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。     

配置HRB600E高强钢筋的混凝土柱抗震性能试验研究

HRB600E钢筋是一种新型高强度钢筋,为改善矩形柱抗震性能并推广HRB600E级高强钢筋的应用,通过对6个配置HRB600E钢筋的不同轴压比、不同钢筋强度和纵筋配筋率的混凝土矩形柱进行低周往复荷载试验,得到试件的滞回曲线、骨架曲线和纵筋应变曲线。对比分析高强钢筋混凝土柱的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、刚度退化等抗震性能指标。研究结果表明:配置HRB600E高强钢筋的混凝土柱的破坏特征与配置普通钢筋的混凝土柱相似;通过减小轴压比或增加钢筋强度均能改善配置HRB600E高强钢筋试件的滞回特性、减缓刚度退化、提高试件的抗震性能;配置高强钢筋的构件与高强混凝土配合使用时受力性能更优。     

配置HRB500E钢筋混凝土梁柱组合体抗震性能研究

HRB500E是我国新开发的一种高强抗震钢筋,目前国内对其工程应用研究还处于起步阶段。关于配置HRB500E的钢筋砼梁柱组合体的抗震性能还缺乏相关的试验研究,因此,本文参照现行相关规范设计了4个钢筋砼梁柱组合体足尺试件,其中2个配置HRB500E,另2个配置HRB335,并对这些试件进行了低周往复加载试验。对配置HRB500E的试件在裂缝发展、破坏形态、滞回特性、耗能、延性和刚度退化等方面与等体积配置HRB335的试件作了对比分析。结果表明:配置HRB500E的钢筋砼梁柱组合体与配置HRB335的钢筋砼梁柱组合体存在着类似的破坏现象,同时两者均具有良好的延性。但配置HRB500E的钢筋砼梁柱组合体有更高的承载力、变形能力和耗能能力,表现出了良好的抗震性能。     

配置HRB500钢筋的混凝土异形柱滞回性能试验研究

为了研究配置HRB500钢筋的混凝土异形柱的抗震性能,进行了六个不同轴压比、配箍率的配置HRB500钢筋的混凝土异形柱试件低周往复加载试验,对比分析了试件的滞回曲线,根据滞回曲线得出试件的骨架曲线和刚度退化曲线,对各试件的承载能力、位移及延性和耗能能力进行了分析,研究了轴压比和配箍率的参数变化对配置HRB500钢筋的混凝土异形柱滞回性能的影响。研究结果表明:减小轴压比和增加配箍率,可以提高试件的变形能力及延性,改善试件的滞回特性。研究结果为配置HRB500钢筋的混凝土异形柱结构设计提供了参考。     

核心区配箍率影响下HRB500E梁柱节点抗震研究

核心区箍筋可以约束混凝土同时改变梁柱节点传力机理。为研究不同核心区配箍率下高性能钢筋梁柱节点的抗震性能,设计高、低剪压比下共6个配置高性能钢筋(HRB500E)的足尺试件,并对其进行拟静力加载试验。本文分高、低两种剪压比情况下研究了配置不同核心区体积配箍率时梁柱节点的破坏模式、裂缝发展、滞回曲线、延性系数和能量耗散性能。研究结果表明:低剪压比情况下,随着核心区配箍率的增加,试件滞回曲线越来越饱满,试件的延性性能显著提高;高剪压比情况下,随着核心配箍率的增加,节点核心区越来越完整,试件的梁端承载力和延性系数有一定的提高。无论高剪压比还是低剪压比情况下,核心区配箍率都可以改变梁柱节点的破坏模式,且过低的配箍率会使试件表现出较差的耗能性能。     

