新型PEC柱-钢梁中节点摩擦耗能型部分自复位连接抗震性能试验研究

为研究摩擦耗能T形连接件部分自复位连接的抗震性能,考虑PEC柱布置方式,按1∶1.6缩尺比例设计制作2个新型PEC柱-钢梁中节点试件模型,并进行水平低周往复荷载试验。基于试验测试数据整理,对试件的滞回性能、承载能力、耗能能力、自复位功效和节点传力机理等进行分析。结果表明：摩擦耗能T形连接件部分自复位连接通过预拉杆和摩擦耗能T形连接件有效实现了“自复位功效与耗能能力有机统一”的性态设计目标;PEC柱布置方式决定其受力性能,且改变了节点梁柱刚度匹配,从而影响到连接形式受力性能的发展进程和试件损伤分布规律;对穿螺栓和预拉杆实现了节点域混凝土斜压带传力模式,相应降低了节点域腹板的抗剪性能要求;所有试件层间侧移角达到中震层间侧移角限值0.02rad之前,节点与连接基本无残余转角,而当层间侧移角超过大震层间侧移角限值0.035rad时,试件承载能力仍呈增大趋势、且对应节点与连接残余转角不超过0.01rad,即该连接形式具有良好的自复位功效和抗倒塌性能。     

薄壁钢板组合截面PEC柱-钢梁BRS板部分自复位连接组合框架结构的抗震性能数值模拟

为系统研究底部2层单跨薄壁钢板组合截面PEC柱-钢梁BRS板部分自复位连接组合框架结构的抗震性能,使用CAD设计制作1榀组合结构框架底部两层子结构1:2缩尺试验试件,针对这榀组合结构框架建立ABAQUS有限元模型进行数值模拟,另外还设置了4种不同的参数模型对比分析(对穿螺栓布置方式、竖向力作用、长圆孔尺寸、柱底连接形式),得出各设计参数对试件滞回性能、自复位连接力学性能、耗能能力和残余侧移等抗震性能的影响规律。研究结果如下:本试验自复位结构通过设置BRS耗能板和预拉杆拥有自复位能力并满足结构遭遇地震时的耗能能力需求和残余侧移限值;采用对穿螺栓单边布置的试件比双边布置的试件,自复位能力较强但耗能能力较弱;施加一定的柱顶轴向力对试件的自复位效果影响不大;适当增加BRS板长圆孔的径向孔长,可以使试件进入承压型受力时间滞后;在达到层间侧移角5.0%时,各有限元参数模型的整体残余侧移角均小于0.016rad,具有良好的抗震性能和自复位功效。     

T形PEC柱抗震性能的数值模拟分析

利用ABAQUS软件对14个T形PEC柱进行低周反复加载模拟,分析不同参数对T形PEC柱抗震性能的影响规律。结果表明：T形PEC柱的滞回曲线呈饱满的平行四边形,且刚度退化稳定,耗能能力和延性良好;提高混凝土强度等级虽然可增大柱的初始刚度,但混凝土强度等级过高则会导致柱的延性降低,刚度退化加剧,抗震性能降低;在T形PEC柱内设置横向拉杆,且将x方向和z方向的横向拉杆相互焊接,有利于对混凝土形成套箍作用从而提高柱的抗震性能,但拉杆间距不宜大于150 mm;在T形PEC柱的两侧阴角处分别设置1根纵筋并将其与横向拉杆绑定后形成钢筋笼,能够明显的改善柱的抗震性能。     

新型T形钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

基于已有的异形钢管混凝土-钢梁节点,提出并设计了带侧板连接新型T形钢管混凝土柱-钢梁节点.通过拟静力加载试验,系统分析了新型T形钢管混凝土柱-钢梁节点的受力机理及抗震性能,分析了节点的滞回曲线、骨架曲线、承载能力等各项抗震指标.同时探讨了在低周反复荷载作用下,节点破坏特征及抗震性能.结果表明:随着荷载的增加,节点在屈服...     

方钢管混凝土柱-钢梁T形件连接节点耐火性能数值分析

为研究方钢管混凝土柱-钢梁T形件连接节点的耐火性能,通过验证已有试验,在模型可靠的基础上,建立了节点在钢梁下翼缘以下区域受火及钢梁上翼缘以上区域受火两种工况下耐火极限有限元计算模型.分析了在两种受火工况下柱端火灾荷载比、梁端火灾荷载比、梁柱线刚度比对节点耐火极限、破坏模态的影响.结果 表明:当节点钢梁下翼缘以下区域受火...     

