基于等效斜压杆机理RC框架变梁中节点参数分析

在已有试验研究的基础上,重点分析变梁中节点的破坏特点,结合该类非常规节点左右梁高不等的特性,提出决定变梁中节点破坏模式的等效斜压杆机理:节点区剪力由等效斜压杆机构承担,核心区混凝土达到极限抗压强度是等效斜压杆机构失效的标志。基于等效斜压杆机理,分析大小梁高差变化、混凝土强度等级等因素对变梁中节点抗剪性能的影响。结果表明:大小梁高差是影响变梁中节点受力性能的一个决定性因素,大小梁高差与柱验算截面高度比值为0.9时,变梁中节点抗剪强度达到最大,当大小梁高差大于一倍柱验算截面高度后建议按中间层边节点进行分析;提高混凝土强度等级可以有效提高变梁中节点抗剪强度,但当混凝土强度超过50MPa后该类非常规节点抗剪强度增加有限。     

钢筋混凝土框架变梁中节点受力性能分析

为了研究钢筋混凝土框架变梁中节点在地震荷载作用下的受力性能及变形特点,通过10个梁高不等的钢筋混凝土框架中节点试件在低周反复荷载作用下的试验,重点分析该类中节点试件的破坏特点和层间变形能力。研究结果表明:变梁中节点通裂荷载与极限荷载接近,外荷载作用下各试件均发生了核心区剪切破坏,该类节点抗震性能较差,不能满足刚性节点设计的要求。进一步的层间变形能力分析表明,变梁中节点可以较好地满足弹性阶段的变形要求,以通裂阶段作为极限状态控制设计时不能满足弹塑性阶段的变形要求,故在节点核心区抗震验算时建议核心区抗剪强度乘以一个小于1的安全储备系数以确保整体结构的安全。     

基于MCFT理论的RC框架节点受剪性能研究

根据10个梁高不等的钢筋混凝土框架中节点试件在低周反复荷载作用下的试验结果,重点分析该类框架节点的破坏过程和破坏特点。在试验研究的基础上,建立框架节点等效核心区在剪、压复合作用下的计算模型,应用改进斜压场理论(MCFT)对等效核心区进行受力分析,并通过国内外83个无扭矩作用框架节点试件(包括常规中节点、边节点、变梁中节点等)峰值剪应力的试验结果与该模型计算得到的理论结果进行对比,二者吻合良好。     

低周反复荷载下型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁异形节点破坏机理及受力性能研究

型钢混凝土框架-混凝土分散剪力墙火电厂主厂房结构体系中存在着大量钢骨混凝土柱-钢筋混凝土梁异形节点,该类节点属于变柱、左右梁高不等且存在错层的异形节点,通过低周反复加载试验研究该类节点的破坏机理和受力性能。研究结果表明:该类节点破坏过程均经历了初裂、通裂、极限、破坏4个特征阶段,最终均发生柱端塑性铰破坏。在强震作用下,型钢混凝土结构相对于普通钢筋混凝土结构构件具有良好的后期变形和承载能力。该类异形节点的受力机理可以通过斜压杆模型与钢桁架模型解释。     

钢筋混凝土框架变梁中节点抗震性能试验研究

完成了10个1/3缩尺钢筋混凝土框架变梁中节点试件的低周反复荷载试验,分析了变梁中节点的破坏形态、刚度退化和滞回耗能等力学性能,研究了梁柱尺寸变化、轴压比、配箍率等参数对该类节点抗震性能的影响。研究结果表明：变梁中节点初裂出现在小梁与上柱组成的小核心区,最终破坏区域主要发生在大梁与下柱组成的大核心区;变梁中节点通裂荷载与极限荷载比较接近,变梁中节点大、小梁端滞回曲线差别显著,大梁滞回曲线呈反S形,小梁滞回曲线呈较为饱满的弓形,小梁截面尺寸变化对试件的抗震性能影响显著;变梁中节点的强度衰减、刚度退化明显,耗能能力较差,按常规节点设计构造的变梁中节点不能满足刚性节点的要求。     

钢筋混凝土框架变梁中节点特性分析

根据10个梁高不等钢筋混凝土框架中节点试件在低周反复荷载作用下的试验结果,分析变梁中节点的破坏过程和破坏特点,重点研究左右梁高差对该类非常规节点抗震性能的影响。结果表明:左右梁高差变化对变梁中节点抗震性能影响显著,随着左右梁高差增大,梁柱组合体的剪力逐渐增大至峰值后不断降低;当左右梁高差大于1倍柱验算截面高度时,组合体宜按中间层边节点分析。在试验研究的基础上,根据节点区左、右梁高差变化与框架柱截面高度的相对关系,将钢筋混凝土框架变梁中节点划分为两类,并提出计算两类变梁节点特性的建议公式。     

