高强混凝土十字形异形柱梁柱节点承载力分析

就节点区采用普通混凝土的十字形异形柱与采用高强混凝土的十字形异形柱分别进行有限元模拟,对比分析节点区采用不同混凝土后构件承载力提升的效果,得出使用高强混凝土的节点承载力比普通混凝土节点高的结论。     

高强箍筋高强混凝土Z形截面柱框架节点抗震性能试验研究

为了研究高强箍筋约束高强混凝土Z形截面柱框架节点在地震作用下的抗震性能,对缩尺比为1∶2的5榀配置高强箍筋和1榀配置普通强度箍筋的高强混凝土Z形截面柱框架节点试件进行拟静力试验。研究了高强箍筋约束高强混凝土节点的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化、受剪承载力以及高强箍筋应力发挥水平等。分析了剪压比、轴压比、箍筋的体积配箍率等参数对Z形截面柱框架节点破坏形态、滞回性能和受剪承载力的影响。结果表明：Z形截面柱节点的破坏形态受设计参数的影响,有弯曲破坏和弯剪破坏两类;与普通强度箍筋高强混凝土Z形截面柱框架节点相比,高强箍筋高强混凝土Z形截面柱框架节点在显著提高节点最大剪压比控制值的同时具有优越的抗震性能。给出了高强箍筋应力的取值,采用JGJ 149—2017《混凝土异形柱结构技术规程》公式计算高强箍筋高强混凝土Z形截面柱框架节点的受剪承载力是可行的,将其计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合较好。     

型钢尺寸对SRC节点承载力的影响

目前,异形柱结构在我国住宅中得到了广泛的应用。虽然异形柱结构的节点抗剪承载力较为薄弱,但是近年来已经出现了加入型钢等提高异形柱节点抗剪承载力的措施。本文主要就异形柱节点中加入的型钢进行研究,期望得到型钢的一个理想尺寸。文章利用有限元分析软件ABAQUS对加入不同尺寸型钢的T形异形柱节点进行分析,得出了较为合适的型钢尺寸。     

高强混凝土L形截面柱抗剪承载力的试验研究

为研究高强混凝土L形截面柱的抗剪性能 ,对 9根试件 (其中 7根正向加载 ,2根变角度加载 )进行了试验研究。研究分析了轴压比、剪跨比、加载角度、配箍率等因素对试件抗剪性能的影响 ,提出了考虑剪跨比、配箍率和轴压比等影响和便于工程设计使用的高强混凝土L形截面柱抗剪承载力设计建议公式     

高强混凝土L形柱框架节点的非线性有限元分析

在华东交通大学所做试验的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对L形柱框架节点进行了非线性有限元分析,主要考察裂缝发展机理及轴压比对节点受剪承载力的影响。经过分析,得到了高强混凝土L形柱框架节点受剪承载力在不同轴压比情况下的变化规律。     

混凝土异形柱-钢梁装配式节点受剪性能试验研究

为研究混凝土异形柱-钢梁装配式框架节点核心区的受剪性能,按照预制混凝土异形柱中预埋钢牛腿节点未加强、增配X形筋、增配X形钢板三种方式,分别制作3个预制混凝土异形柱-钢梁节点试件进行拟静力试验,得到其破坏特征、承载力、滞回曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。由节点剪切变形、节点区钢筋应变、钢板应变测量结果,分析了不同牛腿加设方式对节点核心区受力性能的影响。结果表明：试件位移延性系数在3.22~5.94之间,破坏时位移角都超过1/50,抗震性能良好;牛腿内侧加设的X形钢筋与X形钢板均与节点核心区混凝土协同受力,可有效提高节点核心区受剪承载力。采用有限元软件ABAQUS对采用X形钢板增强的试件进行了数值模拟和参数分析,依据试验分析结果,推导出X形钢板增强的预制异形柱-钢梁混合装配式框架节点核心区受剪承载力计算公式,计算结果与试验实测值和有限元模拟值吻合较好。     

隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点抗震性能试验

对圆弧加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点和基本型异形节点进行循环加载试验,研究了贯通隔板圆弧扩大头构造对异形节点抗震性能的影响,获得了该类节点的破坏模式、滞回性能、承载力和塑性转角等抗震性能参数。基于试验结果和力学分析,建议了异形节点域的抗弯、抗剪计算模型,推导了异形节点域的抗弯、抗剪承载力计算公式。结果表明:基本型异形节点滞回曲线劣化明显,节点在刚度较大、几何突变的箱形梁翼缘对接焊缝边缘脆断;隔板圆弧加强异形节点的滞回曲线饱满,承载能力和刚度退化不明显,主要破坏模式为在隔板圆弧加强区形成塑性铰,梁翼缘对接焊缝延性开裂;加载至节点破坏时,贯通隔板与柱壁板间焊缝未发生撕裂破坏,节点域内轻骨料混凝土未压碎或拉裂,轻骨料混凝土与隔板和柱壁板间未发生剥离或滑移;隔板圆弧加强异形节点的塑性转角可达0.038~0.056 rad,承载力较基本型异形节点提高21.5%~56.2%。     