600MPa级钢筋混凝土十字形柱抗震性能试验研究与恢复力特性分析

针对7个配置600 MPa级钢筋的十字形柱进行低周往复荷载试验,得到试件的滞回曲线、骨架曲线和纵筋、箍筋应变曲线。研究结果表明:各试件的滞回曲线饱满,对称性较好,具有良好的耗能能力;配箍率增大,试件的峰值荷载增大,变形能力增强;轴压比增大,试件的承载力增大,耗能能力提高,刚度退化加快;与配置HRB500钢筋的试件相比,配置600 MPa级钢筋的试件峰值荷载较大,塑性变形能力增强,但其耗能能力降低。基于ABAQUS软件对试件进行有限元分析,模拟结果与试验结果符合较好。     

配置HRB500E钢筋混凝土梁柱边节点试验研究

传统钢筋强度较低,不能满足现代化的建设需求;HRB500级钢筋强度满足要求,但是延性性能较差。因此,本文提出了一种采用新型工艺加工、生产的高性能钢筋(HRB500E),对配置HRB500E钢筋混凝土梁柱边节点的抗震性能进行了相关研究。通过3个梁柱边节点的足尺试件在低周往复荷载作用下的加载试验,研究柱轴压比和核心区配箍率对梁柱边节点的破坏模式、滞回特征、延性性能和耗能性能的影响。试验结果表明,配置HRB500E钢筋混凝土梁柱边节点具有良好的延性性能和耗能性能。其中,3个试件均属于梁端弯曲破坏,边节点核心区裂缝较少。随着核心区配箍率的增加,梁柱边节点的延性性能和耗能能力显著提高。然而,随着轴压比的增加,试件的延性系数和耗能能力下降均比较明显。     

配置大直径大间距HRB500高强钢筋的装配整体式钢筋混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过对4个配置大直径大间距HRB500高强钢筋的装配整体式钢筋混凝土框架梁柱节点的低周反复加载试验,研究其开裂过程、破坏形态以及滞回特性、骨架曲线、延性与耗能能力等。结果表明：4个梁柱节点试件均表现为梁端塑性铰区的弯曲破坏,节点区处于弹性状态;节点整体性能良好,具有较好的延性和耗能能力;与普通配筋形式相比,大直径大间距的配筋形式对梁柱节点性能影响不明显;大直径钢筋在节点区采用锚固板机械锚固形式安全可靠。     

高强钢筋混凝土异形柱中节点抗震性能试验研究

基于X形配筋增强的高强钢筋异形柱中节点和在同一条件下无X形配筋的高强钢筋异形柱中节点的低周反复荷载试验,分析对比异形柱中节点的破坏特征、滞回曲线、承载力、位移及延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明,配置HRB500高强钢筋异形柱中节点比配置600 MPa级高强钢筋的中节点承载能力低,但变形能力强,刚度退化延缓;在核心区应用X形配筋,可以改善高强钢筋异形柱中节点的破坏特征,增强其变形能力和耗能能力,延缓试件的刚度退化,提高异形柱中节点抗震性能,核心区应用X形配筋对配置HRB500高强钢筋的试件抗震性能提高效果更明显。     

配置高强钢筋的混凝土矩形截面柱抗震性能试验研究

对10个配置HRB335、HRB500E、HRB600钢筋的混凝土矩形截面柱进行水平低周反复荷载作用下的拟静力试验,对比分析钢筋等体积和等强度代换时,纵筋强度、箍筋强度、混凝土强度等因素对试件破坏状态、滞回曲线、骨架曲线、受弯承载力及延性性能的影响。结果表明:配置不同强度钢筋的矩形截面柱试件均发生典型的弯曲破坏,柱底形成塑性铰,纵筋断裂,试件具有较好的变形能力和延性性能;钢筋等体积代换时,纵筋强度对试件承载力和变形能力影响较大,箍筋强度影响较小;钢筋等强度代换时,试件抗震性能基本保持不变,采用高强钢筋可以减小钢筋用量;随着混凝土强度的提高,试件刚度增大,导致屈服位移减小,位移延性系数增大。     

