叠合装配式地下综合管廊节点抗震性能试验研究

为研究叠合装配式地下综合管廊节点的抗震性能,以体积配箍率和纵筋锚固长度为参数,开展了10个叠合装配/整体现浇地下综合管廊结构边节点和中节点的抗震性能试验,分析了试件的破坏形态、弯矩-位移滞回曲线和弯矩-位移骨架曲线等力学特征。研究结果表明：叠合节点和现浇节点的节点区按0.25%的体积配箍率配置箍筋时,可防止叠合节点和现浇节点发生剪切破坏,并显著提高叠合节点的受弯承载力;叠合节点和现浇节点的外侧纵筋的锚固长度增加至抗震锚固长度,可防止叠合节点和现浇节点发生锚固破坏的破坏模式,并可提高现浇节点的受弯承载力。     

箍筋环扣连接叠合梁受剪性能与数值模拟研究

为解决现有装配式混凝土叠合梁在施工现场安装纵筋困难问题,设计一种箍筋环扣连接的新型装配式混凝土叠合梁.为进一步研究搭接箍筋对叠合梁受剪性能的影响,设计制作2组6个箍筋环扣连接预制混凝土叠合梁试件进行单调静力加载试验,分析其破坏形式、荷载-挠度曲线及混凝土应变和钢筋应力等,探讨试件剪跨比、箍筋间距等参数对叠合梁受剪承载力...     

综合管廊变形缝抗剪锚筋往复加载试验研究

现浇钢筋混凝土综合管廊变形缝发生变位,会使廊内连续布置管线沿纵向产生附加内力,影响管道安全。为限制综合管廊变形缝处的变位,工程采用在缝间设置抗剪锚筋。为研究综合管廊变形缝处抗剪锚筋的力学性能和抗震延性,以成都天府新区某综合管廊工程为背景,以抗剪锚筋布置方式、锚筋数量以及抗剪锚筋锚入长度为参数,通过4个整体结构缩尺模型的往复加载试验,对采用抗剪锚筋连接的综合管廊变形缝受力性能和抗震延性进行较为系统的研究,得到试件的破坏形态和破坏现象、力 位移曲线及延性系数。试验研究结果表明：综合管廊变形缝处设置的抗剪锚筋具有良好的延性和抗震性能;试验条件下的抗剪锚筋锚入长度均未出现锚固失效;试件破坏现象以抗剪锚筋断裂为主,并伴有混凝土大幅度开裂;试件的极限承载力大小与抗剪锚筋配置数量成正比;仅侧壁布置抗剪锚筋相对于四周均布置抗剪锚筋,极限承载力大小无明显变化,极限位移相对更大,延性性能相对较差。     

综合管廊变形缝抗沉降差试验研究

为研究综合管廊变形缝抗沉降差的力学性能,以2016年成都天府新区蜡梓东街路综合管廊工程为背景,以抗剪锚筋长度、布置方式及混凝土强度为参数,通过整体结构缩尺模型的单调静力试验,对采用抗剪锚筋连接的综合管廊变形缝受力性能进行了较为系统的研究,得到了试件的破坏形态和破坏现象,剪力-位移曲线及受剪承载力和极限沉降差。试验结果表明:综合管廊沉降均为转动式沉降,其中顶板、底板及侧壁同时布置抗剪锚筋的预制拼装综合管廊,试件破坏形态为上层抗剪锚筋逐渐屈服,随后底板混凝土发生冲切破坏,当只有侧壁布置抗剪锚筋时,试件破坏形态为抗剪锚筋全部屈服。     

装配式剪力墙浆锚连接的受力性能试验研究

为研究装配式剪力墙竖向浆锚连接的钢筋锚固性能及结合面受剪性能,以插筋配筋率为参数进行了3组搭接试验和2组抗剪试验,确定了其竖向插筋的搭接长度,得到了抗剪试件结合面的承载力、破坏模式和荷载-滑移关系曲线。试验结果表明：选取的钢筋搭接长度能够满足承载力要求;同一试件中,结合面1（后浇混凝土与抗剪键相连的界面）先于结合面2（后浇混凝土与凹槽连接的界面）破坏;插筋配筋率对结合面开裂荷载影响较小,但对受剪承载力影响较大;抗剪试件破坏时凹槽附近易发生混凝土脱落,建议剪力墙受拉钢筋直径尽量大于8 mm。采用ABAQUS软件对抗剪试验进行了有限元模拟,并分析了后浇混凝土强度、后浇带宽度和凹槽长度等参数对结合面受剪承载力的影响。分析结果表明：提高后浇混凝土强度可使结合面受剪承载力提高;在满足锚固需求条件下,增加后浇带宽度可提高墙体的受剪承载力,减少凹槽长度对墙体受剪承载力影响较小。     

