方钢管混凝土穿芯螺栓-端板节点抗震性能试验研究

对3个穿芯螺栓-端板连接节点试件进行了伪静力试验研究,研究了轴压比分别为0.20、0.25、0.30时节点的滞回性能、强度及刚度退化、延性性能、耗能性能及破坏特征.试验结果表明,试件的层间位移延性系数为2.38~2.45,弹性及弹塑性层间位移角分别为0.0140~0.0158 rad、0.341~0.0377 rad,能量耗散系数为2.567~3.820.节点试件均为梁端形成塑性铰而破坏,节点具有很好的强度、刚度、延性及耗能能力,满足现行抗震规范GB50011-2001的要求.提出了相关的设计及研究建议.     

矩管混凝土柱-SRC梁型钢贯通节点抗震性能试验研究

提出一种适用于快速施工的新型矩管混凝土柱-SRC梁型钢贯通节点形式。参考实际两种建筑规格,设计4个节点试件,基于拟静力荷载试验,探讨节点试件抗震性能,分析各试件的破坏现象、滞回性能、刚度、延性及耗能能力等抗震性能。结果表明：节点的破坏形态为梁端混凝土压坏,型钢翼缘屈曲,形成塑性铰;试件的滞回曲线相对饱满,刚度退化明显,延性系数在2.33~3.8之间,等效黏滞阻尼系数在0.283~0.4之间。与已有节点对比,新型节点刚度大,同时避免了核心混凝土浇筑困难的问题。     

反复荷载下装配整体式梁板节点延性分析

为研究装配整体式梁板节点的延性性能,分别对2个预制梁板节点和2个现浇梁板节点进行竖向低周反复荷载试验,观察节点的破坏过程和破坏形态,对比分析节点的延性性能、刚度退化规律.试验结果表明:预制梁板节点和现浇梁板节点的破坏形态均为弯曲破坏,两类节点延性系数基本相同并且都大于3,说明各节点延性性能均较好;按照等强度设计的装配整体式梁板节点满足受力要求,表现出良好的延性性能;利用ABAQUS有限元分析软件建立模型对试件进行模拟分析,有限元模拟结果与试验结果接近,验证了试验方法和有限元模型的有效性.     

节点域厚度对普通梁柱节点延性性能影响的研究

探讨了节点域厚度对普通梁柱节点延性性能的影响。利用大型有限元分析软件ABAQUS对普通型梁节点(normal beam joint,NBJ)进行低周往复加载下的模拟试验。通过对滞回曲线及延性系数的分析,讨论节点域厚度对其节点延性性能的影响。经过对比分析得出节点域越薄,其节点的塑性变形能力越强,延性性能越好的结论。     

装配式套筒连接CFST柱-RC梁节点抗震性能

结合装配式节点和钢管混凝土(CFST)柱-钢筋混凝土(RC)梁节点各自优点,提出新型装配式套筒连接CFST柱-RC梁节点.为探讨该类节点抗震性能,对8个足尺劲性装配式套筒连接CFST柱-RC梁节点进行了低周往复荷载试验研究,考察了柱轴压比、梁柱连接角度(45°、90°)、梁柱位置(中间节点、边节点)对该类节点抗震性能的影响,对节点破坏形态、失效机制、滞回性能、骨架曲线、位移延性和耗能能力进行分析.采用ABAQUS程序建立节点的精细有限元模型,验证了其正确性.研究表明:该类节点具有"强钢管混凝土柱-弱钢筋混凝土梁"、"强节点-弱构件"的理想失效机制和较高承载力,试件加载至3~4.5倍屈服位移时因套筒位置附近纵筋拉断而破坏;节点耗能能力较强,变形能力较好,45°节点的平均位移延性系数3,90°节点的平均位移延性系数4.     

异形钢管混凝土组合柱-钢梁顶底角钢连接节点抗震性能研究

为研究异形钢管混凝土组合柱-钢梁顶底角钢连接节点的抗震性能,对节点试件进行低周往复荷载试验及ANSYS非线性有限元分析.结果表明:破坏源于节点区钢梁翼缘屈曲,顶底角钢屈服形成塑性铰,节点产生大转动变形;各试件滞回曲线较为饱满,呈倒“S”形,延性系数均大于2.55,节点具有较好的耗能能力;角钢厚度、高强螺栓直径对节点承载力和变形能力影响显著,增大角钢厚度及高强螺栓直径,节点延性系数略有降低,但极限承载力明显提高;有限元节点应力分布及破坏特征与试验现象基本一致,屈服承载力、极限承载力有限元计算值与试验值吻合较好;轴压比对节点抗震性能影响较小,相较于螺栓性能等级,钢材强度等级对节点刚度及承载力影响更为显著.     

