钢筋套筒挤压连接装配整体式梁柱中节点抗震性能试验研究

为研究钢筋套筒挤压连接的装配整体式叠合梁-预制柱中节点的抗震性能,进行了2个装配整体式中节点和1个现浇中节点试件的拟静力试验,观察其破坏现象,研究其滞回性能、承载力、变形能力及钢筋应变发展过程。结果表明：所设计的核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏节点均实现了预期的破坏形态;核心区剪切破坏的装配整体式梁柱节点与现浇对比节点的破坏过程、裂缝分布基本一致,滞回曲线、承载力、刚度、变形、耗能等性能指标基本相同;核心区剪切破坏、梁端弯曲破坏的装配整体式梁柱中节点的承载力试验值与相应的规范公式计算值的比值分别为1.62、1.31,等效极限层间位移角分别为1/26和1/27;试验结束后,凿开混凝土发现套筒没有出现裂纹,钢筋在套筒内未见滑移,套筒挤压接头可有效传递钢筋拉、压力。     

浆锚搭接连接预制柱的抗震试验研究

套筒约束浆锚搭接接头是一种新型灌浆接头,可应用于预制装配式建筑的钢筋连接。为了深入研究这类新型接头的可靠性和实用性,设计制作预制装配柱试件和现浇柱试件,并通过抗震试验得到其抗震性能。结果表明:新型套筒约束浆锚搭接连接技术能有效地连接钢筋和预制柱部件;预制装配柱的破坏形态与现浇柱基本一致;现浇柱和预制柱承载力、延性、刚度和耗能能力相近。     

装配式核心钢管混凝土柱抗震性能试验研究

装配式核心钢管混凝土(PCSTRC)柱可用于混合结构中的柱-柱快速拼装。为研究其抗震性能,设计并进行了5个PCSTRC柱、2个现浇CSTRC柱以及1个钢筋混凝土柱的足尺拟静力加载试验,结合数字图像相关(DIC)技术对柱加载全过程的变形进行了量测。分析了PCSTRC柱与现浇柱在破坏形态、承载力、滞回耗能和变形性能等方面的差异,以及轴压比、配钢率和装配位置对PCSTRC柱抗震性能的影响。结果表明：PCSTRC柱均发生预期的弯曲破坏模式,滞回曲线饱满,承载力、刚度和耗能能力与现浇柱接近,极限位移角与延性略有增加,钢筋套筒可有效传递钢筋应力,核心钢管增强了竖向连接的可靠性;PCSTRC柱与现浇柱的曲率分布差异主要集中在钢筋套筒及套筒下端拼接区域,在总水平位移中由滑移机制所产生的刚体转动变形占比增大。     

PC结构混凝土柱抗震性能试验研究

针对PC框架结构节点区施工复杂、震后柱叠合面处混凝土易开裂的问题,提出了一种梁柱节点预制的PC结构,该结构将薄弱区由节点转移到框架柱的中部。为了研究此类PC柱的抗震性能,设计并完成了一个足尺PC柱与现浇混凝土对比柱的拟静力试验,得到了2个试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力以及极限承载力。结果表明,PC柱和现浇柱均为弯曲破坏;PC柱极限承载力比现浇柱高6.1%;刚度退化规律大致相同,PC柱的初始刚度和极限刚度分别为现浇柱的1.30倍和0.93倍;PC柱的延性系数为现浇柱的1.47倍;2个试件耗能能力基本相同。综上可知,此类PC柱和现浇注的抗震性能相近,且施工方便、节能环保,是一种值得推广的装配式结构连接形式。     

装配式混凝土框架结构梁-板-柱节点抗震性能试验研究

为研究装配式混凝土框架结构的抗震性能,对4个采用大直径灌浆套筒的足尺装配式混凝土框架结构梁-板-柱节点试件进行低周反复加载试验,对装配式混凝土框架结构中节点、边节点及其现浇对比节点的破坏形态、滞回曲线、位移延性、刚度退化、耗能能力等进行了研究。结果表明,此类装配式混凝土框架结构中节点、边节点与其现浇对比节点均为梁端塑性铰破坏,抗震性能较好。     

不同位置连接半灌浆套筒预拼桥墩抗震性能试验研究

为研究半灌浆套筒于不同位置处连接预拼桥墩的抗震性能,设计制作了3个套筒分别位于墩身顶部(YZD-T试件)、中部(YZD-M试件)、和底部(YZD-B试件)连接的预拼桥墩试件和1个整体现浇桥墩试件(XJD试件),通过低周反复加载试验研究了各试件的抗震性能。研究表明：半灌浆套筒连接的预拼桥墩试件与整体现浇桥墩试件均呈弯曲破坏且具有较强承载力;各预拼桥墩试件位移延性系数差在5%范围内,且均小于整体现浇试件;YZD-M试件屈服位移最大;YZD-T试件和YZD-B试件破坏时,YZD-M试件的刚度分别比XJD、YZD-T试件和YZD-B试件高8.26%、13.53%和20.02%,其累计耗能与XJD试件相差不大,分别比YZD-T试件和YZD-B试件大1.95%和23.72%。相较而言,预拼桥墩试件中,位于墩身中部连接的预拼桥墩试件抗震性能最好,可作为预拼桥墩设计时的推荐方案。     

