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.     

钢-混凝土组合重载柱节点抗震性能试验研究

钢骨-钢管混凝土组合重载柱,是一种重载柱设计的新模式,具有很高的承载力和延性。重载柱的节点设计可以有效提高结构整体防倒塌能力。对该新型组合重载柱与混凝土梁的加强环-牛腿节点进行了低周反复荷载试验,分析了节点的破坏形态、滞回曲线和延性等性能,分析了轴压比对节点延性的影响。试验结果表明,新型重载柱节点均在混凝土梁上形成塑性铰,能够耗散更多的地震能量;节点连接可靠,具有较好的受力性能和抗震能力,能够满足延性抗震设计的要求。     

钢骨超高强混凝土框架边节点抗震性能试验研究

为研究钢骨超高强混凝土框架边节点的抗震性能,开展了6个钢骨超高强混凝土框架边节点试件的低周反复加载试验。试件设计参数为轴压比、配箍率。针对不同设计参数试件的破坏形态、延性、耗能能力、抗剪承载力及箍筋应变等进行了分析,得到了各设计参数的影响规律。研究结果表明:轴压比对钢骨超高强混凝土边节点抗震性能的影响以0.38为分界点,随着轴压比增大,节点组合体破坏形态由弯剪破坏转变为小偏心受压破坏,其节点核心区水平抗剪承载力在试验轴压比区间内,也表现为先增大后下降的变化规律。该研究结果为钢骨超高强混凝土框架节点抗震设计提供了重要依据。     

高强混凝土框架结构中节点抗震性能

为研究高强混凝土框架结构中节点的抗震性能,对10根留有施工缝的高强混凝土框架结构中节点进行了低周反复抗震性能试验.研究了轴压比、节点核心区混凝土的强度等级、柱中混凝土在梁中的延伸长度等对梁柱中节点抗震性能的影响,对构件的破坏特征、承载能力、延性性能、滞回曲线进行了对比分析.研究结果表明:所有试验构件均为梁端受弯破坏;柱中混凝土在梁中的延伸长度对滞回曲线的形态、屈服荷载和最大荷载都没有显著影响,但是对节点的延性性能影响比较大.根据试验结果和分析,并考虑到实际施工因素,取用1.5h为柱中高强混凝土延伸到梁中的最佳延伸长度.     

T形钢骨增强异形柱节点抗震性能试验

目的在混凝土异形柱节点核心区加入T形钢骨,解决混凝土异形柱框架结构节点的薄弱问题．方法通过对节点核心区加入T形钢骨和同等条件下未加入T形钢骨的四个异形柱节点试件进行拟静力试验研究,对比分析异形柱节点的破坏特征、荷载、位移、滞回曲线、延性、累积损伤等抗震性能指标．结果在异形柱节点核心区加入T形钢骨能够改善混凝土异形柱节点的滞回特性,提高混凝土异形柱节点试件的承载能力、变形能力以及延性性能,减缓混凝土异形柱节点试件的刚度退化,同时也能减轻混凝土异形柱节点的累积损伤程度．结论T形钢骨在混凝土异形柱框架节点核心区的加入对提高其抗震性能效果显著．     

钢管煤矸石混凝土柱-环梁节点在低周反复荷载作用下的试验

目的研究钢管煤矸石混凝土柱-钢筋煤矸石混凝土环梁节点的抗震性能．方法制作了两个钢管煤矸石混凝土柱-钢筋煤矸石混凝土环梁节点,进行了低周期反复荷载下的加载试验,对其破坏形态、耗能能力和变形能力进行了理论分析．结果试件达到最大承载力时,滞回曲线比较饱满;承载力下降时,滞回曲线虽有不同程度的捏拢,但不严重,试件有较好的耗能能力;节点的钢管煤矸石混凝土柱与环梁相对独立,节点的破坏基本上不影响钢管煤矸石混凝土柱的承载力．结论钢管煤矸石混凝土柱-钢筋煤矸石混凝土环梁节点具有良好的抗震性能,     

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。     

SRC异型边节点抗震性能试验研究

由于生产工艺要求,大型电厂主厂房不可避免出现型钢混凝土变柱截面异型边节点,为研究其抗震性能,选取3个具有代表性的SRC变柱截面异型边节点和1个柱截面无变化的常规节点进行拟静力试验,研究了SRC异型边节点的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、耗能和刚度退化性能.研究结果表明:型钢混凝土异型边节点破坏过程和常规节点类似,破坏形式为"小核心区"剪切破坏;SRC变柱截面异型边节点的承载力、延性、耗能及刚度较常规节点小;梁截面高度的增加能够一定程度提高SRC异型边节点的承载力、延性、耗能及刚度;SRC柱-RC梁异型边节点抗震性能较差;轴压比对异型边节点延性性能影响较大,增加轴压比对试件延性不利.     

