点、梁-板节点抗震性能的研究成果;重点指出各种梁-柱节点连接形式的优缺点和改进方法;对装配式混凝土框架结构连接节点有待深入研究的问题给予探讨。     

SRC柱-RC梁组合件抗震性能试验研究

进行了4个1/2比例SRC柱-RC梁组合件的低周反复加载试验,研究不同强节点系数的SRC柱-RC梁节点在各受力阶段的抗震性能、变形组成和合理的节点构造形式。试验结果表明,试件的破坏形态和变形组成与强节点系数有关,所采用的节点连接构造合理。基于试验数据和局部-整体变形关系,探讨了各受力阶段SRC柱-RC梁组合件的弯曲变形、节点核心区剪切变形、纵向钢筋在节点区的滑移变形等组成部分在组合件整体变形中所占比例及其变化规律。分析结果表明,梁变形所产生的侧移在强柱弱梁型SRC柱-RC梁组合件总侧移中所占比例最大,核心区剪切变形所占比例随强节点系数的减小而增大。通过对各受力阶段破坏特征描述和相应特征参数试验结果的分析,提出了强柱弱梁型SRC柱-RC梁框架结构满足运行、基本运行、可修和避免倒塌等四个抗震性能水平的位移角限值分别为1/500、1/150、1/75和1/30。研究成果可供SRC柱-RC梁组合结构地震反应分析和工程应用参考。     

T型截面短肢墙梁中间节点抗震性能试验研究

在已有异形柱节点和矩形柱节点试验分析的基础上,对3个T形截面短肢剪力墙梁中间层中节点在中等轴压比下的抗震性能进行了试验。着重研究了在反复荷载作用下,按异形柱节点抗剪公式设计的不同剪压比和配箍率的短肢剪力墙节点的承载能力、延性能力和破坏特点。验证了异形柱节点设计公式对短肢剪力墙梁节点是安全的,从而为短肢剪力墙节点的设计提供依据。     

Research on seismic behavior of GFRP-reinforced concrete beam-column joints

为提高RC框架结构震后可恢复性，采用GFRP筋替代钢筋应用于混凝土梁柱结构中。以配箍率、轴压比、混凝土强度为变量对梁柱组合体开展了拟静力试验研究。试验中共对8个GFRP筋混凝土梁柱组合体、1个RC梁柱组合体进行了测试，比较了GFRP筋与普通钢筋混凝土梁柱组合体的变形和破坏过程，对比分析了各梁柱组合体的滞回曲线、承载能力、残余位移、能量耗散以及钢筋的应变分布等。试验结果表明：GFRP梁柱顶点残余位移显著下降，较RC柱顶残余位移降低60%左右，但其耗能能力低于RC梁柱节点的；在往复荷载作用下，GFRP筋混凝土梁柱框架破坏符合“强柱弱梁”特征，能够承受较大侧向位移，其在达到5.5%位移角时仍未表现出脆性破坏特征；GFRP筋梁柱组合体承载能力、耗能能力和纵筋利用率随着配箍率、混凝土强度的增加而增大。此外，综合考虑配箍率、轴压比、混凝土强度对GFRP筋梁柱节点核心区受剪性能的影响，提出了该种节点核心区受剪承载力计算方法，并基于国内外相关试验数据对其进行了验证。结果表明，提出的计算式能有效计算GFRP筋梁柱节点核心区受剪承载力。     

GFRP筋混凝土梁柱组合体抗震性能试验研究

为提高RC框架结构震后可恢复性,采用GFRP筋替代钢筋应用于混凝土梁柱结构中。以配箍率、轴压比、混凝土强度为变量对梁柱组合体开展了拟静力试验研究。试验中共对8个GFRP筋混凝土梁柱组合体、1个RC梁柱组合体进行了测试,比较了GFRP筋与普通钢筋混凝土梁柱组合体的变形和破坏过程,对比分析了各梁柱组合体的滞回曲线、承载能力、残余位移、能量耗散以及钢筋的应变分布等。试验结果表明：GFRP梁柱顶点残余位移显著下降,较RC柱顶残余位移降低60%左右,但其耗能能力低于RC梁柱节点的;在往复荷载作用下,GFRP筋混凝土梁柱框架破坏符合“强柱弱梁”特征,能够承受较大侧向位移,其在达到5.5%位移角时仍未表现出脆性破坏特征;GFRP筋梁柱组合体承载能力、耗能能力和纵筋利用率随着配箍率、混凝土强度的增加而增大。此外,综合考虑配箍率、轴压比、混凝土强度对GFRP筋梁柱节点核心区受剪性能的影响,提出了该种节点核心区受剪承载力计算方法,并基于国内外相关试验数据对其进行了验证。结果表明,提出的计算式能有效计算GFRP筋梁柱节点核心区受剪承载力。     

钢筋混凝土框架结构梁柱节点刚域应用性研究

采用设计软件PKPM对钢筋混凝土框架结构梁柱节点刚域的应用性进行研究,分析了不同柱截面尺寸、梁高、设防烈度下梁柱节点刚域对结构整体性的影响,并对如何实现梁柱节点刚域进行了研究分析.研究结果表明,当梁柱截面较大时,宜考虑梁柱节点刚域对结构整体性的影响,且柱截面是影响是否考虑梁柱节点刚域的主要因素.     

钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点承载力计算方法

通过7个钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点和1个钢筋高强混凝土梁柱节点的低周反复加载试验,研究钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的受力机理及破坏模式,分析钢纤维体积率、节点核心区配箍率以及柱端轴压比对节点受剪承载力的影响。结果表明：钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的破坏主要有节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏两种模式;随着钢纤维体积率和节点核心区配箍率的增加,节点受剪承载力显著提高。结合对国内外相关试验数据的综合分析,分别提出了考虑轴压比、钢纤维体积率以及节点核心区配箍率影响的适用于钢筋钢纤维普通和高强混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法,以及考虑钢纤维影响的节点梁端受弯承载力计算方法。     

碳纤维布加固混凝土框架节点抗剪性能试验研究

通过3个混凝土框架节点的低周反复加载试验,研究了碳纤维布加固方法对节点核心区抗剪性能的改善效果。试验结果表明:碳纤维布能够有效地增强节点核心区的抗剪承载力,提高节点的承载力与延性,从而显著改善梁柱节点组合体的抗震性能。     

钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤特性及其计算方法

基于低周反复加载试验结果,研究钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤演化特性。将变形与累积能量耗散指标相结合,建立反复荷载作用下钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤的计算模型,分析影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤的因素。结果表明：核心区钢纤维体积率、配箍率和轴压比是影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤性能的主要因素;在相同的加载次数下,随钢纤维体积率、配箍率和轴压比的增大,梁柱节点损伤有所减小;其他影响因素相同的条件下,钢纤维体积率为1.0%和1.5%梁柱节点损伤曲线在破坏时的斜率较钢纤维体积率为0.5%的梁柱节点分别减小了21.6%和34.7%;配箍率为0.6%和1.2%的梁柱节点损伤曲线在破坏时的斜率较配箍率为0的梁柱节点分别减小了36.9%和59.4%;轴压比为0.3和0.4的梁柱节点损伤曲线在破坏时的斜率较轴压比为0.2的梁柱节点分别减小了12.5%和17.1%;所建立的反复荷载作用下钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤计算模型,能够较好反映梁柱节点损伤演化的特点,可用于描述此类节点的损伤演化过程。     

谈型钢混凝土梁柱节点抗剪承载能力计算方法

介绍和分析了当前常用的型钢混凝土梁柱节点构造形式,以及国内关于型钢混凝土梁柱节点的抗剪承载力计算公式和节点受力机理,并对其节点的抗震性能和设计研究中存在的主要问题进行分析,以期为型钢混凝土梁柱节点设计提供指导。     

高强混凝土新型梁柱节点抗震性能非线性分析

影响梁柱节点性能的因素很多,仅仅进行试验研究是不够的。因此,非线性有限元分析可以使我们对梁柱节点的性能有更深刻的认识。作者在进行了大量的高强混凝土新型梁柱节点试验的基础上,采用非线性有限元方法进行进一步的参数研究。首先用试验数据验证了作者的非线性有限元模型,分析表明计算结果可较好的模拟试验情况,在此基础上对混凝土强度对梁柱节点抗震性能的影响进行了参数研究。     

钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力基于八面体强度的计算模型

针对钢筋钢纤维混凝土梁柱节点的受剪性能与承载力计算方法,采用混凝土八面体强度模型,并以国内外钢筋钢纤维混凝土梁柱节点相关试验数据为基础,对其进行了理论研究。建立了梁柱节点破坏时核心区混凝土正应力与剪应力之间的关系,提出了钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法,并分析了影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力的因素。结果表明,钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力随柱端轴压比、混凝土强度、节点核心区配箍率以及钢纤维含量特征参数的增加而增大;梁柱截面高度比对受剪承载力的影响较小。基于相关的试验数据,通过趋势分析验证了所提出的计算方法能够综合反映柱端轴压比、混凝土强度、节点核心区箍筋以及钢纤维含量特征参数的影响。研究结果可为钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算提供理论依据。     

核心区外碳纤维布增强混凝土框架节点抗剪性能试验研究与机理分析

由于直交梁的存在,混凝土空间框架节点核心区无法象平面框架一样直接加固。针对这一工程难题,采用两种碳纤维布加固核心区外侧梁、柱端的方法,进行了五个足尺混凝土框架节点的低周反复加载试验,以检验加固后节点核心区抗剪性能的改善效果,并针对不同加固方法,对碳纤维布的增强机理进行了分析研究。