HRB600E钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究HRB600E钢筋对混凝土柱抗震性能的影响,对7根分别配有HRB600E,HRB500,HRB400钢筋的混凝土柱进行低周反复加载试验,分析轴压比、配箍特征值和钢筋强度对试件的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、延性及耗能能力等抗震性能的影响。结果表明:各试件破坏形态均为弯曲破坏,HRB600E钢筋能够发挥其强度优势;高轴压比下,试件刚度退化加快,延性降低,承载力和耗能能力增大;配箍特征值的增大,延缓斜裂缝开展,改善试件的滞回性能,延性和耗能能力提高;随着钢筋强度提高,配有HRB600E钢筋的混凝土柱试件承载能力稍有增加,刚度退化更平缓,延性和耗能能力有所降低,但仍满足规范要求,可以达到节省钢材的目的。     

X形配筋增强高强钢筋异形柱边节点抗震性能试验研究

通过对核心区应用X形配筋增强的高强钢筋异形柱边节点和同等条件下未被增强的高强钢筋异形柱边节点进行拟静力试验研究,对比分析异形柱边节点的破坏特征、滞回曲线、承载能力、位移及延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明,配置HRB500高强钢筋异形柱边节点比配置600MPa级的边节点承载能低,但滞回性能好,变形能力强,刚度退化推迟,耗能能力强;在核心区加入X形配筋,均可以改善高强钢筋异形柱边节点的破坏特征,使边节点抗剪能力、变形能力、耗能能力增强,刚度退化推迟,提高异形柱边节点抗震性能,配置HRB500高强钢筋的试件核心区应用X形配筋加强后抗震性能提高效果更好。     

配置600 MPa级钢筋异形柱梁柱节点抗震性能试验研究

异形柱梁柱节点是结构的薄弱部位,为了改善异形柱梁柱节点薄弱部位的受力性能,采用配置600 MPa级高强钢筋和X形筋两种改善异形柱梁柱节点受力性能的方法。设计了4个异形柱梁柱节点组合体试件并对其进行拟静力加载试验,研究分析节点的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、承载力、延性及钢筋应变等性能指标,揭示配置600 MPa级钢筋节点的抗震性能及配置X形筋对节点抗震性能的影响规律。研究结果表明:配置600 MPa级钢筋的节点具有较高的承载力,相比于配置500 MPa级钢筋的节点延性稍差;配置X形筋可明显改善节点的破坏特征,并可提高节点的承载力、延性及耗能能力,改善节点的抗震性能。     

HRB600钢筋钢纤维混凝土梁柱边节点抗震性能试验研究

为减小配置HRB600钢筋梁柱边节点的梁筋粘结退化,设计钢纤维整体增强或局部增强的梁柱边节点,进行两个配置HRB600/HRB400钢筋混凝土梁柱边节点和2个配置HRB600高强钢筋的钢纤维整体增强或局部增强的混凝土梁柱边节点的低周往复荷载试验,得到试件的破坏形态和滞回曲线,对比分析边节点的耗能能力、延性性能、核心区剪切变形和梁筋粘结退化。结果表明:往复荷载下HRB600钢筋混凝土节点具有较高的承载能力、耗能能力和延性性能,但HRB600钢筋与普通混凝土粘结退化过快;钢纤维整体增强或局部增强混凝土的措施可以减缓HRB600梁筋粘结退化,改善边节点的破坏形态,减小核心区的剪切变形,提高耗能能力;钢纤维整体增强的梁柱边节点具有更高的延性性能和耗能能力,其HRB600梁筋粘结退化更为缓慢。     

钢筋混凝土结构梁柱节点滞回性能对比分析

为验证装配式强化梁柱节点与传统梁柱节点在受力和抗震性能方面的区别,借助ABAQUS的非线性分析功能分别建立了传统梁柱节点和装配式强化梁柱节点有限元模型,选择了合理的参数,分析了二者的破坏形态和滞回性能。结果表明：在相同荷载作用下,传统梁柱节点模型中的部分钢筋已发生破坏,强化梁柱节点中的钢筋未破坏,只部分钢筋进入塑性变形阶段,且通过滞回曲线对比显示：强化梁柱节点曲线的包络面积明显大于传统梁柱节点,说明了装配式强化梁柱节点的耗能能力更好。装配式强化梁柱节点设计的刚度、承载力和耗能能力均优于传统梁柱节点。     