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。     

采用改进纵筋连接的足尺装配式钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为满足钢筋混凝土结构建筑工业化中对拼装节点性能和装配效率的要求,研究了两种装配式拼装节点构造形式的合理性。通过5个足尺装配RC柱和2个现浇RC柱的低周往复加载试验,研究装配构造形式和轴压比对试件承载力、刚度、变形性能和滞回耗能等的影响,并提出合理的拼装节点构造和施工工艺。研究表明：在不同轴压比下,两种拼装节点的装配式RC柱总体上与现浇RC柱具有相当的抗震性能,并且部分指标略优于现浇RC柱;装配RC柱在不同位移角下的刚度、承载力退化和滞回耗能与现浇RC柱差异较小;在较大位移角（大于1/30）下,装配RC柱搭接区域纵筋在反复压屈和拉伸作用下可能发生断裂,建议采取搭接段加密箍筋的方法予以改善和避免。     

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。     

钢筋混凝土框架梁柱节点灌浆套筒连接抗震性能研究

设计并制作了4个钢筋混凝土框架梁柱节点试件,其中两个现浇整体节点试件,两个预制装配梁柱节点试件（采用灌浆套筒连接钢筋）,轴压比分别为0.3和0.4。对试件进行低周往复加载试验,研究了梁柱节点试件的破坏形态、滞回特性、刚度退化、耗能性能以及灌浆套筒接头受力状态等。结果表明：预制装配梁柱节点试件的耗能能力略低于现浇整体梁柱节点试件的耗能能力,两者破坏形态明显不同,预制装配节点试件的裂缝分布比较集中,主要分布在梁柱交界面、灌浆套筒端部区域以及梁跨中截面区域,而现浇节点试件的裂缝分布比较均匀密集;加载前期,轴压比对滞回性能影响不明显,而加载后期,轴压比对预制装配整体式节点试件节点核心区的钢筋滑移和剪切变形影响较为明显;基于试验结果,对灌浆套筒材料进行简化等效处理,并对节点不同区域采用不同的截面属性,采用OpenSees有限元软件对节点试件进行了模拟,其模拟结果与试验结果吻合较好。     

接缝形式对凹槽浆锚连接装配式混凝土剪力墙抗震性能影响研究

为研究不同接缝形式（水平接缝、竖向接缝、竖向和水平接缝）的凹槽浆锚连接预制混凝土剪力墙抗震性能,完成1片现浇剪力墙和3片不同接缝形式的预制剪力墙拟静力加载试验,分析了不同接缝形式对预制墙体破坏过程、破坏特征、滞回性能、承载力、延性等的影响。试验结果表明：4片墙体的破坏形式均为受弯破坏;水平接缝装配式剪力墙在峰值荷载前受力性能与现浇剪力墙基本相似,峰值荷载后随着水平接缝处结合面的开裂,水平接缝装配式剪力墙承载力和刚度退化较快;竖向接缝装配式剪力墙抗震性能总体上符合规范GB 50011—2010抗震要求,其延性略低于现浇剪力墙,且预制墙体竖向接缝的后浇部分利于结构的耗能;同时采用竖向和水平接缝装配式剪力墙的峰值荷载与竖向接缝剪力墙的基本一致,而极限位移较现浇剪力墙的低27%,其竖向接缝后浇部分的钢筋配筋率影响剪力墙的承载力。     

装配整体式地铁车站侧墙底节点抗震性能研究

为了评价装配整体式地铁车站整体抗震性能,以北京金安桥装配整体式地铁车站为背景,设计制作了一个足尺预制拼装侧墙底节点和一个作为对比的足尺现浇侧墙底节点。采用低周循环加载试验,研究了预制拼装侧墙底节点的破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、耗能性能以及套筒灌浆连接接头受力状态等指标。试验结果表明：预制拼装侧墙底节点与现浇侧墙底节点的承载力和变形能力基本相当,但耗能性能显著降低|两者的破坏形态明显不同,现浇侧墙底节点的裂缝发展比较充分,分布均匀密集,而预制拼装侧墙底节点的裂缝相对集中,其主要分布在刚度突变处以及弯矩最大截面。与现浇侧墙底节点相比,预制拼装侧墙底节点的初始刚度较大,但加载后期,其刚度显著降低。另外,基于灌浆套筒接头在构件中的受力状态分析,对灌浆套筒提出了一种等效抗弯刚度简化处理方法并对两种不同连接方式的侧墙底节点进行了数值分析,其破坏形态和骨架曲线与试验结果吻合较好,验证了该方法的合理性。     