薄钢板部分外包组合截面柱-钢梁中节点T形件焊接连接滞回性能研究

为研究采用预拉对穿螺栓的薄钢板部分外包组合截面(PEC)柱-钢梁中节点T形件焊接连接的滞回性能,按照1∶1.6缩尺设计制作了1个中节点试件,对其进行低周循环荷载试验,并采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟验证,对比分析试件的滞回曲线、耗能能力和破坏模式。研究结果显示:预拉对穿螺栓具有部分自复位功效,且较好实现了混凝土斜压带传力机理;所有试件破坏模式均由于T形件对梁端加强而使梁截面塑性铰的出现位置向T形件腹板尾部附近梁截面转移,且所有试件达到破坏时,节点转角均超过了0.02 rad。     

新型卷边部分外包组合柱-钢梁端板连接组合框架层间抗震机理研究

为进一步研究新型卷边部分外包组合柱(PEC柱)-钢梁组合框架层间抗震机理,以新型卷边PEC柱-钢梁端板预拉对穿螺栓连接组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行水平低周往复荷载下抗震性能的有限元分析。基于计算数据整理,分析试件结构的承载力与抗侧刚度、节点连接性能、耗能能力、剪力分配、变形模式、节点域传力机理和破坏模式等抗震性能。研究结果表明:试件结构具有较高的承载力和初始抗侧刚度;新型卷边PEC柱平均分担试件层间水平剪力;预拉对穿螺栓具有部分自复位功效;梁端连接具有较大的转动刚度,相应限制了其转动能力的发挥;试件最终破坏模式为所有梁端端板附近截面形成塑性铰的塑性机构,而相应层间剪切角和节点连接转角均超过设防烈度地震层间侧移限值1/50,表明该结构体系具有良好的抗震倒塌性能。     

新型卷边PEC柱(弱轴)-钢梁部分自复位摩擦耗能型连接组合框架抗震性能研究

为研究PEC柱在弱轴布置条件下与钢梁部分自复位摩擦耗能型连接组合框架的抗震性能,同时考察参数:摩擦耗能T形件腹板长圆孔尺寸、T形件翼缘对穿螺栓的布排方式、柱底连接方式的影响,按1∶2的尺缩比设计了4个1榀两层的框架结构试件模型,并利用有限元软件ABAQUS进行建模,基于经试验验证的有限元模型进行了低周往复水平加载的有限元参数分析,基于模拟数据,分析各试件模型在加载过程中的自复位效果、耗能能力、承载能力以及节点区传力机理。结果表明:所有试件在加载至相对侧移角0. 035 rad时,其卸载后的残余转角仍小于0. 005 rad,该框架结构具有优良的自复位效果;在结构进入设计预定的承压型受力模式前,结构的耗能由连接处摩擦耗能提供,转化为承压型受力模式后,结构主体构件进一步发挥作用并开始发挥材料耗能,较好实现了结构设计性态目标;柱脚固接试件具有更高的承载力与抗侧刚度,其受力发展进程更快;采用在T形件翼缘内外侧布置螺栓的实际工程做法可缓解T形件翼缘的翘曲变形,从而更有利于自复位连接受力进程的发挥;对于不同建筑功能的建筑,其要求的性态设计目标可通过T形件上长圆孔的尺寸来实现;采用摩擦T形件部分自复位连接的组合框架试件均有效实现了自复位效果、耗能能力和结构安全冗余度的有机统一。     

陶粒混凝土T形柱抗震性能试验研究

在试验的基础上,讨论了剪跨比、轴压比、暗柱、荷载角、肢高厚比以及配箍率对陶粒混凝土T形柱抗震性能(水平承载力、刚度、延性)的影响,比较分析了陶粒混凝土T形柱和普通混凝土T形柱抗震性能的异同。剪跨比小、轴压比低、设有暗柱或箍筋加密的T形陶粒混凝土柱抗震性能较好;普通混凝土T形柱的抗震性能好于陶粒混凝土T形柱的。     