配置组合封闭箍筋RC叠合梁受弯性能试验研究

钢筋混凝土叠合梁是装配式混凝土结构中的主要水平构件。叠合梁的预制部分在构件厂制作,采用传统封闭箍筋会造成叠合梁上部纵向钢筋安装困难。为简化叠合梁的施工,本文提出了由开口箍筋和其上面附加的封顶箍筋共同组成的新型组合封闭箍筋,并以箍筋形式和纵筋配筋率为参数,进行了4个采用新型封闭箍筋叠合梁试件的受弯性能试验研究。结果表明,配置组合封闭箍筋叠合梁的裂缝发展、破坏模式、刚度、承载力以及延性等方面与配置传统封闭箍筋的叠合梁基本一致,根据研究结果提出了设计建议。     

关于抗剪钢筋对预压装配式节点抗震性能影响的研究

在已有装配式混凝土框架结构的基础上,提出了一种新型装配式不对称混合连接节点(PPEFF节点)。此节点梁纵筋呈不对称设置,仅在梁上部设置耗能钢筋,节点在满足较高施工效率的同时,在梁柱接触面上设置抗剪钢筋,提高了梁柱接触面承载力,保证了结构在节点预应力意外失效后的安全性。为了研究抗剪钢筋的配筋率大小对PPEFF节点抗震性能的影响,结合低周往复荷载试验与ABAQUS有限元软件模拟分析,重点从节点承载能力、耗能性能、刚度退化与自复位能力4个方面分析抗剪钢筋的配筋率大小对节点抗震性能的影响。研究发现：PPEFF节点具有较好的抗震性能,且抗剪钢筋的配筋率增大,能提升节点承载力、刚度、耗能能力。但抗剪钢筋的设置,提高了节点的截面刚度,在一定程度上抑制了节点的自复位能力,从而违背预压装配式节点自复位能力较强的初衷。因此,建议PPEFF节点中抗剪钢筋的配筋率宜设置为0.3%～0.5%。同时提出PPEFF节点梁柱接触面承载力计算式,并通过试验数据与模拟数据验证梁柱接触面承载力计算式的适用性。     

设置镦锚钢筋的地下综合管廊墙板节点的抗震性能

为研究使用镦头锚固钢筋的地下综合管廊墙板节点的抗震性能,对6个足尺墙板节点进行了低周往复荷载试验,考察了地下综合管廊墙板节点的承载能力、失效模式、滞回耗能能力、位移延性等抗震性能指标,将现浇墙板节点试件与叠合装配式墙板节点试件的试验结果进行对比,分析了镦锚钢筋锚固长度的合理取值,采用有限元程序建立节点的精细有限元模型,验证了其正确性。结果表明:设置镦头钢筋锚固的叠合装配式节点具有与现浇节点大致相当的承载能力,位移延性及耗能能力相对较好,叠合装配式节点能达到与现浇节点相近的抗震性能要求。镦头钢筋锚固长度采用0.5labE时,地下综合管廊墙板节点试件抗震性能满足抗震设计要求,随着镦锚钢筋锚固长度的减小,墙板节点的承载能力和变形能力逐渐下降,延性及耗能能力逐渐降低;叠合装配式节点在低周往复加载下,预制叠合面缝隙开展较大,节点核心区混凝土易发生破坏,在实际工程中需采取必要的加强措施,加强节点区连接构造措施。     

基于循环微孔扩张模型的预应力预制框架节点抗震性能分析

使用ABAQUS有限元软件分析装配式预应力框架梁柱节点抗震承载力，以研究不同影响因素对节点抗弯性能的影响。确定网格与单元划分建立装配式预应力框架梁柱节点有限元模型，运用包含累积损伤作用的循环微孔扩张模型对开裂情况实行模拟，通过用户子程序把循环微孔扩张模型嵌入有限元模型中分析节点承载力；设计实际试件受力试验以验证实际环境中节点抗震承载力情况；分析箍筋与配筋率对节点抗弯性能影响。试验表明：有限元计算结果与实际试验结果接近，有限元计算节点抗震承载力研究具有实用性；在低周反复荷载作用下初始预应力越高承载力越大；在一定范围内，箍筋配筋率越高节点强度越大，装配式预应力框架梁柱的抗弯性能越好。     

装配式大板结构竖向齿槽接缝受剪承载力设计

旨在建立装配式钢筋混凝土(PBP)结构竖向齿槽接缝考虑接缝宽度及接缝配筋率变化的抗剪承载力计算公式和验算公式。以接缝处配筋率和接缝宽度为参数,对18榀试件进行低周反复荷载作用下试验,分析接缝的破坏过程,研究接合筋及接缝宽度对混凝土接缝抗剪强度的影响。认为接合筋、接缝混凝土分别通过压力摩擦机理和斜压杆机理来提供抗剪强度;接缝抗剪强度随接缝处配筋率增大而增大,而与接缝宽度成非线性关系。所提建议公式与试验结果吻合较好,为工程设计提供了借鉴依据。     