Z形柱框架结构顶层中节点的抗震性能试验研究

通过低周反复荷载作用下的2个Z形柱框架顶层中节点的试验研究,分析了节点核心区的破坏特征、承载能力和延性、滞回特性等性能指标。最后,将按照异形柱设计规范[1]中节点抗剪承载力公式的计算值与实验值进行比较,验证了利用现有L形柱设计公式计算Z形截面柱顶层节点抗剪承载力计算的可行性。     

型钢混凝土十形柱空间节点受剪机理及抗剪强度研究

为了研究型钢混凝土(SRC)十形柱空间节点在斜向荷载作用下的受剪机理、抗裂承载力及抗剪承载力,开发一套加载装置,采用柱端斜向加载方式对5个型钢混凝土十形柱空间节点进行低周反复荷载试验。观察节点核心区剪切面破坏形态,分析节点区两个主轴方向的箍筋、水平腹杆、钢腹板的应变分布规律及空间节点受剪机理和抗剪影响因素。结果表明:节点受剪面破坏为典型的剪切斜压黏结破坏;两主轴方向的箍筋、水平腹杆及钢腹板应变分布规律基本相同;空间节点受剪机理与型钢混凝土异形柱框架平面节点有着共性,但斜向荷载作用下,空间节点抗剪能力变弱,受力更为复杂。斜向加载角度对抗裂承载力影响不明显,而对抗剪承载力的影响应予以考虑,抗剪承载力与斜向荷载角度相关曲线近似于菱形。最后,基于各种配钢形式的SRC十形柱空间节点单向受剪下(沿工程轴)抗剪承载力计算方法的研究,提出在斜向荷载作用下节点抗裂承载力及抗剪承载力计算公式,计算结果与试验值吻合较好。     

矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点受剪承载力研究

在矩形钢管混凝土异形柱-钢梁节点试验研究的基础上,对节点的破坏特征及影响因素进行分析,结果表明矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的破坏模式主要是节点域发生剪切斜压破坏,其受力机理为钢桁架、混凝土主斜压杆和约束斜压杆的综合作用。在此基础上,将节点域抗剪贡献分为三部分进行研究,包括节点域钢管腹板的抗剪贡献、节点域混凝土主斜压杆的抗剪贡献和约束斜压杆的抗剪贡献。根据试验结果和力学分析,推导了节点区柱腹板剪力计算式;由虚功原理得出节点区混凝土约束斜压杆的承载力计算式;通过对试验数据的回归分析,得到核心区混凝土主斜压杆的承载力计算式;最后提出了矩形钢管混凝土异形柱 钢梁框架节点屈服剪力和极限剪力的计算式,该计算式不仅考虑了柱轴力对节点区实际受力状态的影响,而且考虑了钢管对混凝土的约束作用。对比结果表明,采用计算式得到的结果与试验结果吻合较好。     

异形柱框架中间层端节点抗震性能试验研究

完成了4个梁、柱均为T形截面的钢筋混凝土异形柱框架中间层端节点足尺组合体试件的低周交变加载试验。精确量测了不同受力阶段进入节点区上、下梁筋的应变分布状态、节点区腹板箍筋沿受力方向箍肢的应变量以及反复加载下梁筋由节点区的滑出量;分析了节点区的破坏形态和节点翼缘对节点区的抗剪作用,以及这类节点的综合抗震性能;检验了按我国《混凝土异形柱结构技术规程》(征求意见稿)设计的该类节点在梁端先屈服条件下的抗震受剪承载力。     

型钢混凝土异形柱框架角节点抗扭承载力有限元分析

型钢混凝土异形柱结构是指在钢筋混凝土异形柱截面中配置型钢的结构。它结合了钢筋混凝土异形柱结构和型钢混凝土结构的优点,具有广阔的应用前景。本文利用ABAQUS软件对型钢混凝土异形柱框架角节点在纯扭荷载作用下的情况进行了有限元模拟分析。分析结果表明,型钢对于节点的抗扭承载力的提高作用明显。根据叠加方法并通过引入考虑组合作用的节点抗扭承载力影响系数对型钢混凝土异形柱框架角节点建立了抗扭承载力计算公式。     