大型火力发电厂钢筋混凝土框架异型边节点抗震性能及设计方法研究

针对火力发电厂主厂房中存在高梁变截面柱构成的异型边节点,进行4个异型边节点静力试验及含有空间异型边节点整体结构的拟动力试验,分析了直交梁、上下柱变截面、节点区箍筋等对该类节点破坏模式的影响。研究结果表明该类节点初裂荷载、极限荷载较常规节点显著降低,通裂阶段与极限阶段非常接近,易发生小核心剪切破坏和直交梁以下区域剪切破坏等两种破坏模式。采用约束机理对小核芯剪切破坏进行分析并提出承载力计算方法;对于直交梁以下区域剪切破坏应采用限制大梁底部纵向钢筋的方法予以避免。     

固角软化桁架模型在RC框架变梁中节点受剪分析的应用研究

固角软化桁架模型是在转角桁架模型基础上发展起来的一种新模型,主要适用于软化桁架模型中旋转角α在45°±12°范围之外变化的结构混凝土的受剪分析。该文在以往试验研究基础上,建立考虑左右梁高不等特性的中节点等效核心区在剪、压复合作用下的计算模型,应用固角软化桁架模型对10个钢筋混凝土变梁中节点试件进行受剪分析。结果表明:基于固角软化桁架模型计算得到的节点剪应力-剪切变形曲线与试验结果吻合较好,与现行规范给出的半经验半理论的受剪承载力计算公式相比,固角软化桁架模型有明确的力学计算模型,可为钢筋混凝土框架节点的受剪设计提供参考。     

再生混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究

通过3个再生混凝土框架梁柱中节点试件在低周反复荷载下的加载试验，对其破坏形态、滞回性能、延性特征、刚度退化等进行了研究，为再生混凝土结构的工程应用提供试验依据和理论基础。研究结果表明：再生混凝土节点受力和破坏过程可分为初裂阶段、通裂阶段、极限阶段、破坏阶段；节点核心区剪切破坏时，混凝土多沿再生骨料新老砂浆界面呈酥松状破坏，表现出明显脆性性质；增加箍筋数量，可以提高节点核心区的受剪承载力；在核心区发生剪切破坏前，梁根部纵筋能够充分发挥变形能力，滞回曲线较为丰满；施加轴向压力，可延缓节点裂缝的开展，抑制梁纵筋黏结滑移，有助于提高试件的抗震性能；再生混凝土试件具有一定的延性和耗能能力，通过合理的设计可以用在抗震设防地区。     

钢结构仿古建筑双梁柱中节点的受力机理

为研究钢结构仿古建筑双梁柱中节点的抗震性能,对4个全焊双梁柱中节点进行了水平低周反复加载试验。通过观测试件在侧向力作用下的受力过程和破坏形态,分析双梁柱中节点的受力机理。根据梁截面形式的不同,将其分为箱型截面梁与工字型截面梁2类,依据仿古建筑独特的构造特点,将各试件节点核心区划分为上、中、下3个区域。通过量测各区域内的应变大小,分析该类结构节点核心区在侧向力作用下的受理机理及破坏模式,并建立双梁柱节点的斜压杆受力模型。试验结果表明:仿古建筑双梁柱节点的破坏形式主要为沿下核心区对角线的剪切破坏,并通过理论计算分析提出一种考虑轴压比与梁截面形式的双梁柱中节点抗剪承载力修正公式。     

剪压比影响下配置HRB500E钢筋梁柱节点试验研究

由于高性能钢筋(HRB500E)具有良好的延性性能和抗震性能,本文拟对配置HRB500E钢筋混凝土梁柱中间节点的抗震性能进行相关研究。通过对3个梁柱中间节点足尺试件进行拟静力加载试验,研究剪压比对梁柱中间节点破坏模式、滞回特征和延性性能的影响。试验结果表明,配置HRB500E钢筋混凝土梁柱中间节点具有良好的抗震性能。随着剪压比的增加,试件的破坏模式发生转变,即由梁端弯曲破坏变为节点核心区剪切破坏;试件的滞回曲线所包围的面积明显增加,并且在加载后期时,试件滞回环的峰值荷载退化变快。同时,随着剪压比的增大,试件的梁屈服荷载和最大荷载显著增大;试件的梁屈服位移也逐渐增大,而屈服位移的增大引起了梁柱中间节点延性系数的减小。     

基于MCFT的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算方法

根据低周反复荷载作用下不同轴压比的4个不同核心区配箍率高强轻骨料混凝土框架中节点抗震性能试验结果,主要研究了该类构件的破坏特征以及受剪性能。在试验研究基础上,结合高强轻骨料混凝土破坏特性,选取合适的节点受剪核心区,修正骨料粒径计算参数,建立了基于修正压力场理论(MCFT)的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算模型,同时收集13个轻骨料混凝土框架中节点试验结果,应用该模型计算了包含17组该类构件的受剪承载力,并将理论值与试验值进行比较分析。结果表明:该类构架的破坏特征与普通混凝土中节点破坏特征类似,均经历了初裂、通裂、极限和破坏4个典型破坏阶段,且试验结果与应用基于修正压力场理论的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算模型计算结果之比的均值为0.907,方差为0.008,两者吻合较好,验证了模型的准确性与合理性,该模型可以应用于该类构件的极限受剪承载力计算,同时该理论有明确的力学理论和计算过程,可以较为清楚地反映构件初裂、通裂、极限阶段的受力过程。     

