分布式连接全装配钢筋混凝土楼盖板缝节点平面内受力性能试验研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖板缝节点平面内受力性能,进行了5种共18个板缝节点在平面内水平单调荷载、低周反复荷载和拉剪复合作用下的足尺模型试验,对板缝节点的受剪承载能力、破坏形态、滞回曲线、位移延性、耗能能力和拉剪复合受力性能进行了较为系统的研究。研究表明：除SPC和SP-CPC节点外其他3种板缝节点均具有较好的受剪承载力和刚度,且节点承载力可由叠加法简化计算;HPC节点、CPC节点和HP-CPC混合式节点具有较好的滞回性能、耗能能力和位移延性,是较为合理的板缝连接节点形式;拉力的存在削弱了板缝节点受剪承载力,且拉剪比越大削弱程度越高;高拉剪比下节点的延性较差,在极限荷载下易发生类似螺栓群连接中的“连锁破坏反应”,设计时需对高拉剪比区的连接件进行改进和加强,以满足楼盖对板缝节点延性的要求。     

新型装配式混凝土楼盖发卡式板缝连接节点抗剪性能试验研究

为研究新型全装配RC楼盖发卡式板缝节点的抗剪性能,进行了发卡式板缝节点平面内单调和低周反复荷载下的足尺模型试验,对发卡式板缝节点的裂缝模式、破坏过程及形态、荷载-位移关系曲线和耗能能力等进行了较为系统的研究。结果表明:发卡式板缝连接节点滞回曲线饱满、耗能性能好,具有较好的抗震性能;可采用拉压杆模型理论将企口板两侧连接件抗力叠加来计算节点抗剪承载力。     

自攻螺钉拉剪耦合作用数值分析

为了研究轻钢结构中常用的自攻螺钉连接模型在拉剪共同作用下的承载性能,对自攻螺钉抗剪、抗拉和抗拉剪共同作用下白承载力进行数值分析,分析拉剪共同作用极限状态下拉力施力比和剪力施力比的耦合关系。数值分析结果表明:针对该模型的分析结果与相关技术标准及文献结果都吻合较好,证明了模型分析结果的正确性。随着板厚及螺钉直径的增大,自攻螺钉连接模型抗剪与抗拉承载力均增大;拉剪共同作用极限状态下,剪力施力比随拉力施力比的增大而减小,两者呈非线性负相关关系;在拉力施力比为0.6,板厚为0.5,0.8 mm时,剪力施力比最大减小37%和44%;当板厚为1 mm时剪力施力比最大减小18%。     

新型装配式混凝土楼盖发卡式板缝连接节点抗剪性能试验研究

为研究新型全装配RC楼盖发卡式板缝节点的抗剪性能,进行了发卡式板缝节点平面内单调和低周反复荷载下的足尺模型试验,对发卡式板缝节点的裂缝模式、破坏过程及形态、荷载-位移关系曲线和耗能能力等进行了较为系统的研究。结果表明:发卡式板缝连接节点滞回曲线饱满、耗能性能好,具有较好的抗震性能;可采用拉压杆模型理论将企口板两侧连接件抗力叠加来计算节点抗剪承载力。     

新型配式混凝土楼盖π式板缝连接节点抗剪性能研究

为研究新型全装配混凝土楼盖π式板缝节点的平面内抗剪性能,进行了π式板缝节点单调和低周反复荷载下的足尺试验,对π式板缝节点的破坏过程及形态、荷载-变形曲线和耗能能力等进行了系统研究。结果表明:两种荷载模式下,π式板缝连接节点均发生了锚筋与锚板间的焊缝破坏,抗剪承载力较低;节点滞回曲线捏拢现象较为严重、耗能能力和抗震性能较差;建议采用穿孔塞焊等方法来保证π式连接件锚筋与锚板T形焊的焊接质量,提高其抗剪能力。     