工业化混凝土框架SPC节点抗震性能试验

为研究新型工业化型钢连接混凝土梁柱节点（简称SPC节点）的抗震性能和破坏机理,分别设计制作了一榀SPC中节点及对应的现浇节点,进行了低周往复加载试验。观察了试验现象和破坏特征,对比了节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、能量耗散指标、强度和刚度循环退化系数、核心区剪切变形、弯矩转角曲线、纵筋应变、型钢应变、节点箍筋应变等。研究表明:相对于现浇节点,SPC节点裂缝数量相当,但其型钢削弱RBS段有效控制了混凝土裂缝宽度;SPC节点的等效屈服荷载略高于现浇节点,但峰值荷载和延性系数得到显著增大;SPC节点的能量耗散系数随位移增加而快速持续增长,强震耗能的优势显著;SPC节点的循环加载强度和刚度退化相比现浇节点更小,具有更稳定的抗震性能。此外,SPC节点的核心区剪切刚度、梁端弯矩承载力和转动能力,均优于现浇节点。最后,文中提出了节点设计建议以供参考。     

新型梁柱拼接外套筒式节点抗震性能研究

为解决传统方钢管柱-H型钢梁连接节点焊缝量较大、装配不便和抗震性能较差等问题,提出了一种新型梁柱拼接外套筒式节点.通过足尺寸拟静力试验和ABAQUS有限元模拟,考察了节点的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线和耗能性能等,并分析了轴压比、角钢及加劲肋板厚、外套筒板厚3个参数对其抗震性能的影响.结果表明:该节点在循环加载后期梁端出现了塑性铰,符合"强柱弱梁,强节点弱杆件"的设计原则;节点滞回曲线较为饱满,延性系数达到9.06,耗能系数为0.264～0.328,新型节点抗震性能良好;角钢及加劲肋板厚是影响节点抗震性能的重要因素,在12 mm厚度时得到最优线位移延性系数为11.24.     

反复荷载作用下型钢混凝土异形柱框架边节点力学性能试验研究

通过对9个型钢混凝土(SRC)异形柱框架边节点进行低周反复加载试验,观察了不同配钢形式、不同轴压比条件下SRC异形柱框架边节点的受力过程及破坏形态,得出了SRC异形柱框架边节点的荷载一位移滞回曲线和骨架曲线.根据试验结果,分析了节点承载力、延性、耗能以及刚度退化等性能.研究表明,SRC异形柱框架边节点的滞回曲线比较饱满,承载力高,耗能能力强,位移延性系数平均值可达到3.60,具有较好的抗震性能.     

碳纤维布加固梁柱节点试验研究

通过 4个足尺的梁柱节点 (其中 2个用碳纤维加固 )在低周反复荷载作用下的试验研究 ,比较分析了用碳纤维布加固钢筋混凝土梁柱节点的破坏形态、承载能力、滞回曲线和延性系数等。试验结果表明 ,碳纤维布加固节点可以显著提高节点的抗震性能     

新型3D板墙体抗震性能试验研究

为了解新型3D板墙体构件的抗震性能及其影响因素,通过对3片新型3D板墙体进行低周反复加载试验,获得试件的破坏特征、承载力、荷载—位移滞回曲线以及荷载—应变曲线等,研究该类墙体的承载能力、变形性能和耗能能力。试验结果表明：新型3D板墙体结构受力性能良好,整体性较强,具有良好的延性性能和耗能能力。高宽比和墙端构造对墙体的抗震性能具有较大影响。高宽比较大时,地震作用时墙体趋于发生弯曲破坏,对提高结构延性,增强结构耗能能力,改善结构抗震性能具有重要作用。通过采取墙端构造措施,可以有效提高墙体整体刚度、承载能力、延性和耗能能力,有利于结构抗震,但对延缓墙体裂缝出现作用不大。     

承压状态下网状箍筋约束PC管桩抗震性能试验

与普通混凝土桩相比,预应力混凝土管桩(PC管桩)抗震性能差,为改善其性能提出一种新型网状箍筋约束的PC管桩.通过对2组共4根PC管桩试件在不同轴压比下的拟静力试验,研究配筋形式、轴压比对其抗震性能的影响,其中一组为新型网状箍筋约束另一组为普通螺旋配箍,各组轴压比分别为0.3、0.5.详细记录试验破坏过程,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力,刚度退化曲线和耗能能力等.试验结果表明:各试件均产生受弯破坏,延性系数在2.99～3.96之间;网状箍筋约束试件耗能能力强,其滞回环较螺旋配箍试件饱满;试件承载力、延性以及耗能能力受轴压比影响较大,轴压比越大,承载力越大,延性及耗能能力越差.给出了网状箍筋约束PC管桩正截面承载力计算公式,同时,对高轴压比作用下预应力混凝土管桩正截面抗弯承载力公式提出了修改建议.     

开孔Q460高强钢板在低周疲劳加载下的力学性能试验研究

为探讨单调拉伸及低周疲劳荷载下开孔Q460高强钢板的力学性能,对33个开孔材性试件进行试验测试,通过分析试件的应力–应变曲线、骨架曲线和耗能能力对比图,探讨了试件设计尺寸、开孔数量及加载模式等因素对开孔材性试件的强度、刚度、延性和耗能能力等力学性能的影响规律.在此基础上,使用ANSYS有限元分析软件建立了疲劳加载作用下...     