钢筋混凝土分体柱框架梁柱中节点抗震性能的研究

本文通过对较高轴压比和低周反复荷载下的3个钢筋混凝土分体柱框架梁柱中节点和1个对比整截面柱框架梁柱中节点试件的试验研究,分析了节点核芯区的开裂荷载、最大承载能力、破坏形态及其滞回特性等抗震性能;研究了节点上下层柱的分体形式和分体柱过渡区的设置对节点核芯区抗震性能的影响;并给出了分体柱框架梁柱节点的设计建议。     

铝合金板式节点平面外受弯滞回性能试验研究

为研究节点板厚度、节点板材质、是否设置抗剪键以及加载模式对铝合金板式节点滞回性能的影响,完成了4组共计8个试件平面外受弯的拟静力试验,对其变形特征、破坏模式、承载能力、延性以及耗能能力等进行了分析。结果表明：板式节点在平面外往复弯矩作用下的受力过程可以分为5个阶段,即弹性阶段、螺栓滑移阶段、孔壁承压阶段、承载力退化阶段和破坏阶段;通过破坏后试件的形态特征可归纳出节点的两种破坏模式分别为杆件破坏和节点板块状拉剪破坏,且破坏模式与节点板厚度和杆件翼缘厚度密切相关;由于螺栓滑移的影响,节点的滞回曲线不够饱满;综合对比试件的骨架曲线、位移延性系数和能量耗散系数,节点板较厚的铝合金板式节点具有更好的承载能力、变形能力和耗能能力。     

广府古建筑木结构箍头榫节点抗震性能研究

为研究广府古建筑木结构中广泛采用的箍头榫节点的抗震性能，以梁截面高度、柱直径、梁榫宽和柱顶轴压力为研究参数，设计制作了8个缩尺节点试件进行低周反复荷载试验，得到了不同研究参数下箍头榫节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力退化、刚度退化及能量耗散能力等。研究表明：各箍头榫节点试件转角达到0.1rad时，仍可维持稳定的承载状态，其承载力退化不明显，具有较好的承载性能以及良好的延性。试件的破坏形态包括柱内侧梁榫顶部(或底部)顺纹拉裂破坏、柱外侧梁榫竖向劈裂破坏和水平劈裂破坏；各节点的弯矩-转角滞回曲线均呈反Z形，且有明显的“捏缩”现象；在试验设计参数范围内，节点的转动刚度、极限弯矩和耗能能力均随着梁截面高度和柱直径的增大而增大，并随着梁榫宽的增大呈现出先增大后减小的趋势，一定范围内改变柱顶轴压力对试件抗震性能影响不大。采用有限元软件ABAQUS建立了箍头榫节点模型，并与试验进行了对比验证，结果表明该模型可较好地模拟反复荷载作用下的节点滞回性能。通过参数分析进一步研究了不同参数下箍头榫节点的弯矩-转角曲线，结果表明节点的屈服弯矩和极限弯矩基本与梁截面高度、柱直径大小呈线性正相关关系。     

折线隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点抗震性能试验研究

通过对折线加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点和基本型异型节点试件进行低周往复加载试验,研究了隔板折线加强构造对节点破坏形态、承载力、塑性转角、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能等的影响。试验结果表明：基本型异型节点在刚度较大、几何尺寸变化较大的大截面梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.028 rad;隔板折线加强异型节点的主要破坏模式为隔板折线加强区形成塑性铰及延性拉断、梁腹板焊接孔开裂及梁翼缘对接焊缝断裂,其塑性转角可达0.034~0.057 rad,承载力和耗能能力较基本型异型节点分别提高16.5%~47.0%和21.2%~144.0%;隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点中,大截面梁先于小截面梁破坏,柱壁板间焊缝未发生撕裂破坏,轻骨料混凝土未发生压碎、拉裂、剥离或滑移破坏,节点的抗震性能主要受钢梁和隔板间焊缝破坏（而非轻骨料混凝土）的影响。     

火电厂主厂房型钢混凝土混合结构异型中节点抗震性能试验研究

火电厂主厂房型钢混凝土混合结构中存在由于错层、变梁变柱截面引起的异型中节点,选取5个代表性节点进行1∶5缩尺拟静力试验,研究该类节点的滞回性能、耗能能力、延性、刚度退化以及承载能力。研究结果表明：受强梁弱柱特性的影响,4个型钢混凝土异型中节点主要发生不利于抗震的柱端塑性铰破坏,而钢筋混凝土异型中节点由于梁柱刚度比较大主要发生核心区剪切破坏;大小梁错层高度对型钢混凝土异型中节点的承载力、延性性能与刚度特性均有一定的影响,但规律并不明显;型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁异型中节点的耗能能力强于钢筋混凝土异型中节点,但受破坏模式的影响,其承载能力、延性与刚度等均低于钢筋混凝土异型中节点;相比采用钢筋混凝土梁的型钢混凝土异型中节点,采用型钢混凝土梁的型钢混凝土异型中节点的开裂荷载高,初始刚度较大,但承载力、延性与耗能能力并未得到明显提高。