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。     

型钢混凝土梁-角钢混凝土柱节点抗剪力学性能非线性分析

从配置型钢锚脚的型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱节点数值模拟结果出发,对比研究了型钢混凝土梁-钢筋混凝土柱节点、型钢混凝土梁柱节点及型钢混凝土梁-角钢混凝土柱节点的破坏模式和抗剪性能,然后对型钢混凝土梁-角钢混凝土柱节点进行参数分析,考察了轴压比n0、型钢腹板厚度tw、角钢配钢率ρa、节点钢板箍配箍率ρv及混凝土强度fc对此类节点受剪性能的影响,并基于大量参数分析和统计结果给出了型钢混凝土梁-角钢混凝土柱节点抗剪承载力计算建议,其结果可供相关工程实践参考。     

双肢型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及数值模拟

通过一榀双肢实腹式型钢混凝土短肢剪力墙模型试件的低周反复荷载试验,揭示该类双肢墙的破坏机制及抗震性能.试验结果表明:试件从型钢混凝土连梁屈服形成塑性铰,再到墙肢屈服发生破坏;试件延性系数、等效黏滞阻尼系数分别为3.58和0.191,表明该类双肢墙结构的破坏表现为强墙肢弱连梁型,具有较好的抗震性能.考虑到连梁破坏时只有少许黏结裂缝,兼顾双肢墙结构计算效率,有限元建模时不考虑型钢界面黏结滑移影响,计算结果可满足工程要求.采用型钢混凝土梁连接的型钢混凝土短肢剪力墙抗震性能要优于钢筋混凝土梁.     

强梁弱柱型钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

以柱梁强度比为控制指标,设计了5个强梁弱柱型方钢管混凝土柱-H型钢梁节点,对其进行低周反复荷载试验,考察轴压比、含钢率及节点形式对该类节点抗震性能的影响.结果 表明:各试件均在柱端出现塑性铰,极限柱转角均值介于1/34～1/18之间,抗倒塌能力强;边柱节点易发生焊缝破坏,中柱节点的抗震性能优于边柱节点;含钢率越大,轴压...     

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。     

L型打孔型钢异形柱节点试验研究

试验按1∶1制作了3个L型异形柱框架节点,其中包括1个普通钢筋混凝土异形柱节点,1个增配肢端钢片式空腹桁架式型钢异形柱节点,1个增配打孔肢端钢片式空腹桁架式型钢异形柱节点。基于3个L形混凝土异形柱框架节点在低周反复荷载作用下的拟静力试验,分析研究各异形柱框架节点的裂缝开展、破坏形态、节点核心区的抗剪承载能力、滞回特性等抗震性能。试验表明:与普通的混凝土试件相比增配型钢的试件的破坏荷载和位移都大幅增大;滞回曲线更加饱满,且总体来说型钢打孔与否影响不大;节点区内柱和梁纵筋的应变减少很多,且打孔型钢减少的更多。总体来说,打孔型钢的短筋增加了与混凝土的相互作用,增加的节点的整体性能。     

高性能混凝土异型柱边框架抗震性能试验研究

本文在两榀不等跨异型柱边框架中,采用了掺加粉煤灰的大流动性高性能混凝土,并以变化异型柱柱肢宽厚比的方式获得不同的抗侧刚度。在低周反复荷载试验研究与对比分析基础上,得出了不同水平抗侧刚度的高性能混凝土异型柱边框架结构的水平承载能力、变形与耗能等抗震性能。研究表明:大流动性外掺粉煤灰的高性能混凝土异型柱边框架属于典型的“强柱弱梁”式结构,随着异型柱柱肢宽厚比的增加,异型柱框架结构水平抗侧刚度提高,高性能混凝土异型柱边框架的抗震性能明显改善,特别体现在屈服荷载点之后,框架结构的耗能能力有显著提高。本文的研究可供异型柱结构的抗震设计和高性能混凝土的推广作参考。     

配置钢骨的异形柱框架边节点抗震性能试验研究

框架节点处多数由于钢筋密集导致混凝土振捣不密实等结果,梁柱节点成为异形柱抗震的薄弱部位。本文通过拟静力试验对在节点核心区配置T型钢和槽型钢以及没有任何增强措施的3根异形柱边节点构件进行研究,对比分析这些构件如下的抗震性能:破坏特征、承载能力、滞回曲线及延性。研究结果表明:在节点核心区配置钢骨有助于提高节点的承载力、变形能力和延性性能,能够改善节点在强度及刚度等方面快速破坏的脆性方面的特征,有助于提高异形柱边节点的抗震能力。     