不同肢高厚比钢筋混凝土Z形截面柱梁柱节点抗震性能研究

基于钢筋混凝土Z形截面柱梁柱节点的试验结果,运用有限元软件ANSYS对Z形截面柱梁柱节点进行非线性有限元分析,并与试验结果进行对比分析。同时,通过ANSYS对低周反复水平荷载作用下Z形截面柱梁柱节点的受力性能进行数值模拟分析,研究其在不同肢高厚比下的抗剪承载力和延性等受力性能,并验证了不同肢高厚比条件下模拟的抗剪承载力按规范提供的异形柱节点抗剪承载力设计计算建议公式设计是偏于安全的,剪压比最小限制可由0.19适当放宽到0.2。     

屈曲约束支撑混凝土锚固节点力学性能试验研究

提出了一种用于混凝土框架结构中屈曲约束支撑连接锚固节点构造形式。通过8个对比试验,分别考察该节点在拉、剪、拉剪复合受力状态下的单调受力性能与滞回性能,分析了各种受力状态下节点的受力特点与破坏模式。试验结果表明,在各种受力状态下,节点屈服前位移均较小,对屈曲约束支撑耗能效率影响并不显著。通过试验结果与规范计算结果的对比发现,现行GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》对单一受力状态下锚固节点承载力的计算比较准确,但对拉剪复合受力状态偏于保守;而采用JGJ 145-2004《混凝土后锚固技术规程》中的锚栓破坏相关方程能较为准确地估算拉剪复合受力状态下锚固节点承载力。另外,由于该锚固节点具有下锚固板,锚筋不会被整体拔出破坏,可取消现行规范中锚筋屈服强度取值小于300 MPa的限制。同时,在构造上应限制锚固板的弯曲变形,确保锚固钢筋共同受力,以使节点承载力在较小的位移下得以充分发挥。     

CFRP板加固砖墙的抗剪承载力

根据经试验验证的有限元模型，选取272种有代表性的墙体，采用ANSYS软件对水平荷载作用下CFRP加固砖墙的受力性能进行了数值模拟分析。结果表明：用CFRP板加固后砖墙的抗剪承载力提高，墙体加固率的适宜范围为0．0006-0．0012；极限状态下CFRP板应变发挥系数取决于砖墙承受的竖向压力及砖墙的加固率；CFRP板的作用相当于拉压杆。以数值模拟分析结果为基础，对已有试验回归结果进行了修正扩充，给出了CFRP板加固砖墙抗剪承载力的计算公式。     

装配式大板结构竖缝抗震性能研究

以试验为基础，研究了装配式大板结构竖向齿槽接缝在反复荷载作用下的受力过程，分析了竖缝的抗震性能及受力机理。认为竖缝最大承载力随接合筋直径的增大而增大，与接缝宽度几乎没有关系；反复荷载作用下，竖缝抗剪能力降低。提出了竖缝抗剪承载力计算公式，并对试验值与计算值进行比较，二者吻合较好。     

全干式RC楼盖π-盖板混合式板缝节点抗剪性能研究

π-盖板混合式节点常用于预制板端部横板向板缝之间的连接。为研究全干式RC楼盖π-盖板混合式板缝连接节点的抗剪性能,进行了π-盖板混合式板缝节点单调和低周反复荷载下的足尺模型试验,对π-盖板混合式节点的承载力、变形能力、破坏过程和形态及耗能能力等进行系统研究。结果表明:π-盖板混合式板缝节点具有较好的延性,与盖板式节点和π式节点相比,π-盖板混合式节点具有较高的承载能力,但滞回曲线捏拢效应比较明显,耗能能力较差;节点抗剪承载力的试验值、理论值和有限元分析值均比较接近,证明了理论计算方法的正确性和有限元建模方法的可行性;建议采取有效措施避免混合式节点某一侧连接件过早破坏,从而提高节点承载力和抗震性能。     

