反复荷载下高强混凝土框架内节点抗震性能试验研究

在13个高强混凝土框架内节点试件试验研究的基础上,分析了反复荷载作用下节点核心区开裂特点、破坏形态和抗剪性能,并重点讨论了节点配箍率、轴压比对框架内节点抗剪性能的影响.根据试验实测数据的回归分析,提出了高强混凝土框架内节点抗剪计算公式,并将该公式与建筑抗震设计规范(GBJ11—89)的框架节点受剪承载力计算公式作了比较.试验结果表明C60级高强混凝土框架节点的抗剪强度计算采用现行建筑抗震设计规范的计算方法是可行的.     

钢纤维高强砼与高强砼框架节点抗震性能分析

在四榀高强混凝土框架节点及两榀钢纤维高强混凝土框架节点缩尺模型抗震性能试验的基础上．对高强混凝土框架节点和钢纤维高强混凝土框架节点梁端抗弯承载力、梁端抗剪承载力、位移延性及耗能性能进行了分析．结果表明，钢纤维高强混凝土材料能明显提高节点的初裂值及抗剪承载力，有较好的延性。从而可以在核心区少配箍筋．甚至不配箍筋．这样既保证了抗震性能要求．又解决了框架节点区钢筋密布而带来的施工困难．有良好的经济效益。     

钢筋混凝土框架夹心节点设计方法

为给出钢筋混凝土框架夹心节点的设计方法,依据试件破坏特征等试验结果提出了验算内容与设计准则,通过对夹心节点抗震性能影响因素的分析及其与传统节点的对比提出了设计参数限值,基于试验试件的承载力并结合非线性有限元模拟的结果提出了核心区承栽力验算公式。结果表明：为达到所需的位移延性并满足承载力要求,需设置剪压比、轴压比、柱梁混凝土强度比、最小配箍量等参数限值约束夹心节点适用范围;通过核心区受压验算、受剪验算保障节点的承载力,必要时可采取适当的加强措施;此外需要采取合理的构造措施避免梁筋过度的粘结退化。     

柱下端局部采用FRC材料钢筋混凝土柱的承载力分析

为了改善钢筋混凝土柱的变形能力和损伤容限,在其下端局部采用纤维增强混凝土（F RC ）代替普通混凝土,设计了6根剪跨比为3、柱内配置较少箍筋的钢筋混凝土柱试件,进行了拟静力试验。试验结果表明,这种柱为弯曲屈服后的剪切破坏,具有较好的变形能力和损伤容限;局部使用FRC材料可以减少约束箍筋和抗剪箍筋用量。根据试验结果,建立了考虑截面受拉区FRC受拉作用的压弯承载力计算方法以及斜截面受剪承载力计算公式,其中斜截面受剪承载力计算公式的计算值与试验值比较吻合。     

基于梁—拱复合受力机制的高强混凝土梁受剪分析模型

为研究高强混凝土梁构件斜截面受剪力学性能,通过分析高强混凝土梁发生剪切破坏时剪跨段内剪力传递路径,提出基于梁作用和拱作用来考虑高强混凝土对梁构件受剪承载力的贡献,箍筋贡献项采用简化修正压力场理论计算,同时考虑尺寸效应的影响,通过混凝土和箍筋两部分贡献项相叠加建立了集中荷载作用下高强混凝土梁受剪承载力计算公式,该公式物理意义清晰明确,综合考虑了混凝土强度、剪跨比、相对剪压区高度、纵筋配筋率、配箍率以及尺寸效应等因素的影响。利用收集到的207根有腹筋高强混凝土梁试验数据对本文受剪分析模型公式预测精度进行验证,并与GB 50010—2010规范、ACI 318-19规范、EN 1992-1-1:2004规范、Zararis公式、Zsutty公式计算结果进行比较。结果表明：本文所提受剪分析模型能够真实反映梁构件斜截面受剪破坏机理,较好地预测高强混凝土梁受剪承载力,对受剪参数的大范围变化不敏感且随受剪参数的大范围变化,预测精度无明显相关性。根据对比结果,本文基于梁-拱复合受力机制和简化修正压力场理论所建立的受剪分析模型可用于高强混凝土梁受剪承载力计算,且具有良好的预测精度和一致稳定性。     

