提高异形柱框架节点抗震性能的试验研究

为了解决异形柱结构节点的薄弱问题,对异形柱框架节点核心区应用X形配筋增强、聚丙烯纤维增强及钢纤维增强的异形柱节点与同条件下未增强的异形柱节点进行拟静力试验研究,对比3种方法增强的异形柱框架节点试件的破坏特征、承载能力和位移延性、滞回曲线、刚度退化、耗能能力和累积损伤等抗震性能指标.研究结果表明:与未被增强的异形柱节点相比,X形配筋增强、聚丙烯纤维增强或钢纤维增强的异形柱节点抗震性能显著提高.在异形柱节点核心区加入X形配筋、掺入聚丙烯纤维或钢纤维均能提高节点的承载能力和变性能力,改善节点滞回特性,减缓节点的累积损伤程度.在节点核心区加入X形配筋比纤维增强的异形柱框架节点在提高节点的承载能力,减轻节点累积损伤程度方面效果更显著.     

X形配筋增强高强钢筋异形柱边节点抗震性能试验研究

通过对核心区应用X形配筋增强的高强钢筋异形柱边节点和同等条件下未被增强的高强钢筋异形柱边节点进行拟静力试验研究,对比分析异形柱边节点的破坏特征、滞回曲线、承载能力、位移及延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明,配置HRB500高强钢筋异形柱边节点比配置600 MPa级的边节点承载能低,但滞回性能好,变形能力强,刚度退化推迟,耗能能力强;在核心区加入X形配筋,均可以改善高强钢筋异形柱边节点的破坏特征,使边节点抗剪能力、变形能力、耗能能力增强,刚度退化推迟,提高异形柱边节点抗震性能,配置HRB500高强钢筋的试件核心区应用X形配筋加强后抗震性能提高效果更好。     

分散式配筋梁异形柱框架节点抗震性能试验

为解决异形梁柱框架节点配筋拥挤的问题,提出将梁中部分钢筋分散到翼缘中,并对分散式配筋梁异形柱(L,T和+形)框架顶层节点在低周反复荷载下的抗震性能进行了试验研究.通过6个试件的试验,比较了分散配筋与异形柱框架顶层节点的差异,研究节点核心区的开裂荷载、屈服荷载、极限承载能力、破坏形态和滞回特性等力学性能,以及按不同比例分散梁上部钢筋对节点抗震性能的影响.试验研究表明,T形、十字形截面柱节点,适当的分散比例不会给框架节点的受力性能和抗震性能带来不利影响.但L形截面柱节点分散配筋将加剧累积损伤,刚度退化较为严重.同时理论分析表明分散钢筋在板中的分布范围应予以严格控制,以防止发生锚固破坏.     

混凝土异形柱中间层T形端节点抗震影响因素研究

基于中间层异形柱节点受力机理,通过ANSYS有限元软件对混凝土异形柱中间层进行了有限元模拟,对中间层异形柱T形端节点承载力的影响因素进行了分析,并对混凝土强度、梁柱配筋、节点配筋率、轴压比等不同影响因素对异形柱节点的承载力的影响进行了对比分析.     

单排配筋剪力墙节点抗震试验及承载力分析

为了研究单排配筋混凝土剪力墙结构中带有不同边缘构造配筋的墙肢与连梁节点抗震性能,进行了4个墙肢与连梁节点的低周反复荷载试验.在试验研究基础上,分析了其承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能能力、破坏特征等,并建立了单排配筋剪力墙连梁承载力计算模型,计算所得承载力与试验结果符合较好.研究结果表明,单排配筋混凝土剪力墙节点经过合理的配筋及构造措施能满足多层住宅结构抗震设计要求.     