配置HRB500ERC梁柱组合体在低轴压比下滞回性能

轴压比会对梁柱组合体节点的抗震性能带来影响。本文设计了6个配置高性能钢筋(HRB500E)的足尺低、中、高剪压比梁柱组合体试件,分别在低、中轴压比情况下进行拟静力加载试验,得到各个试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能系数以及刚度退化率并进行对比。试验结果表明:中低剪压比情况下,低轴压比不利于核心区的保护,降低轴压比使得试件的破坏模式发生改变,高剪压比下的试件破坏模式一致;低轴压比时,试件的延性性能比中轴压比试件有所降低,但是随着剪压比的提升,降低的幅度越来越小;低轴压比下,低剪压比试件SP1由于梁纵筋的粘结滑移较为严重,导致能量耗散抗震性能表现较差,但中高剪压比试件SP2,SP3能量耗散性能好于中轴压比试件SP5,SP6。     

配置大间距HRB500纵筋的C80混凝土柱抗震性能试验

为分析配置大间距高强度纵筋的高强度混凝土柱的抗震性能,本文对四个采用配置大间距HRB500高强度纵筋的C80高强度混凝土柱进行了低周往复加载试验。试件分为是否设置中间构造纵筋及拉筋,是否增大箍筋配筋率以及常规配筋的对比试件。结论:配置大间距HRB500高强度纵筋的C80高强度混凝土柱的滞回曲线比较饱满,屈服荷载和峰值荷载与普通配筋形式试件相当,骨架曲线下降段可以保持稳定;为保良好的延性,应设置构造纵筋和中间拉筋;承载力可以用现行规范规定的方法设计计算,并具有一定的强度储备;提高箍筋配筋率的试件滞回曲线更加饱满。     

配置不同屈服点钢筋的RC十字型节点试验

根据钢筋屈服点的不同,分别制作了一级钢筋、三级钢筋以及低屈服点钢筋的RC十字型节点;通过进行低周反复加载试验,得到了3种节点构件在水平荷载下的滞回曲线,分析比较了3种节点构件的耗能能力、延性、刚度退化等特征。试验结果表明:试件J-3在各级位移控制下第1循环的滞回环面积大于试件J-1、J-2;试件J-3的位移延性系数也远大于试件J-1、J-2;配置低屈服点钢筋的节点比配置一级钢、三级钢的节点耗能能力强,延性也有明显的提高。     

装配整体式预应力混凝土框架节点抗震性能试验研究

为研究新型装配整体式预应力混凝土框架结构抗震性能,设计制作了装配整体式预应力混凝土框架无牛腿梁柱节点、暗牛腿梁柱节点和现浇梁柱节点试件。对3个试件进行了低周往复荷载试验,对比分析了各试件的破坏形态、滞回特性、位移延性以及能量耗散等抗震性能。结果表明：各试件的破坏形式均最终表现为梁端塑性铰破坏;装配式节点的开裂荷载比现浇节点的略高,极限承载力较现浇节点略低;各试件滞回曲线的滞回环较为饱满,现浇节点、无牛腿梁柱节点和暗牛腿梁柱节点的能量耗散系数分别为3.51、3.17和2.90,位移延性系数分别为4.19、4.83、4.52,装配式预应力框架节点表现出与现浇预应力框架节点等同的抗震性能。     

装配式梁柱边节点抗震性能试验研究

针对现有节点形式,研发出一种新型装配式节点,提出该新型装配式梁柱节点的构成。通过对3个试件进行试验,研究了试件在地震作用下的破坏形态、滞回曲线和骨架曲线。结果表明:该节点为核心区斜压破坏,滞回曲线呈捏缩现象,滞回环包围的面积较小,节点核心区的耗能能力较差;试件破坏后,核心区内搭接范围的钢筋未被拔出,满足试验目的。利用ABAQUS有限元软件建立精细模型,对试验过程进行模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,表明所建立的模型是合理的。