大汽机房型钢混凝土结构边节点抗震性能研究

对某大汽机房型钢混凝土结构顶层边节点的抗震性能进行了研究,该类节点钢梁截面高度很大,柱截面相对较小,超出了现有规范承载力计算公式的适用范围。根据实际工程情况,顶层边节点采用柱贯通节点构造形式,设计和制作了1∶3缩尺节点模型,进行了梁端低周反复荷载作用下的抗震性能试验,得到了节点试件的破坏过程、破坏形态、试件滞回曲线和骨架曲线,进行了相应的抗震性能分析,并对该试验节点进行了非线性有限元分析。结果表明:所研究的型钢混凝土柱-钢梁组合节点具有较高的承载力,满足原结构的设计要求;该型钢混凝土柱-钢梁组合节点具有较大的位移延性系数。根据分析结果提出了柱贯通节点承载力验算公式。     

预应力钢骨混凝土梁低周反复荷载试验研究

基于4根梁的低周反复荷载试验,较为系统地研究了预应力钢骨混凝土梁的破坏形态、恢复力模型、变形恢复能力、延性、耗能能力等抗震性能.研究表明:预应力钢骨混凝土梁的滞回曲线呈明显的梭形,表现出了较大的位移延性、良好的耗能能力和变形恢复能力,总体抗震性能优良.另外,还基于试验结果建立了预应力钢骨混凝土梁的M-f恢复力模型,为今后预应力钢骨混凝土梁的抗震理论研究提供了基础参数.     

Experimental Studies on Seismic Behavior of Exterior SRUHSC Joints

钢骨超高强混凝土边节点抗震性能试验研究

刘 伟,贾金青

（大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁 大连,116024）

创新点说明：

1)研究了轴压比对钢骨超高强混凝土边节点破坏形态的重要影响,随着轴压比提高,破坏形态由梁塑性铰延性破坏变为节点核心区剪切破坏,当轴压比超过试验轴压比0.38,破坏形态转变为小偏心受压破坏。

2)研究了不同轴压比下钢骨超高强混凝土边节点抗震性能,包括承载力、延性、剪切变形、应力应变,在此基础上,提出了钢骨超高强混凝土边节点的轴压比限值。

3)提出了钢骨超高强混凝土边节点轴压比限值下的最小配箍率。

研究目的：

主要解决钢骨超高强混凝土边节点抗震设计问题,提出这种新型结构体系的轴压比限值及最小配箍率。

研究方法：

开展了钢骨超高强混凝土边节点的低周往复试验研究,使用IMC数据采集系统采集数据,节点核心区采用LVDT测量剪切变形,并进行理论分析。

结果：

1)随着轴压比提高,破坏形态由梁塑性铰延性破坏变为节点核心区剪切破坏,当轴压比超过试验轴压比0.38,破坏形态转变为小偏心受压破坏。

2)当轴压比提高80%时,构件的延性系数下降57%。

3)当试验轴压比小于0.38时,提高轴压比能提高构件的初始刚度,而当试验轴压比超过0.38时,提高轴压比导致初始刚度下降,且刚度急速退化。

4)当试验轴压比小于0.38时,提高轴压比能提高构件的承载力,而当试验轴压比超过0.38时,提高轴压比承载力反而降低。

5)提出钢骨超高强混凝土边节点的轴压比限值0.38（设计轴压比0.65）,及对应的最小配箍率。

结论：

1)研究了轴压比对钢骨超高强混凝土边节点破坏形态的重要影响,随着轴压比提高,破坏形态由梁塑性铰延性破坏变为节点核心区剪切破坏,当轴压比超过试验轴压比0.38,破坏形态转变为小偏心受压破坏。

2)研究了不同轴压比下钢骨超高强混凝土边节点抗震性能,包括承载力、延性、剪切变形、应力应变,在此基础上,提出了钢骨超高强混凝土边节点的轴压比限值。

3)提出钢骨超高强混凝土边节点的轴压比限值0.38（设计轴压比0.65）,及对应的最小配箍率。

关键词：边节点,钢骨超高强混凝土结构,钢骨,轴压比

     

型钢混凝土异形柱中框架和边框架抗震性能试验对比分析

为对比空间位置不同的型钢混凝土(SRC)异形柱框架的抗震性能,各设计1榀边框架和中框架进行低周反复加载试验,获得其破坏形态,分析其滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、耗能能力、刚度和型钢应变等特性.结果表明:SRC异形柱框架符合"强柱弱梁、强构件弱节点"的抗震设计要求,滞回曲线饱满,延性好,耗能能力强;与边框架相比,SRC异形柱中框架具有更高的承载力、更强的耗能能力和更大的初始刚度,但两者的延性比较接近,刚度退化速度相差不大.     