钢纤维活性粉末混凝土梁柱中节点抗震性能试验研究

为研究钢纤维活性粉末混凝土梁柱中节点的抗震性能及受剪承载力,完成了8个钢纤维活性粉末混凝土梁柱中节点试件的拟静力试验,研究了钢筋强度、节点核心区配箍率、贯通节点的腰筋及柱内非角部钢筋对活性粉末混凝土梁柱中节点的破坏过程、破坏形态、受剪承载力、滞回特性、耗能、承载力和刚度退化等抗震性能的影响。结果表明,梁柱纵筋采用HRB600高强钢筋延缓了刚度退化速率,提高了试件的耗能能力;核心区箍筋配筋率的增大能够改善破坏阶段试件的承载力退化特性和耗能能力,节点核心区横向钢筋面积率为0~0.98%时,节点的受剪承载力和延性随横向钢筋面积率的增大而增大;贯通节点的梁内腰筋和柱内非角部钢筋均能够有效提高节点受剪承载力、延缓构件承载力的退化、提高其耗能能力。采用GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的受剪承载力公式,对于低配箍率节点承载力计算偏于保守,当面积配箍率大于0.98%时偏于不安全;ACI 352-02中公式的计算结果与试验值更接近,约有9%~46%的安全裕度。     

新型钢节点装配式混凝土梁力学性能及破坏机制研究

由于传统装配式混凝土梁运输和施工难度大,提出了一种新型钢节点装配式混凝土梁,并试制了1根现浇梁试件与3根装配式梁试件,通过抗弯静载试验,对比研究了新型钢节点对装配式梁试件力学性能及其破坏机制的影响。根据试验情况,采用ABAQUS有限元软件进行了试件破坏模拟,并与试验结果进行了对比分析。结果表明：装配式梁试件可达到现浇梁的承载力水平;新型钢节点的钢端板厚度对装配式梁试件的整体承载力影响较大,当钢端板尺寸在一定范围内时,装配式梁试件的承载能力优于现浇梁;新型钢节点对混凝土的破坏形式影响较大,其梁纯弯段裂缝不同于现浇梁的受弯竖向裂缝,表现为弯剪斜向裂缝;有限元模拟结果与试验结果相吻合,可用于装配式梁试件的后续研究。     

钢筋混凝土梁-方钢管混凝土柱环梁节点静力试验研究及设计方法

设计了11个RC梁-方钢管混凝土柱节点试件,考虑了节点形式、环梁截面尺寸、环梁纵筋和配箍率、抗剪环直径和数量及节点是否带楼板等因素,对其进行单调静力试验,研究梁柱节点受力性能及不同设计参数对其承载力的影响,分析试验现象及试件中钢筋应变发展规律。试验结果表明：环梁纵筋及箍筋的配筋率对RC梁-方钢管混凝土柱环梁节点的承载力具有显著的影响,可以通过调整环梁纵筋及配箍率使框架梁先于环梁破坏,达到强节点的目的;采用抗剪环筋传递剪力,能够可靠传力。在试验结果的基础上,以环梁破坏面的力平衡条件,推导了环梁节点承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

型钢混凝土叠合梁底部预制构件静力性能试验研究

为了充分发挥预制装配式型钢混凝土梁预制部分的力学性能,对6根矩形截面型钢混凝土叠合梁底部预制构件进行了静力试验,分析其破坏过程、荷载-挠度曲线、型钢和混凝土的应变,研究混凝土强度、剪跨比和型钢类型对底部预制构件延性和承载力的影响。试验结果表明:剪跨比对试件梁破坏形态和承载力影响较大;混凝土强度对试件梁的延性和承载力影响较小;配置蜂窝钢的试件承载力显著提高,但延性较差;对两根受弯破坏试件进行截面受弯承载力分析,其计算结果与试验结果吻合较好。     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究及参数分析

为研究装配式混凝土梁柱节点的抗震性能,对1个整浇节点和2个装配式节点进行了低周往复加载试验,分析了两类节点的破坏形态、滞回性能、刚度退化、延性和耗能能力等,研究了轴压比对节点抗震性能的影响。利用ABAQUS软件建立节点的有限元模型,扩充影响参数范围,进一步分析梁纵筋配筋率、后浇区混凝土强度及连接钢板的屈服承载力对节点抗震性能的影响。结果表明：与整浇节点相比,装配式节点具有较高的承载力、刚度和耗能能力,且变形性能相当;轴压比增大时,装配式节点的承载力、刚度及耗能能力显著提高,但延性降低;提高纵筋配筋率和后浇区混凝土强度等级均可改善装配式节点的抗震性能;改变连接钢板的屈服承载力可实现梁端塑性铰向柱外侧转移,当连接钢板与梁纵筋的屈服承载力接近时,钢板可辅助节点进行耗能。     