T形钢骨增强异形柱节点抗震性能试验

目的在混凝土异形柱节点核心区加入T形钢骨,解决混凝土异形柱框架结构节点的薄弱问题．方法通过对节点核心区加入T形钢骨和同等条件下未加入T形钢骨的四个异形柱节点试件进行拟静力试验研究,对比分析异形柱节点的破坏特征、荷载、位移、滞回曲线、延性、累积损伤等抗震性能指标．结果在异形柱节点核心区加入T形钢骨能够改善混凝土异形柱节点的滞回特性,提高混凝土异形柱节点试件的承载能力、变形能力以及延性性能,减缓混凝土异形柱节点试件的刚度退化,同时也能减轻混凝土异形柱节点的累积损伤程度．结论T形钢骨在混凝土异形柱框架节点核心区的加入对提高其抗震性能效果显著．     

不同构造措施对异形截面多腔体钢管混凝土柱的力学性能影响

为比较不同构造措施对异形截面多腔体钢管混凝土巨型柱的力学性能影响,进行了5个不同构造措施的八边形多腔体钢管混凝土巨型柱模型的有限元计算分析,对其抗震性能和应力变化进行了比较,分析了其性价比,评价了不同构造措施的合理性.分析结果表明:钢管中设置分腔板、竖向肋板以及在塑性铰域设置角钢的构造措施对异形截面钢管混凝土柱的抗震性能影响明显,而水平肋板的设置对其影响不明显;因设置分腔板、肋板等构造措施可提高巨型柱的抗震能力,其性价比合理,可在工程中应用.     

多腔钢管混凝土分叉柱力学性能有限元分析

为研究异形截面多腔钢管混凝土分叉柱的力学性能及设计方法,以北京某超高层建筑异形截面多腔钢管混凝土巨型分叉柱为原型,在已进行的低周反复荷载试验基础上,对异形截面多腔钢管混凝土分叉柱抗震性能进行有限元分析,研究了不同构造措施、不同钢材及混凝土强度等级等参数对钢管混凝土分叉柱抗震性能的影响.结果表明:基于本文提出的有限元建模方法,所得有限元分析结果与试验结果吻合较好;适当增加腔体数,设置肋板、角钢和钢管能够有效提高异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能;在等用钢量下,增加腔体数量比增加钢板厚度能更有效地提高分叉柱抗震性能;不同材料强度对异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能有较大影响,在进行其抗震设计时,宜选用强度等级匹配的钢材与混凝土.     

双向偏压状态下异形柱正截面配筋计算的快速算法

通过对异形柱在双向偏压状态下正截面配筋计算过程中中和轴变化规律的分析，提出了一种快速迭代方法．该方法能明显减少求解中和轴的迭代次数，而且适用不等肢长的、各类砼强度等级的异形柱配筋计算，该方法既保持了较高的计算精度，又大大提高了计算速度，为直接应用数值积分法开发设计软件提供了理论基础，已成功应用于配筋分析程序中．     

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。     

考虑非线性剪切效应的钢筋混凝土柱模型化方法及应用

采用纤维模型梁柱单元和与之串联的零长度单元,模拟柱的弯曲机制和剪切机制。利用OpenSees提供的Limit State Material和Shear Limit Curve材料模型,定义钢筋混凝土柱的非线性剪切效应及其与弯曲效应的耦合。通过与不同学者的试验结果比较,验证了该方法的可靠性。最后,对笔者完成的原位推覆试验的一榀平面框架进行了Pushover分析。结果表明,考虑非线性剪切效应的模型化方法能较好地模拟钢筋混凝土柱抗剪承载力和刚度的退化现象,传统的纤维模型梁柱单元难以反映配箍不足的钢筋混凝土柱的弯剪破坏机制。该方法可用于存在抗剪能力缺陷的框架结构的非线性分析。     

钢筋混凝土梁柱节点超自由度单元

为分析RC框架结构在循环荷载作用下的非线性滞回性能,提出一个新的钢筋混凝土梁柱节点单元——"超自由度单元".单元在梁与节点交界面和柱与节点交界面被划分成"节点截面"和"梁柱截面",节点的力学性能由4节点单元描述,而梁柱受力钢筋与节点核心区的粘结滑移由存在于"节点截面"和"梁柱截面"之间的8根弹簧控制.单元具有4个外节点和4个内节点,每个内节点具有2个自由度,每个外节点具有3个自由度,该3个自由度与普通梁单元一致,从而确保本单元适合于同普通一维梁柱单元一起进行钢筋混凝土结构平面非线性分析.将内节点上的自由度依附到外节点上,单元在数值表现上具有4个节点20个自由度.通过试验和模拟分析结果对比,结果表明:结构极限承载能力和滞回曲线的捏拢特性都能被单元很好模拟,同时计算机的运行时间非常少.本模型适合于进行循环荷载作用下平面框架结构非线性响应分析.     