低周期反复荷载下钢骨高强砼节点抗裂性能

根据钢骨高强混凝土柱与钢筋高强混凝土梁(HSRC柱/HRC梁)边节点的试验结果,明确了其抗裂机理,研究了其裂缝形成与发展,分析了轴向压力对其抗裂能力和裂缝性能的影响.明确HSRC柱/HRC梁边节点中钢骨腹板和混凝土是核心区的抗裂承载力的主要承担者,建立了HSRC柱/HRC梁边节点核心区的抗裂承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.     

柱轴力对框架外节点核心区水平抗剪能力的影响

针对钢筋混凝土框架结构,根据与框架外节点相连的梁、柱构件的受力状态,分析了外节点核心区所受水平剪力.讨论外节点的抗剪机理及节点的受剪破坏形式,提出了节点斜压破坏的抗剪承载力计算方法.依据节点核心区斜截面受力机理,重点分析了柱轴力对节点核心区的抗剪承载力的影响.     

钢管混凝土柱与梁节点抗剪承载力

钢管混凝土柱与梁节点核心区的抗剪强度一直是节点设计中尚未解决的问题,将钢管混凝土抗剪承载力分成钢管和混凝土两部分考虑,通过引入破坏面的概念,采用力学方法推导了钢管混凝土梁柱节点在压弯情况下核心区斜截面的抗剪承载力计算公式,将将公式加以简化。     

一种新型组合结构梁柱节点的试验研究

提出了一种新型的端板螺栓连接的钢混凝土组合梁、连续复合螺旋箍混凝土柱节点.这种节点的构造为组合梁混凝土中的负钢筋贯通节点核芯区,而组合梁的钢梁部分靠带肋板的端板、长杆高强螺栓连接,节点核芯区设立钢板箍代替普通的箍筋.此节点构造简单、便于施工.为了研究其抗震性能和破环机理,对这种节点进行了足尺的拟静力试验和模拟节点核芯区的试验.介绍了试验情况,对节点的强度、延性、滞回性能进行了分析.结果表明该节点属于典型的梁铰破坏,具有较好的耗能能力.根据实验提出了构造建议与核芯区承载力公式.     

钢纤维高强混凝土箍筋梁抗剪性能试验

为了提高高强混凝土的韧性和抗剪能力,在高强钢筋混凝土梁中掺入钢纤维.对20根(ffcu=52.4~84.7)钢纤维高强混凝土箍筋梁(fρ=0.5%~1.5%)和2根高强混凝土箍筋梁对比试件进行了试验.试验的主要变化参数为钢纤维体积掺率、钢纤维种类、配箍率和混凝土强度.试验结果表明钢纤维能够显著地改善梁的抗剪性能.基于试验结果,分析了钢纤维、箍筋、混凝土的强度和剪跨比对梁的斜截面抗裂和抗剪承载力的影响.在考虑钢纤维影响的基础上,提出了与普通钢筋混凝土梁斜截面计算公式相协调的钢纤维混凝土梁的斜截面开裂和极限承载力计算的经验公式.     

端部加强钢管-双钢板剪力墙抗震性能研究

为增强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能,在双钢板混凝土组合剪力墙端部钢管引入工字型钢,有效抑制构件端部屈曲。以钢管的截面形式、工字型钢尺寸、剪跨比为主要参数,利用ABAQUS有限元软件设计了18片双钢板混凝土组合剪力墙有限元模型,对其滞回性能、承载能力、耗能能力、变形及延性和刚度退化等抗震性能进行对比研究。研究结果表明：端部加强钢管-双钢板混凝土组合剪力墙的承载能力、延性、刚度退化、耗能能力相比普通钢管-双钢板混凝土组合剪力墙构件均有较大提升。随着剪跨比增大,端部加强构件的峰值荷载、屈服荷载、延性、初始刚度、等效粘滞系数的峰值均有较大提升,钢管暗柱的截面形式和工字型钢的尺寸对构件抗震性能影响不显著,构件AZ22-2.0的抗震性能较为优越。     