U型出筋连接叠合板式拼装综合管廊边节点受力性能分析

基于ABAQUS软件,并考虑叠合界面的影响,分别建立有腋与无腋的U型出筋连接叠合板式拼装综合管廊边节点有限元分析模型。与试验结果的对比分析表明,有限元分析模型的计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上对管廊节点的腋角高度、轴压比、桁架筋伸入位置等参数进行有限元参数分析。结果表明,腋角高度对边节点承载力影响较大,腋角高度超过150mm后,对边节点承载力提高作用不明显。轴压比不超过0.1时,增大轴压力能够提高管廊边节点承载力,且对正向承载力提升更加明显。将桁架筋伸入节点核心区后,将显著提高边节点承载力。     

小剪跨比混凝土叠合框架梁梁端抗震性能试验研究

设计了8个剪跨比为1.42、配置HRB500高强纵筋的混凝土叠合框架梁梁端试件,对其进行了低周反复加载试验,研究了叠合梁的裂缝发展特征、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性等抗震性能以及极限承载能力,分析了配箍形式和结合面类型对叠合梁抗震性能的影响。试验结果表明:叠合试件的水平叠合面和结合面出现开裂和滑移,其滞回曲线出现捏拢,耗能和承载力均小于整浇试件,但其位移延性系数大于整浇试件;受弯破坏试件的位移延性系数为4.2~8.3,剪压破坏试件的位移延性系数为2.4~6.4;达到极限承载能力前,所有试件的高强纵筋均受拉屈服,剪压破坏试件的箍筋也受拉屈服;按规范GB 50010-2010计算的叠合试件承载力与试验值之比的平均值为0.82,受弯破坏的叠合试件与整浇试件的承载力之比的平均值为0.85;配箍形式对叠合试件的极限承载能力影响不大,配置复合式组合封闭箍筋的键槽结合面叠合试件未出现叠合面开裂,其抗震性能相对较高。     

新型纤维改性混凝土装配式框架节点抗震性能分析

为研究在节点核心区及键槽区等后浇区部分采用纤维改性混凝土对梁柱节点抗震性能的影响,基于此概念设计了改进的预制预应力装配式梁柱节点。以试件SJ1和SJ4为研究对象,系统分析梁柱节点设计参数对节点性能的影响,包括后浇区混凝土强度及延性、梁纵筋强度和后浇区箍筋间距。结果表明：后浇区混凝土受压延性的降低会加剧高配筋率节点试件强度退化及位移延性降低;提高梁纵筋强度等级可以显著提高装配式框架梁柱节点的承载能力,同时会降低其位移延性;增大后浇区的箍筋间距会降低节点试件的位移延性,并且高配筋率梁柱节点的抗震性能对后浇区箍筋间距的调整更敏感。     

叠合装配式综合管廊廊体拆分技术研究

对于地下综合管廊的建设,采用预制的形式是大势所趋。结合工程实践,分别从廊体结构拆分节点的钢筋连接、BIM碰撞检查以及重组后结构的整体性和防水性等3方面,对城市地下综合管廊的结构进行拆分技术研究。通过有限元模拟,对比分析了叠合装配式综合管廊和现浇混凝土综合管廊的混凝土应力、剪应力和钢筋应力云图以及极限承载力,同时对廊体结构拆分节点进行了进一步优化,提出了一种新型的叠合装配式管廊结构形式,并在工程中得到成功应用。     

配置钢筋桁架的钢筋混凝土叠合墙体界面受剪性能试验研究

为研究配置钢筋桁架的叠合墙体的界面受剪性能,以界面凿毛程度、界面桁架数量和桁架腹筋直径(界面受剪配筋率)等为参数,开展了7个钢筋混凝土叠合墙体的界面受剪试验,分析了叠合墙体界面的破坏现象和破坏形态、剪力-界面滑移关系、受剪承载力等。研究结果表明:叠合界面双面沿垂直于受力方向做5道深分别为5 mm和10 mm的凿毛,可分别提高叠合界面的受剪承载力26%和32%;叠合界面的界面受剪配筋率由0增加至0.241%,其受剪承载力、峰值滑移与开裂滑移的比值可分别提高57%和930%;基于文中提出的叠合界面剪力-滑移模型推导的计算式,其计算值与试验值吻合较好,可为叠合墙体界面的受剪承载力设计提供参考。