装配式钢管混凝土柱-混凝土叠合梁连接节点试验研究

在装配式钢管混凝土结构中,钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接方式较为复杂。首先设计一种钢管混凝土柱–混凝土梁连接节点,可以在工厂预制大部分构件,在现场进行装配,满足装配式施工要求。通过装配式施工制作5个梁柱节点试件,包括3个中间节点和2个端节点试件。对该5个节点试件进行试验研究,其中1个中间节点试件进行单调加载,考察节点的静力承载力与变形性能;其余4个试件进行低周反复加载,根据试验得出节点在低周反复荷载作用下的破坏特征及滞回曲线、延性系数、耗能能力和强度刚度退化规律等。结果表明：试件破坏位置均在叠合梁上,符合强柱弱梁及强节点弱构件的设计原则;叠合梁截面尺寸为200 mm×350 mm的试件滞回曲线较为饱满,没有明显的捏缩现象,延性系数介于3.77与6.60之间,平均等效黏滞阻尼系数为0.222,节点的抗震耗能能力较好;叠合梁截面尺寸为250 mm×450 mm的试件由于叠合梁中部箍筋没有加密,叠合梁发生了剪压破坏,节点耗能能力未得到充分发挥,可以通过加大箍筋加密区的长度提高节点的耗能能力;试件强度退化系数一般均大于0.9,表明强度和刚度退化比较稳定;所有节点试件的倒“T”形连接件钢板均没有屈服,其抗弯和抗剪承载力为钢筋混凝土梁1.3倍的设计,偏于安全。     

装配式钢管混凝土柱–混凝土叠合梁连接节点试验研究

在装配式钢管混凝土结构中,钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接方式较为复杂。首先设计一种钢管混凝土柱–混凝土梁连接节点,可以在工厂预制大部分构件,在现场进行装配,满足装配式施工要求。通过装配式施工制作5个梁柱节点试件,包括3个中间节点和2个端节点试件。对该5个节点试件进行试验研究,其中1个中间节点试件进行单调加载,考察节点的静力承载力与变形性能;其余4个试件进行低周反复加载,根据试验得出节点在低周反复荷载作用下的破坏特征及滞回曲线、延性系数、耗能能力和强度刚度退化规律等。结果表明:试件破坏位置均在叠合梁上,符合强柱弱梁及强节点弱构件的设计原则;叠合梁截面尺寸为200 mm×350 mm的试件滞回曲线较为饱满,没有明显的捏缩现象,延性系数介于3.77与6.60之间,平均等效黏滞阻尼系数为0.222,节点的抗震耗能能力较好;叠合梁截面尺寸为250 mm×450 mm的试件由于叠合梁中部箍筋没有加密,叠合梁发生了剪压破坏,节点耗能能力未得到充分发挥,可以通过加大箍筋加密区的长度提高节点的耗能能力;试件强度退化系数一般均大于0.9,表明强度和刚度退化比较稳定;所有节点试件的倒"T"形连接件钢板均没有屈服,其抗弯和抗剪承载力为钢筋混凝土梁1.3倍的设计,偏于安全。     

预埋角钢连接件的叠合板-钢梁装配式梁板节点抗震性能研究

为优化预制底板伸出胡子筋造成运输难度大、施工不便等问题,提出了一种带预埋角钢连接件的叠合板-钢梁装配式梁板节点,并将其与出筋的装配式梁板节点和不出筋的装配式梁板节点进行了低周往复荷载加载试验,并分析3组试件的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、割线刚度以及能量耗散的差异性,并基于有限元建立了单调荷载下梁板节点模型,将其与往复荷载下的节点横向抗剪承载力对比。结果表明：角钢连接件减小了钢梁与叠合板之间的相对滑移,起到抗剪连接件的作用,提高了钢与混凝土之间的组合效应和抗震性能;设置角钢连接件,避免了叠合板底板伸出胡子筋带来的施工不便等问题。往复荷载下的梁板节点的横向承载力比单向荷载下降低了20.6%;横向荷载下,角钢连接件的根部应力最大,角钢上的钢筋也参与了抗剪工作,起到了增强预制层与现浇层的叠合性能的作用。     

螺栓连接叠合梁-预制剪力墙节点抗震性能试验

为了提高全预制混凝土框架-剪力墙结构中叠合梁与预制剪力墙连接的施工效率,本文提出了一种螺栓连接叠合梁-预制剪力墙平面内节点方法.该节点的预制剪力墙竖向通过单排套筒灌浆连接,且预制剪力墙与叠合梁通过螺栓连接.通过开展轴压比0.2/0.5下2个螺栓连接叠合梁-预制剪力墙平面内节点和2个现浇对比节点的低周反复荷载试验,对其抗...     