预制钢骨混凝土柱—钢梁组合节点试验研究

针对装配式混凝土结构中梁柱节点连接构造复杂、施工效率低等问题,设计开发了一种预制钢骨混凝土柱—钢梁组合节点,通过拟静力试验,研究不同梁端连接方式对新型节点抗震性能的影响。结果表明：不同梁端连接方式的节点试件均为梁端受弯破坏,破坏位置在翼缘连接板处,实现了节点域附近塑性铰外移的效果;翼缘连接板和混凝土的应变受梁端连接方式的影响较大,钢梁腹板、H型钢骨和纵向钢筋的应变受到的影响相对较小;栓焊混合节点和螺栓节点属于半刚性连接,焊接节点属于刚性连接;各试件的滞回性能良好,承载力和刚度退化性能稳定,延性系数在4.03~11.84之间,等效黏滞阻尼系数在0.24~0.36之间。该类型节点具有良好的承载能力和抗震性能,能满足现有抗震设计要求。     

空间网架结构钢管混凝土柱节点力学性能足尺试验及分析

采用足尺试验与数值仿真相结合的方法研究空间网架结构中的钢管混凝土柱节点的受力及抗震性能。试验荷载逐级加载到设计荷载的1.6倍并观测柱节点的变形与应力。试验结果表明试验荷载下柱节点钢结构部分基本处于弹性状态,混凝土极小部分区域超出压应力极限,钢管与混凝土粘接良好。非线性有限元分析结果揭示了柱节点在低周往复荷载作用下的滞回耗能能力和破坏特征,指出了柱节点承载的薄弱位置,给出了柱节点的极限承载力。结果表明,足尺试验与数值计算相结合的方法可以全面揭示柱节点的受力特性及抗震性能。     

钢管混凝土柱与型钢梁装配式节点抗震试验

为了研究一种新型钢管混凝土柱与型钢梁装配式节点的抗震性能,对不同参数的节点进行低周往复循环加载试验.节点均经历弹性、塑性和极限破坏三个阶段,且为环板与钢梁翼缘的连接处破坏.对比分析表明：节点的轴压比越大,承载力越低;环板越宽,承载力越高;方形环板比圆形环板承载力更高;垫板对节点试件的承载力有提高作用.钢管混凝土柱与型钢梁装配式节点设计合理、传力明确、承载力高、构造简单、施工方便,是一种值得推广的组合装配式节点形式.     

型钢混凝土边框内藏开洞钢板组合剪力墙抗震性能

为研究型钢混凝土边框-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,进行了5个不同设计参数、不同构造措施剪力墙试件抗震性能比较试验研究.各试件的剪跨比均为1.5,采用低周反复荷载加载.基于试验,对比分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回耗能和破坏特征等.研究表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙承载力高、延性好、刚度退化慢、耗能能力强;适当的内藏钢板厚度可改善型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的抗震性能;内藏钢板厚度相同时,设拉结钢筋试件的抗震性能优于焊接栓钉的试件.基于试验提出了型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测值接近.     

带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙抗震分析

为了分析带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙的抗震性能,采用ABAQUS有限元分析软件,在低周往复荷载下,对4个不同设计参数的试件进行了破坏特征、滞回特性、耗能能力、承载力、延性、强度退化及刚度退化的研究,得出各试件应力云图、骨架曲线和滞回曲线,计算出承载力和位移延性比.结果表明,该组合剪力墙的承载力较高,刚度较大,耗能能力强,延性较大,抗震性能良好;随着钢板数量的增加,结构的承载力、耗能能力均提高,但延性下降,外包混凝土能大大提高结构的承载力和耗能能力.     