钢管混凝土柱-预应力梁节点抗剪性能研究

为研究钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点的抗剪受力性能,进行了单调对称的静力试验。对节点的荷载-位移曲线以及荷载-钢筋应变关系进行了分析,结果表明:该类节点的整体抗裂性能好、刚度大、挠度小,有充足的抗剪承载力。当在大荷载作用下,预应力梁发生剪切破坏时,节点核心区并未发生破坏。有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

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。     

超大承载力端板连接节点抗拉性能及设计方法

超大承载力端板连接节点是一种新型梁柱节点形式,可以应用于大跨或重载钢框架中。在抗震区框架中梁柱节点除承担弯矩之外还可能承担一定的拉力,因此有必要对超大承载力端板连接节点的抗拉性能进行研究。对4个采用不同端板厚度、螺栓直径或螺栓布置形式的超大承载力端板连接节点足尺试件进行了轴拉荷载下的试验研究,记录并分析了各螺栓轴向应变增量分布情况;建立了24个超大承载力端板连接节点的有限元模型并进一步分析了该节点的抗拉性能。基于试验研究和有限元分析的结果得出:在轴拉荷载下端板外伸段靠近梁翼缘中部的螺栓为最不利螺栓,而移除角部螺栓对节点的抗拉性能没有不利影响;提出了该节点受拉时等效受拉螺栓数量的建议计算式,并给出了节点抗拉承载力的设计方法。     

拉-弯-剪组合作用下法兰连接方钢管柱受力性能研究

为研究多高层钢结构柱连接在拉-弯-剪组合作用下的受力性能,对4个不同法兰板厚度的法兰连接柱进行了足尺模型试验和有限元分析,并通过有限元模型分析了轴拉比对法兰连接柱性能的影响。结果表明：随着法兰板厚度增大,连接柱的侧向刚度和水平承载力增大,受拉区法兰接触面翘力减小;在拉-弯-剪组合作用下,法兰中性轴位置在受压侧第二排螺栓附近,且随着法兰板厚度的增大,中性轴位置由法兰受压区逐渐向其几何中心移动。轴向拉力对法兰产生的作用效应与水平荷载产生的作用同向。轴向拉力降低了法兰连接柱的水平屈服荷载,法兰转角随着轴拉比的增大而增大。     

大跨度钢-混凝土组合桁架铁路桥端节点模型试验研究

钢-混凝土组合桁架梁上弦端节点受力复杂,有必要通过模型试验对其钢-混上弦节点的应力应变状态及工作性能进行研究,探索组合桁架上弦节点合理构造和承载力。介绍节点模型的设计、加载过程和测点布置等;重点通过对试验结果分析和有限元计算的比较,得出弦杆应变和节点板应力的分布规律,通过绘制弦杆荷载-水平位移曲线,对节点的非线性受力行为进行研究,得出节点整体的受力性能。研究表明:钢-混凝土组合桁架节点受力合理,节点承载力安全储备较高,满足铁路桥梁设计要求,PBL连接件抗剪能力良好;节点板是受力的关键部位,加设节点板加劲肋可以有效提高节点屈服后强度,但对极限荷载的提高作用不大。     

超大承载力端板连接节点有限元分析和设计方法

超大承载力端板连接节点能够提供比普通构造的端板连接节点和大承载力端板连接节点更大的抗弯承载力,可以应用于大跨或重载钢结构中。由于超大承载力端板连接节点的螺栓拉力分布不均匀、端板受力状态复杂,现有的端板连接节点设计方法不能直接应用。此文建立超大承载力端板连接节点的有限元模型,通过已有试验验证模型的可靠性|利用有限元模型分析单调荷载下超大承载力端板连接节点的受力性能,提出弯矩作用下受拉区端板的屈服线模型和受拉区螺栓承担拉力的分布模型。在所提模型的基础上基于我国规范提出超大承载力端板连接节点的抗弯承载力设计方法。比较所提设计方法得到的节点抗弯承载力设计值与有限元得到的屈服承载力,在我国规范规定的高强度螺栓受拉极限状态条件下所提方法得到的设计结果偏于安全。     