钢骨混凝土组合框架抗震性能研究

通过2榀钢骨混凝土柱-钢梁框架的低周反复荷载试验,对钢骨混凝土组合框架的滞回性能、延性、耗能性能、刚度衰减等抗震性能进行研究。并依据JGJ 138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》及YB 9082—2006《钢骨混凝土结构技术规程》计算组合框架的极限承载力。结果表明,钢骨混凝土柱-钢梁框架结构具有良好的抗震性能,两部规程的计算方法均有较高的精度。     

空间中框架加强型T型钢半刚性连接节点抗震性能试验研究

为了研究空间中框架加强型T型钢半刚性连接节点的抗震性能,采用拟静力试验方法对强轴方向为加强型T型钢连接件的钢节点进行研究分析,加强型T型钢为楔形。试验结果表明:强轴的滞回曲线比弱轴的饱满,强轴在刚度退化、延性及耗能能力方面都要优于弱轴方向,加强型T型钢可提高节点的变形能力、耗能特性和抗震能力。     

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。     

混合连接自复位框架结构抗震性能研究

以混合连接自复位框架结构为研究对象,首先建立了混合连接节点的数值计算模型,提出了该类框架结构的抗震设计方法,并进行了有效验证。然后,通过罕遇地震作用下的弹塑性动力时程反应分析,对比了典型混合连接自复位框架和普通框架的抗震性能,探讨了预应力抗弯承载力比φ_(des)对自复位性能的影响。研究结果表明:所建立的混合连接自复位节点数值计算模型合理有效,按所提设计方法设计的自复位框架具有良好的抗震性能和明显优越的自复位能力;自复位框架较普通框架上部楼层的塑性铰发育更为充分、位移反应更为明显;φ_(des)是控制结构自复位能力和耗能能力等的关键参数,其取值范围通常在0. 4～0. 6;对于较低的楼层,可以适当地减小φ_(des)的取值,使楼层具有更好的耗能性能。     

钢框架加腋刚性节点的抗震设计

介绍了国外对加腋节点的试验研究以及所提出的简化计算模型和设计方法 ,对应用常用设计法设计加腋节点提出了建议 ,并对按此方法设计的节点算例进行了有限元分析。分析表明 ,加腋节点较好地实现了抗震设计的目的。     

新型竹木框架装配节点抗震性能试验研究

节点是竹木框架结构的重要组成部分,直接关乎结构的安全。在综合分析多种节点的基础上,提出了一种新型的竹木框架装配节点,为了研究节点在地震作用下的力学性能,设计了3个足尺的节点T型试件进行循环荷载试验,试件的唯一不同是柱套钢板的厚度。试验时,柱子与地面平行固定,在梁端施加水平循环荷载,采用位移控制法加载直至试件破坏。3个试件的破坏均来自于梁翼缘钢板受压时屈曲,节点钢板没有出现屈服现象,并得到节点的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线。试验结果表明:3个试件的荷载-位移滞回曲线比较饱满,节点的刚度随着荷载的增加出现退化现象,节点柱套板厚度对节点的耗能能力和承载力有明显的影响。     

焊接短筋连接的加固组合梁试验研究

参照成熟的加大截面加固施工工艺,连接件选用焊接短筋,制作了2根下托槽钢加固组合梁,1根未加固钢筋混凝土梁对比梁进行试验研究和计算分析。试验采用实验室室内模型短期静载试验,主要观测了采用焊接短筋连接的下托型钢加固组合梁的极限承载力、抗弯刚度、裂缝情况、跨中截面荷载-应变分布情况等。从试验结果可以看出:下托型钢与原钢筋混凝土梁协同工作的性能良好;焊接短筋连接的下托型钢加固组合梁极限承载力和抗弯刚度大幅提高,裂缝开展也得到有效控制。     

基于螺栓连接的新型钢筋混凝土框架装配式节点抗震性能研究

基于拟静力试验,研究基于螺栓连接的新型钢筋混凝土(RC)框架装配式节点的抗震性能,并与装配整体式混凝土结构框架节点进行对比,分析破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移和延性、刚度与承载力退化及耗能等指标,以及轴压比对新型节点抗震性能的影响。研究表明:新型节点相对于装配整体式节点,承载力降低19%,延性降低16. 7%,承载力与刚度退化加快,但具有更好的耗能能力;新型节点的破坏形式均为梁端受弯破坏;当轴压比小于0. 4时,增大轴压比可提高新型节点的初始刚度与承载力,但会降低延性及耗能能力,并加快刚度和承载力退化。