装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱试验研究

为了研究装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱的抗震性能,设计2根装配式连接柱与2根现浇柱足尺模型并进行了低周反复试验,对装配式连接柱与现浇柱的破坏机理、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、变形、耗能能力和延性进行了分析;研究了轴压比、钢板箍对装配式连接柱抗震性能的影响.试验表明装配式连接柱的破坏机理与形态和现浇柱有较大的区别,塑性铰区的发展方向完全相反;轴压比是装配式连接柱的延性系数主要影响因素之一,轴压比越小延性系数越大,反之亦然;钢板箍在高轴压比的情况下,更能提高柱子的抗震效果.     

内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土框架结构的静力弹塑性分析

目的研究内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土柱-工字型钢梁框架结构的工作特点和抗震性能及不同材料配置量对结构抗震性能的影响．方法使用OpenSees软件,对一个8层内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土柱一工字型钢梁的框架结构建立标准模型,进行Pushover分析．结果不同参数对组合柱的承载力、刚度、延性均产生影响,并且由于约束作用的存在改变了夹层混凝土和核心混凝土的本构关系,间接影响了组合柱的抗震性能．将Pushover分析中能力谱法得出的性能点反带入能力谱求出其所对应的目标位移为140mm,满足规范的限值要求．结论设计时应根据需要改变梁柱刚度比的最小值及其性能,达到在合理塑性破坏形式的前提下,使组合柱更多的参与结构抗震,以提高结构的抗震能力．     

钢板-纤维增强混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为改善小跨高比钢筋混凝土连梁的抗震性能,考虑基体材料与钢板的影响。本文提出新型钢板-纤维增强混凝土组合双连梁,并对普通混凝土双连梁、内置钢板-混凝土组合双连梁和钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件进行了低周反复加载试验,对双连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等进行研究。结果表明：除了普通混凝土双连梁试件发生剪切破坏之外,内置钢板-混凝土组合双连梁试件发生弯剪破坏,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件发生延性较好的弯曲破坏;加入钢板后的钢板-组合双连梁试件在峰值点处的承载力相对普通混凝土双连梁提高将近1.56倍,与钢板-纤维增强混凝土试件峰值点处承载力相差不大,表明钢板的内置可以改善双连梁开缝引起的内力损伤,纤维的加入对组合双连梁承载力提高影响不大。在破坏点处,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件的累积耗能分别是普通混凝土双连梁、内置钢板-混凝土组合双连梁试件的5.26和2.2倍,表现出较好的承载能力、变形能力和耗能能力。直到试件到达最终破坏时,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁表面混凝土仍然保持完整,从而可以达到减小甚至避免了混凝土开裂破坏,减少震后修复费用,为组合双连梁的实际应用提供一定的理论基础。     

半装配式再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验

为研究半装配式单排配筋混凝土剪力墙结构的抗震性能以及再生混凝土在预制剪力墙中的应用效果,设计了4个不同轴压比下工字形半装配式单排配筋普通混凝土和再生混凝土剪力墙试件,试件由底部带预留孔的上层预制剪力墙、带墩头竖向分布钢筋的基础梁、二者之间的坐浆层以及纵横墙交接处的现浇暗柱组成,基础梁顶部伸出的单排竖向墩头钢筋伸入上层预制墙体底部的预留孔中,采用灌浆锚固的方法连接,并进行了低周反复荷载试验,分析了各个试件的破坏特征、承载力、刚度以及耗能等.结果表明:在水平荷载作用下,预制剪力墙与基础梁之间的连接部位出现水平通缝并产生较小滑移,墙身分布着X形交叉斜裂缝;随着轴压比的增大,试件的承载力提高,但延性较差;再生混凝土试件的破坏形态和受力性能与普通混凝土试件相近,再生混凝土可用于工厂预制的结构构件中;半装配式单排配筋混凝土剪力墙构造简单、施工方便,且抗震性能良好,可用于低多层剪力墙结构中.