预制混凝土框架中节点抗震性能的试验研究

为了研究一种采用U形钢筋来连接梁柱构件并提供抗弯能力的预制混凝土框架体系的抗震性能.首先在介绍该体系特点的基础上,接着描述了3个梁柱节点的低周反复荷载试验,3个试件的主要区别在于U形钢筋的长度.主要分析了试验中测量的各种钢筋应变.结果表明,U形钢筋的长度对试件的屈服荷载影响不大,且箍筋的屈服荷载比纵筋的要大.试验中柱的钢筋并未屈服,柱仍能承载,满足强柱弱梁的原则.U形钢筋应变显示,钢筋的滑移是从梁柱表面开始,逐渐发展到键槽末端.     

新型钢箱型柱和H梁柱外传力节点有限元分析

通过建立新型钢结构箱型柱和H型梁柱外传力式节点三维有限元模型,分析该类节点在各加载阶段的位移变化和应力分布情况及破坏形式.并比较了该类节点在不同柱的极限承载力和传力板与异型构件位置变化的极限承载力,得到该类节点极限承载力变化规律,为今后该节点的广泛工程应用提供参考依据.     

玄武岩纤维布加固框架结构抗震性能数值分析

利用玄武岩纤维布对九层框架的粱柱节点进行了加固,运用ANSYS有限元分析软件对不同加固方案下结构的整体抗震性能进行了动力分析．分析结果表明,在玄武岩纤维布用料相同的条件下,局部加固框架的角柱节点比边柱节点更有助于提高框架结构的抗震能力,且在地震作用下。采取整体加固的方案更有助于提高框架结构的安全性．     

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。     

钢筋砼不等肢T形柱延性的计算分析

采用全过程非线性分析方法，编制了不等肢异形柱延性性能非线性分析程序（SCDP），程序分析结果与试验结果的对比表明，二者吻合较好．应用该程序对243根不等肢T形柱进行了计算分析，研究了荷载角、轴压比、箍筋间距、截面肢长等因素对不等肢T形异形柱截面延性性能的影响，得到了其延性变化规律．     

钢管混凝土受压构件的弹塑性承载力分析

采用基于纤维模型的分段分块的杆系结构有限元方法，推导了钢管混凝土压弯构件的弹塑性刚度矩阵，提出了计算钢管混凝土压弯构件弹塑性稳定承载力的计算模型，编制了相应的计算程序．采用提出的方法和程序，计算了圆管截面的钢管混凝土轴向受压、偏心受压长柱的弹塑性极限承载力，理论分析结果与文献报道的试验和理论结果吻合良好．     

钢-混凝土组合扁梁楼盖承载性能有限元分析

钢-混凝土组合扁梁楼盖的采用可以降低结构层高,改善钢结构的防火性能,形成无柱大空间与"无梁楼盖"的建筑效果;组合扁梁楼盖具有良好的力学性能,在多高层结构中,既能做框架梁受力,又能承载楼面的作用荷载;同时深肋压型钢板的采用可以降低楼板自重同时可作为永久模板使用,大大提高施工速度,带来很好的经济效益,在多高层钢结构建筑中有广阔的应用前景。论文采用有限元软件ANSYS建立钢-混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体模型。对组合扁梁楼盖在竖向荷载作用下的承载性能、变形特点以及楼板自振频率进行了分析,同时对组合扁梁的有效宽度及肋部混凝土的影响进行了计算分析。分析结果表明:钢-混凝土组合扁梁楼盖具有良好的承载性能并能较好地满足正常使用的要求;肋部混凝土及配筋对楼盖的承载力有较大的影响;楼盖主梁的有效宽度分析应建立在整体模型和试验的基础之上。