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。     

X筋增强异形柱框架节点抗剪承载力分析

文章基于异形柱框架节点抗震性能试验,采用Abaqus对节点进行低周往复荷载作用下的有限元分析。通过分析,得到节点的梁端荷载,梁端位移特征值,有限元分析结果与试验结果吻合良好。之后建立了8个节点区X筋增强的异形柱节点,着重分析不同标号X筋对异形柱节点承载力的影响,提出了X筋增强异形节点的抗剪承载力公式,公式形式简单,可与JGJ 149-2006《混凝土异形柱结构技术规程》公式衔接。     

纤维增强钢筋混凝土T形柱框架边节点抗震性能试验研究

T形柱框架边节点的核心区截面薄弱,是异形柱结构的抗震薄弱部位。为改善节点抗震性能,提出一种T形柱框架边节点区及相邻梁端一定范围内采用聚丙烯纤维混凝土替代普通混凝土的增强方法。通过梁端反复荷载作用下4个纤维增强范围不同的T形柱框架边节点试件的试验结果,对比试件滞回特性、承载能力和变形能力、延性和耗能能力、刚度退化、残余变形等抗震性能指标,确定最佳的纤维增强范围,提出纤维增强T形柱框架边节点受剪承载力的设计计算方法。对比分析结果表明,纤维增强T形柱框架边节点破坏程度减轻,承载能力和变形能力、耗能能力增强,刚度退化和残余变形减小,纤维最佳掺入范围是节点核心区至邻近1倍梁高范围。考虑纤维增强作用,提出T形柱框架边节点受剪承载力的计算模型并与节点受剪承载力试验值进行对比验证,结果表明模型计算式形式简单,用于结构设计具有足够的安全性。     

型钢混凝土异形柱双向抗剪承载力分析

在试验基础上对SRC异形柱双向抗剪承载力进行了研究,得出型钢混凝土异形柱双向抗剪承载力与荷载作用方向关系曲线,对不同截面型钢混凝土异形柱双向抗剪承载力进行了分析,以期明确了三种截面异形柱单双向抗剪承载力的大小关系。     

方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点抗剪承载力研究

根据试验和理论研究成果,对方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点核心区的受力机理进行了分析,建立了节点核心区的受力模型和屈服机制,推导了节点核心区的抗剪承载力计算公式。公式不仅考虑了螺栓和柱轴力对节点核心区实际受力状态的影响,而且考虑了钢管对混凝土的约束作用。用推导的公式计算了3个方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点试验模型节点区的抗剪承载力,计算结果与试验结果吻合较好。     

十字形异形柱错层节点抗震性能实验研究

在已有普通异形柱节点和矩形柱错层节点试验分析的基础上,本文对4个异形柱错层节点在小轴压比(0.05)下的抗震性能进行了试验研究。着重研究了在反复荷载作用下,节点错层高度、节点剪压比及节点翼缘对错层节点抗震性能的影响;对《天津市大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》(DB29-16-98)中有关异形柱节点承载力公式对‘延性节点’的适用性进行了验证;同时对错层异形柱节点抗剪承载力的计算提出了设计建议。     

十字形异形柱错层节点抗震性能实验研究

在已有普通异形柱节点和矩形柱错层节点试验分析的基础上,本文对4个异形柱错层节点在小轴压比(0.05)下的抗震性能进行了试验研究.着重研究了在反复荷载作用下,节点错层高度、节点剪压比及节点翼缘对错层节点抗震性能的影响;对《天津市大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》(DB29-16-98)中有关异形柱节点承载力公式对‘延性节点‘的适用性进行了验证;同时对错层异形柱节点抗剪承载力的计算提出了设计建议.     

低周反复荷载作用下型钢混凝土异形柱的抗剪承载力分析

从剪应力分布入手,分析型钢混凝土(SRC)异形柱中翼缘对抗剪承载力的影响,得出翼缘对抗剪强度的提高系数。根据试验得到的各构件的破坏形态和破坏机理,分别推导各种配钢形式的SRC异形柱在正向荷载(沿工程轴)以及斜向荷载作用下剪切斜压和剪切黏结破坏的抗剪承载力计算公式,计算结果与试验实测值均吻合较好。理论分析和试验结果表明:T、L形柱的斜向抗剪强度大于正向,而十形柱的斜向抗剪强度小于正向。研究结果可供工程设计参考。