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.     

外加强环筋式T形钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点数值分析

运用有限单元法对外加强环筋式T形钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点进行抗震性能分析,通过改变梁的配筋率、梁柱线刚度比、混凝土强度、牛腿截面,分析各参数对节点抗震性能的影响。结果表明:梁的配筋率对节点的承载力和抗震性能影响程度最大,梁的配筋率的降低导致抗震性能变差;梁柱线刚度比增加对节点承载力影响不大;在混凝土中加设牛腿,增加节点刚度,使塑性铰外移,梁先破坏,满足结构设计的"强柱弱梁"原则,牛腿腹板和翼缘的减小导致节点的极值荷载略微降低;混凝土强度增加,其脆性也加强,延性和耗能性能变差,混凝土强度对该类节点的承载力和抗震性能影响很小。     

钢框架十字型刚性节点滞回性能分析与设计

为研究钢框架十字型刚性节点构件的滞回性能,以轴压比、H型钢柱腹板厚度、钢梁截面形式及加劲肋为参数,设计8组钢框架十字型刚性节点和1组T型刚性节点;基于简化的力学模型和材料的本构关系,利用ABAQUS软件建立有限元模型,分析节点试件的滞回性能;通过与已有的T型刚性节点试验结果对比,两者吻合较好,验证有限元模型的合理性.开展十字型节点仿真分析,提取节点荷载—位移滞回曲线、包络图、骨架曲线和应力云图,获得柱轴压比、H型钢柱腹板厚度、钢梁截面形式及加劲肋对该类节点抗震性能的影响规律,并对轴压比、柱腹板与翼缘厚度比提出设计建议.结果表明:柱轴压比设计限值建议取为0.5,柱腹板与翼缘厚度比设计限值建议取为0.75.当截面形式为H型钢时,十字型刚性节点的抗震性能良好,并且优于截面形式为钢管的,节点域设置横向加劲肋可有效提高节点的抗震性能.     

蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点抗震性能试验研究

为了研究蜂窝钢梁—焊接环式箍筋混凝土柱节点的抗震性能,对4种不同连接形式的蜂窝钢梁—焊接环式箍筋混凝土柱的梁柱节点试件进行低周反复加载的拟静力试验,分析了其节点在模拟地震作用下的破坏形态、承载力、延性、滞回特性等,初步探讨了蜂窝钢梁—焊接环式箍筋混凝土柱的抗震性能,试验结果表明：合理的蜂窝钢梁—焊接环式箍筋混凝土柱节点能满足抗震工程实践要求,并通过不同连接形式节点的受力性能分析对比,最终得出符合抗震设计要求的组合节点连接形式。     

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.     

钢管煤矸石混凝土梁柱加强环中节点低周反复荷载试验

目的 研究轻骨料煤矸石混凝土在钢管混凝土节点中的应用.方法 对钢管煤矸石混凝土加强环中柱节点,在低周反复循环荷载作用下,进行了节点的抗震性能研究.结果 滞回曲线饱满,滞回性能良好,骨架曲线阶段性明显,节点有很好的抗震性能,耗能能力以及良好的延性.结论 钢管煤矸石混凝土加强环的钢管柱及框架节点设计满足强柱弱梁以及强核心弱构件的抗震设计原则,试件节点是安全可靠的,设计方法可行,符合设计要求,能够保证钢管煤矸石混凝土框架在地震区的应用.     

钢骨混凝土L形柱抗震性能试验研究

对4个钢骨混凝土(SRC) L形柱试件进行低周反复加载试验,观察了两种不同配钢形式的钢骨混凝土L形柱在沿工程轴方向加载和斜向加载的受力全过程和破坏形态.分析了钢骨混凝土L形柱的破坏特点,给出了荷载-位移滞回曲线、承载力、位移延性、刚度退化和耗能能力等力学性能.试验研究结果表明:当剪跨比较大时(λ≥2.44),钢骨混凝土L形柱发生弯曲型破坏,破坏主要表现为斜向加载时角部混凝土压碎、正向加载时腹板端部混凝土压碎,滞回曲线不对称,试件延性好,极限侧移角大,具有良好的抗震耗能能力.     

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。