钢管再生混凝土柱在低周反复荷载作用下的试验研究

根据3个钢管再生混凝土压弯构件在水平低周反复荷载作用下的试验,考察了含钢率、轴压比两个参数变化对构件受力性能的影响,并对构件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线进行了分析,研究构件的延性和耗能能力。研究结果表明,钢管再生混凝土试件含钢率越大,试件延性越好;轴压比越小,其延性越好。钢管再生混凝土柱在合理的含钢率和轴压比下有良好的承载能力、延性指标和耗能能力。     

型钢再生混凝土高轴压比柱抗震性能试验

为研究3种不同再生粗骨料取代率的足尺型钢再生混凝土柱试件在高轴压比及较低轴压比下的抗震性能差异,本文通过40 000 k N多功能试验机对4个柱试件进行了低周反复荷载试验.观察分析各试件的受力性能及破坏特征,得到不同设计变量对试件的水平承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能、变形及刚度等的影响规律.结果表明:4个柱试件的最终破坏形态均为弯剪破坏;各试件滞回曲线较饱满,试件耗能性能较好;再生粗骨料取代率增大,会使试件的变形能力有所降低,但对试件水平承载力及刚度退化影响不大;轴压比增大,试件的水平承载力、刚度及耗能性能提高,但承载力下降加快,刚度退化加剧,延性降低.总体来看,型钢再生混凝土柱在高轴压比下仍然能保持较好的抗震性能,可为后续的理论研究及实际工程应用提供依据.     

重复荷载作用下开孔波形板连接件滞回性能的试验研究

开孔波形板连接件是一种新型剪力连接件,通过对6个开孔波形板连接件试件在重复荷载作用下的滞回性能试验,研究了开孔波形板波高、孔径、贯通钢筋直径对波形板连接件滞回性能的影响。结果表明,开孔波形板连接件较传统连接件而言,滞回曲线饱满,耗能能力强。随着波高的增大,滞回环更加饱满,耗能能力更强,且曲线下降平缓,延性得到提高;当孔径增大时,试件的延性和耗能能力同样得到一定的提高;随着贯通钢筋直径增大,试件初始弹性刚度增大,滞回环更为饱满,且具有明显的平缓下降段,延性和耗能能力增强。     

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.     

Cyclic Shear Tests on Key Connection Joints of Modularized Constructions

模块化建筑关键连接节点抗剪滞回性能试验研究

陈德珅^1,2, 金晓飞³, 王化杰¹, 钱宏亮¹, 常得赐⁴, 范峰⁴

(1.哈尔滨工业大学（威海） 土木工程系, 山东 威海264209;

2. 天元建设集团有限公司,山东 临沂 276002;

3.中建一局集团公司总承包公司,北京 100161;

4. 哈尔滨工业大学 土木工程学院,哈尔滨 150090)

摘要：

模块化建筑是一种绿色环保、性能优良的新型装配式建筑体系,其节点抗震性能的研究比较欠缺。本文针对高层装配式模块化建筑体系,设计一种新型装配式连接节点,完成了三个足尺节点拟静力试验,分析并获得了节点面内、面外的滞回性能、延性及耗能能力等抗震性能关键指标。研究结果表明,长轴向和短轴向面内抗剪拟静力试验滞回曲线较为饱满,延性系数分别为4.54和4.98,能量耗散系数分别为1.83和1.43,节点在平面内具有良好的耗能能力和延性;试件发生屈服破坏的位置主要在柱与短梁连接部位及柱与端板连接的部位。本研究可为相关装配式模块化建筑的抗震设计和工程应用提供技术参考。

关键词：模块化建筑;装配式节点;抗剪滞回试验;抗震性能

     

方钢管混凝土柱与U形钢组合梁分离式内隔板节点抗震性能试验研究

为研究方钢管混凝土柱与U形钢组合梁分离式内隔板节点的抗震性能,对4个节点试件进行低周反复加载试验,试验参数为内隔板形式和梁柱交界面处有无加强连接。分析各试件的破坏模式、滞回性能、延性、耗能等指标,并给出加劲板的设计建议。结果表明：4个节点试件的破坏模式均为梁端受弯破坏,滞回曲线呈反S形、有明显的捏缩现象;试件的位移延性系数μ为2.3~3.1,弹性层间位移角θ_y为1/68~1/53,弹塑性层间位移角θ_u为1/28~1/19,等效黏滞阻尼系数ζ_eq为0.12~0.16,变形能力较好,并具备一定耗能能力;改变内隔板形式对试件的承载能力影响较小,但相较于传统内隔板节点试件,分离式内隔板弱轴节点试件的耗能能力有所降低;加强梁柱交界面处的连接可减缓刚度退化速度、显著提高节点的承载能力和耗能能力。