梁纵筋锚固板锚固装配整体式梁柱边节点抗震性能试验

为研究柱纵筋套筒挤压连接、梁纵筋锚固板锚固的叠合梁-预制柱后浇核心区装配整体式边节点的抗震性能,进行了1个核心区剪切破坏和1个梁端弯曲破坏的边节点试件PEJ1和PEJ2的拟静力试验.结果表明:试件PEJ1核心区箍筋先于梁纵筋屈服,核心区混凝土严重剪切破坏,试件PEJ2核心区箍筋未屈服,梁固端混凝土压溃、纵筋严重屈服,2个试件均实现了预期的破坏形态;2个试件的力-位移滞回曲线有一定程度的捏拢,试件PEJ1滞回曲线捏拢程度略大、峰值后骨架线下降较快;2个试件的承载力试验值与规范相应公式计算值的比值分别为1.30和1.26,等效极限层间位移角分别为1/28和1/22;试件PEJ1峰值时梁变形为主,极限点时核心区剪切变形为主,试件PEJ2梁变形为主,核心区剪切变形占总变形不到5%;2个不同破坏形态试件的梁纵筋锚固板锚固未失效,后浇核心区装配式边节点梁纵筋可采用锚固板锚固.     

钢筋混凝土叠合梁抗剪承载力灰色关联分析

应用灰色系统理论，对钢筋混凝土叠合梁抗剪承载力及其关联因子剪跨比λ，预制梁混凝土强度等级ｆｃｕｌ、叠合层混凝土强度等级ｆｃｕ２，叠合特征参数ａｈ＝ｈ１／ｈ，叠合特征参数ａｍ＝Ｍ１／（Ｍ１）进行关联度分析。分析结果表明，对叠合梁抗剪承载力影响最大的因子是预制梁混凝有ｆｃｕｌ，其次是叠合层混凝土强度等级ｆｃｕ２，叠合特征参数ａｈ和叠合特征参数ａＭ，影响最小的因子是剪跨比λ。     

无粘结预应力混凝土框架柱钢绞线的应力分析研究

目前无粘结预应力混凝土的研究主要是对混凝土梁的试验研究,而对无粘结部分预应力混凝土框架柱的试验研究甚少,为深入了解无粘结部分预应力混凝土框架柱钢绞线的应力、极限应力增量以及预应力损失的计算情况,对2组5根试验柱进行拟静力试验研究.结果表明:现行《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92—2004中的公式同样适用于无粘结部分预应力混凝土框架柱应力的计算,预应力度和预加轴压比均对无粘结预应力筋极限应力增量有很大影响;随着预应力度的提高,预应力筋极限应力增量增加;而随着预加轴压比的提高,预应力筋极限应力增量降低.     

组合封闭箍筋混凝土叠合梁受扭性能试验

组合封闭箍筋由下部开口箍筋和上部箍筋帽组成,可显著提高混凝土叠合梁的施工效率。为研究组合封闭箍筋对叠合梁受扭性能的影响,本文开展了9根采用4种组合封闭箍筋混凝土叠合梁的单调纯扭试验,对不同构造的组合封闭箍筋混凝土叠合梁的破坏形态、极限承载力、延性及变形能力等进行了系统的研究。结果表明:9根梁的主裂缝均为约45°夹角的螺旋状,最终破坏均为纵筋及箍筋受拉屈服,混凝土压碎;采用组合封闭箍筋叠合梁的受扭承载力与采用封闭箍筋现浇梁基本相同,采用不同组合封闭箍筋的叠合梁的受扭承载力和扭转刚度相近;9根梁的扭转延性系数在9.0~13.2,其中采用形式4组合封闭箍筋(开口箍筋两侧135°弯折、箍筋帽两侧90°弯折)的叠合梁的延性系数高。基于中美规范对上述梁的开裂扭矩和受扭承载力进行计算,规范计算值与试验值吻合较好。     

蜂窝式梁-柱钢框架结构抗震性能分析

目的 研究蜂窝式梁-柱钢框架结构的抗震性能,为此类框架结构的抗震设计提供参考.方法 应用有限元法,依据现行规范和规程设计一榀单层单跨(框架I)、一榀两层单跨(框架Ⅱ)蜂窝式梁-柱钢框架结构进行抗震性能分析.分析和研究了节点域剪切变形、P一△效应对框架层间位移的影响.结果 得到蜂窝式梁-柱钢框架结构在恒定竖向荷载和低周反复荷载作用下的受力机理和破坏机制,评价了其耗能能力和延性性能.框架I的耗能能力略好于框架Ⅱ,两个框架的位移延性系数均小于4.0,表明延性均较差.对于蜂窝式梁-柱钢框架结构,在各阶段由节点板域剪切变形所产生的层间位移占框架总位移的比例均在50%以上.结论 蜂窝框架耗能能力较好,但延性相对较差,抗震性能较差.提出了改善框架延性性能的具体方法,从而优化其抗震性能.节点域剪切变形、P-△效应对框架层间位移的影响较大.     