一种新型变梁截面异型节点抗震性能研究

为进一步优化变梁截面异型节点的抗震性能,设计制作了一个新型变梁截面异型节点,即PVA-ECC柱-钢筋混凝土梁异型节点,同时制作了一个普通钢筋混凝土变梁截面异型节点作对比,进行了拟静力试验。对比分析了二个试件在水平低周往复荷载作用下的承载能力、滞回曲线、刚度退化、耗能性能以及裂缝发展情况与破坏模式。试验结果表明:在相同配筋下,PVA-ECC柱-钢筋混凝土梁异型节点发生梁端塑性铰破坏,而普通变梁截面异型节点发生柱端塑性铰破坏。在全柱身使用PVA-ECC材料,可以在一定程度上提高变梁截面异型节点的承载力、延性、耗能能力,改善变梁截面异型节点的刚度退化现象,有效提高变梁截面异型节点的抗震性能。     

竖向荷载下钢筋混凝土斜柱-剪力墙局部转换节点承载力计算方法

根据三个钢筋混凝土斜柱“-”字形短肢剪力墙局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验研究成果,提出了竖向荷载作用下钢筋混凝土斜柱-短肢剪力墙斜柱局部转换节点的桁架模型,重点阐述了转换梁、短肢剪力墙以及方柱和斜柱承载力计算方法。     

梁柱抗震节点核心区内加设型钢芯柱的新构造措施

大量试验及事实表明,地震对建筑物的破坏大多集中在柱梁节点处.为确保柱梁节点处的抗震效果,在保证"强柱弱梁"基本理念的同时,尝试采用在核心区加设型钢芯柱代替核心区高强度混凝土,减少核心区钢筋密度,提高柱梁节点抗震性能,从而真正实现"强柱弱梁".     

型钢混凝土柱-混凝土梁混合节点抗震性能试验研究

为了研究强节点系数对型钢混凝土(SRC)柱-混凝土(RC)梁混合节点破坏形态的影响,对6个SRC柱-RC梁混合节点开展低周反复荷载试验。通过调整梁端纵筋配筋率和节点箍筋配置以构造不同的强节点系数,实现SRC柱-RC梁混合节点梁端弯曲破坏、梁端弯曲-节点剪切破坏和节点剪切破坏3种不同的破坏模式。在试验研究基础上,考察该类混合节点的滞回曲线、骨架曲线和各受力阶段变形特性。研究结果表明,强节点系数是控制SRC柱-RC梁混合节点破坏形态的重要参数,强节点系数小于1.1时,一般发生节点剪切破坏,应通过合理设计加以避免;由于柱型钢穿越节点核心区,增强了对核心区混凝土的约束,使得SRC柱-RC梁混合节点发生节点剪切破坏后的受力性能优于RC节点;通过对试验数据的分析,提出SRC柱-RC梁框架结构满足四个抗震性能水平的位移角限值。     

FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点研究现状与展望

为了解FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的研究现状,本文结合国内外学者对钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点和FRP管混凝土结构的静力性能、耐久性能和抗震性能等方面的研究进行了综述。从已有的研究可知,FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点在静力性能、抗震性能和连接方式的研究很少。因此,FRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的研究将带来一定的实际研究价值。     

装配整体式梁-柱边节点抗震试验研究

通过对装配整体式混凝土框架梁-柱边节点的低周反复荷载试验,研究其破坏形态和破坏机理,分析了构件受力的滞回曲线、骨架曲线、延性系数等抗震性能指标,并对节点安全性进行评判。试件满足＂强柱弱梁＂、＂强剪弱弯＂和＂强节点、强锚固＂的要求,具有良好的延性、整体性及耗能能力,抗震性能良好。试验为装配整体式钢筋混凝土框架结构体系的推广应用提供试验论证,促进装配整体式混凝土结构的发展。     