钢板-混凝土组合墙体结构平面外抗剪承载力试验分析北大核心CSCD

双层钢板-混凝土组合墙体结构的主要受力体系为外侧钢板和内部填充的混凝土,连接上下钢板的对穿型钢提供平面外抗剪承载力。针对钢板-混凝土组合墙体结构的平面外抗剪结构性能,设计了5个剪跨比均为1.5的梁式试件,进行两点简支的单点、双点单调加载试验,研究抗剪槽钢间距、抗剪钢材分布形式及轴拉力3个因素对构件抗剪承载力的影响。试验中量测并记录了构件的挠度、拉区钢板的应变及混凝土表面裂缝随荷载的发展情况,从而得到构件的极限抗剪承载力。试验结果表明,抗剪槽钢配钢率和分布形式直接影响了构件的抗剪承载力和破坏形态,而轴拉力没有明显削弱构件的平面外抗剪承载力。最后将试验实测抗剪承载力与3本规程、规范的计算值作了对比,给出了规程、规范对钢板-混凝土组合墙体结构抗剪承载力的低估程度。     

钢管混凝土加劲环管板节点受力性能研究

为研究钢管混凝土加劲环管板节点在轴向拉力作用下的受力性能,开展了3个节点试件的单调加载试验,分别得到了管板节点加强前后的荷载-位移曲线和破坏模式。试验结果表明：SPR节点在单调荷载作用下主管和加劲环发生局部屈曲,表现为延性破坏;CFT节点在荷载作用下主管壁发生剪切破坏,荷载-位移曲线没有明显的屈服段,表现为脆性破坏;CFTR节点在荷载作用下,连接板处加劲环发生剪切破坏,同时加劲环局部V形屈曲;加劲环能够明显提高管板节点的承载力,同时改善节点的塑性性能;相较于主管外设加劲环,主管内部填充混凝土具有更好的承载力提升效果,节点的刚度变大但塑性性能变差;钢管混凝土加劲环管板节点具有加劲环和混凝土的双重特性,在显著提高节点承载力的同时保障节点塑性性能。在264个有限元模型参数分析的基础上,得到了双加劲环管板节点受拉承载力的计算方法,给出了加劲环厚度和宽度组合的设计建议。基于极限分析的塑性铰线方法,推导出SP节点和SPR节点极限承载力的理论计算模型,计算结果与有限元结果吻合较好。     

蜂窝钢梁-焊接环式箍筋砼柱节点抗震受剪承载力

为研究焊接蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋砼柱连接节点的破坏特征和受力性能,进行了4个蜂窝梁贯通型接点、2个外伸式端板连接节点、2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验。试验表明前三组试件为节点核心区剪切破坏,第四组试件为钢梁翼缘屈服破坏;外伸式端板的约束作用以及高强螺栓预压力的存在,使得节点域混凝土开裂较少,大大改善了节点域的抗剪能力,同时也能增大节点刚度。对节点的抗震受剪承载力进行了分析,并根据试验结果得到了节点核心区抗震受剪承载力计算公式,可供工程实际参考。     

薄壁圆钢管的节点力学性能研究

对薄壁圆钢管节点力学性能展开研究,通过受压试验对薄壁圆钢管受力过程进行分析,得出其受力变形分为弹性形变、屈服阶段、突变阶段,决定薄壁圆钢管结构性能的关键因素在于其节点。进行薄壁圆钢管T型构件板接节点受拉承载作用研究并进行试验对比,轴拉荷载作用下剪切应力分布均匀,板接节点的荷载偏心距对受弯承载力有重大影响,点板厚度和主管直径对其承受荷载能力影响不大,在此基础上得出其工程应用的一般计算式。