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。     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究及参数分析

为研究装配式混凝土梁柱节点的抗震性能,对1个整浇节点和2个装配式节点进行了低周往复加载试验,分析了两类节点的破坏形态、滞回性能、刚度退化、延性和耗能能力等,研究了轴压比对节点抗震性能的影响。利用ABAQUS软件建立节点的有限元模型,扩充影响参数范围,进一步分析梁纵筋配筋率、后浇区混凝土强度及连接钢板的屈服承载力对节点抗震性能的影响。结果表明：与整浇节点相比,装配式节点具有较高的承载力、刚度和耗能能力,且变形性能相当;轴压比增大时,装配式节点的承载力、刚度及耗能能力显著提高,但延性降低;提高纵筋配筋率和后浇区混凝土强度等级均可改善装配式节点的抗震性能;改变连接钢板的屈服承载力可实现梁端塑性铰向柱外侧转移,当连接钢板与梁纵筋的屈服承载力接近时,钢板可辅助节点进行耗能。     

钢筋机械连接的装配式框架抗震性能试验研究#br# 与有限元分析

为研究钢筋套筒挤压搭接连接的装配式叠合梁-预制柱框架结构的抗震性能,通过2个1/2缩尺的两层两跨装配式框架试件的拟静力试验,对其破坏形态、变形能力、承载能力等进行研究。试验结果表明：设计为“强柱弱梁”及设计为“强梁弱柱”的试件均实现预期的破坏形态;试件的水平力-位移滞回曲线较为饱满;2个试件的极限层间位移角最小分别为1/29和1/31,层间位移延性系数都大于4.0,表明试件具有很好的延性性能;套筒挤压搭接连接能有效传递钢筋拉、压力。采用有限元分析程序MSC.MARC,对装配式框架试件进行非线性数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,试件KJ1按现浇框架推覆分析与按装配式框架推覆分析所得水平力-位移曲线基本一致。钢筋套筒挤压连接的装配式混凝土框架,其抗震性能满足现行规范的要求,且可按现浇框架进行内力、变形和承载力计算。     

局部外包钢管装配柱抗震性能及接头正截面承载力计算

进行了5个现浇柱和7个局部外包钢管装配柱的拟静力低周反复试验,对此两种不同施工模式的混凝土柱,在相同工作条件下的抗震性能进行了分析。结果表明:其承载力高于现浇混凝土柱相应位置的承载力;局部外包钢管装配柱在抗震性能和整体性上优于现浇柱;在高烈度地区可以用此装配柱代替现浇柱。结合装配柱破坏形式和连接节点的受力特点,给出了装配柱接头正截面承载力计算公式,可用于实际装配整体式结构框架柱接头的设计和验算。     

矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点抗震性能试验研究

为研究矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的破坏特征和抗震性能, 进行了5个中节点、2个边节点和2个角节点的低周反复加载试验。观察了节点的受力过程及破坏形态, 分析了试件的荷载-位移滞回曲线、承载能力、强度和刚度退化、层间位移角和延性以及耗能能力等力学特性。结果表明: 矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的典型破坏形态是节点域腹板的剪切破坏、节点核心区腹板与柱翼缘连接的竖向焊缝断裂; 试件滞回曲线饱满,层间位移延性系数介于1.44~2.74,弹塑性极限层间位移角约为1/43~1/21;等效黏滞阻尼系数介于0.227~0.316,表明节点域的变形和耗能能力较强。当柱截面肢高肢厚比为3、4时,破坏时节点核心区的剪切角约为0.01~0.03;当柱截面肢高肢厚比为2时,破坏时节点核心区的剪切角约为0.08~0.10。     

Seismic behavior experimental study of frame joints with special-shaped column and dispersed steel bar beam

To overcome the problem that steel bars are put too close at a flame joint with special-shaped beam and column, mechanical performance of three groups of six RC flame joints with special-shaped (L, T and+) column and dispersed-steel bars-beam on the top floor under cyclic loads were studied. Experimental comparison was conducted between special-shaped (L, T and+) column and normal beams. The cracking load, yielding load, ultimate bearing capacity, failure patterns, and hysteretic properties at joint core area were investigated. The seismic behaviors of the joints with different proportions of dispersed-steel-bar beams were analyzed. The results of experimental analysis indicate that the mechanical and seismic behaviors of frame joints with T-shaped and+-shaped column are nearly not changed when suitable proportion steel bars are dispersed to flange plane. Stiffness degeneration of flame joint with L-shaped column is rather serious due to concrete damage stiffness. Theoretical result indicates that distributing area of the dispersed steel-bar beams in the flange plate should be strictly controlled to avoid anchor destroy.