方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点抗震性能

为研究方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的抗震性能,利用有限元分析软件ABAQUS建立了该节点的有限元模型。通过对已有试验中的圆钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点抗震性能的模拟分析,验证了有限元计算结果的正确性,进而对方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的受力性能进行了数值模拟分析,研究了该节点在低周循环荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线及节点延性;同时考察了柱内型钢含钢率、柱轴压比和环梁配筋率对节点抗震性能的影响。结果表明:方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的滞回曲线饱满,具有良好的抗震性能;在节点核心区设置环梁后,节点试件的最终破坏模式为梁端形成塑性铰破坏,环梁对节点核心区保护作用明显,满足"强柱弱梁"及"强节点、弱构件"的抗震设计原则;随着柱内型钢含钢率及环梁配筋率的降低,节点试件的最大荷载、延性系数和抗震性能均有所降低,且强度退化加快;轴压比对节点抗震性能影响较大,当轴压比从0.31增加至0.63时,节点试件的延性系数从4.14降低至2.12,最大荷载降幅高达15.16%。     

钢管混凝土柱-环梁节点受力分析

为了了解钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点的受力性能,使用通用有限元软件对此种节点进行了静载和低周反复荷载作用下的非线性有限元分析。分析结果给出了节点裂缝发展情况、破坏形态、梁端弯矩转角滞回曲线。结果表明:钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点能够实现"强连接、弱构件"的抗震设计概念。基于分析结果对此节点设计提出以框架梁轴线为中心±25°环梁范围内箍筋加密的建议。     

CSRC柱型钢截断与锚固措施试验研究

进行了6个核心型钢混凝土柱试件的低周反复加载试验,研究了核心型钢在转换层的截断形式和核心型钢在底梁的锚固方式、沿核心型钢弱轴加载等构造措施对核心型钢混凝土柱抗震性能的影响。通过试验研究检验了不同构造措施对试件的破坏形态、强度、变形能力和滞回特性等抗震指标的影响。研究结果表明:本文采用的核心型钢柱中截断的构造措施合理,核心型钢通过底部端板和预埋螺栓与底梁连接的锚固形式基本可靠,沿核心型钢弱轴方向加载对核心型钢混凝土柱的抗震性能影响不明显。以上研究成果可以为工程实践提供参考。     

错层异型SRC中节点拟静力试验研究

对火力发电厂主厂房框排架结构中因工艺存在的错层型钢混凝土异型中节点进行了拟静力试验研究,得到了不同错层高度下的型钢混凝土异型节点的破坏形态特点、节点强度退化、骨架曲线及滞回曲线的特点,讨论了影响型钢混凝土异型中节点性能因素,包括错层的高度、加载方向等,并得出以下结论:随着错层高度的增加,异型节点破坏趋于边节点,节点中部由节点中间趋于短柱,异型节点强度增加,强度退化减慢;正向加载下的异型节点强度高于负向荷载下强度,错层高度的增加使滞回曲线不对称性增加;型钢混凝土梁使异型节点具有更好的抗震性能等。     

梁钢筋部分移置梁侧楼板的现浇混凝土框架抗震性能研究

汶川地震中损坏的楼板与梁整体现浇的钢筋混凝土框架结构几乎全部是"强梁弱柱"型破坏,这是由于多年来建筑设计中,框架梁的钢筋配置过多和抗震设计规范中规定的框架柱相对于框架梁的受弯强度放大系数偏小。2010年颁布实施的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)适当提高了该放大系数,但仍不能根本解决地震时柱先于梁破坏的问题。分析混凝土结构设计的全过程,发现"强梁弱柱"型破坏的主要原因,即该种结构的梁上部配置钢筋过多。对罕遇地震作用下减少梁上部钢筋的两个实际工程进行弹塑性时程计算,结果表明:减少梁上部钢筋可改善楼板与梁整体现浇混凝土框架结构的抗震性能,同时降低了造价,且方便施工。     

钢筋混凝土板柱边节点抗震性能试验研究

对3个配置抗冲切箍筋的钢筋混凝土板柱边节点进行低周反复荷载作用下的抗震试验研究,分析了板柱边节点的破坏过程和破坏形态,并对配置抗冲切箍筋的板柱边节点的抗震性能进行了评价。试验结果表明:配置抗冲切箍筋的板柱边节点可以达到中等延性水平,变形能力满足规范要求。配置抗冲切箍筋较配置拉筋的板柱节点抗震性能好,且加密抗冲切箍筋能较好地抑制板筋平面外屈曲。