群柱失稳研究进展

首先对群柱平面内稳定性进行论述,通过算例分析简单阐述了同层框架柱以及层间框架柱的相互作用机理,并对各国学者在此方面的研究工作进行了总结;然后着重讨论了通高区结构群柱面外稳定问题,包括平面框架（矩形通高区）和曲面框架,其中对平面框架的群柱面外稳定设计方法的研究相对成熟,而对于面外支撑效果更强的曲面框架,通过算例分析了其失稳机理;最后对在高层筒中筒结构和塔结构中大量使用的网格式筒壳结构的群柱稳定问题进行了探讨。结果表明：网格式筒壳结构不同于平面框架,其在失稳时表现出明显的空间变形特性,使得网格式筒壳结构群柱面外稳定设计理论的研究变得非常复杂;各国研究成果较少,严重滞后于工程应用,亟待进一步解决。     

无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形灰关联分析

针对目前无粘结部分预应力混凝土叠合梁试验数据少、较难应用传统统计方法进行分析的现状,将灰关联分析方法引入到无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形和相关因素的相关性分析中,分析了各关联因素的相关性,得出各可能影响因素对无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形影响程度的大小排序。结果表明,对无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形影响最大的是预应力钢丝面积、有效预应力、预制梁混凝土立方体强度等级,其次是叠合层混凝土立方体强度等级,影响最小的因素是叠合特征参数。     

钢绞线锚入式预制砼框架节点构造及试验

为了解决常见预制混凝土框架节点生产安装难度大的问题,提出钢绞线锚入式新型预制混凝土框架梁柱节点形式.针对构造措施设置概念进行讨论,为了研究其中2个关键构造措施的有效性,开展4个足尺预制节点的低周反复荷载试验.这2个构造措施分别为增设附加直钢筋和预制梁下部架立筋增设无黏结段.结果表明,附加直钢筋能够有效增强钢绞线锚入式新型预制混凝土框架梁柱节点的抗震性能;预制梁下部架立筋局部无黏结段对节点性能影响较小,建议去除该措施;塑性铰外移的构想未能实现,但强柱弱梁设计原则可以保证该节点破坏模式为梁铰破坏.     

新型预制管混凝土柱抗震性能试验

采用预制管代替钢管混凝土柱中的钢管形成一种新型的预制管混凝土柱。为了研究新型预制管混凝土柱抗震性能,制作了1根预制管混凝土柱和1根对比的钢筋混凝土柱,研究二者在低周往复荷载作用下的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形及延性。结果表明:预制管混凝土柱和钢筋混凝土柱破坏模式都为弯剪破坏;预制管混凝土柱滞回曲线呈现梭形,曲线饱满,具有良好的耗能能力;预制管混凝土柱的承载力、延性系数和弹塑性层间位移角比相应的钢筋混凝土柱都大,等效粘滞阻尼系数钢筋混凝土柱略大于预制管混凝土柱。新型预制混凝土柱具有钢筋混凝土柱的抗震性能,能够满足抗震要求。     

纵筋配筋对柱托换节点影响的试验研究

托换是建筑物整体移位技术的关键环节,直接影响到移位过程中建筑物的稳定性和安全性。通过框架柱包裹式托换节点的正交实验,研究了托换节点外挑部分与包柱部分的承载力与托换梁纵筋配筋情况的关系,确定了托换梁纵筋配筋特征值对框架柱托换结构受力机理、破坏形式的影响。试验表明:试件的破坏形态分为托换梁的受弯破坏和弯剪破坏,行走梁受弯破坏主要发生在跨高比较大且纵筋配筋较少的构件;托换梁纵筋配筋特征值对托换节点的开裂荷载影响不大,与屈服荷载和破坏荷载之间均呈线性关系;提出了框架柱托换节点承载力计算公式。     

梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数

根据框架柱计算长度理论,通过引入梁削弱式节点参数特性,建立了四跨三层的梁削弱式节点连接的侧移钢框架数值模型.利用ANSYS软件对梁削弱式节点连接的侧移钢框架数值模型进行了非线性屈曲分析,得到了梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数.结果显示,梁削弱式节点侧移钢框架柱计算长度系数较常规节点增加1.5%～12.9%.最后,经过回归得到了梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数建议公式.     

装配式框架剪力墙结构柱-墙连接方式

目的研究装配式框架剪力墙结构体系中柱与墙之间的连接方法及受力性能,为该类结构施工与设计方法的建立提供依据.方法提出U型筋连接、直型筋连接、连环扣连接和直U型筋连接4种装配式柱-墙连接构造方式,采用有限元软件ABAQUS对同一轴压比下不同连接方式的柱-墙连接组合件的受力性能进行数值模拟,并与现浇试件进行比较.对于装配试件,考虑设置不同摩擦系数的接触属性以及设置键槽对受力特征和承载力的影响.结果在同一轴压比与相同接触属性设置下,4种装配式柱-墙连接方式的承载能力较现浇方式略有降低、变形性能较现浇方式略有提高,破坏形态与现浇方式基本一致.对于装配试件,设置不同摩擦系数的接触属性对承载力有一定影响,设置键槽会改善试件的受力性能.结论模拟结果验证了4种装配式柱-墙连接方式的可行性,为装配式框架剪力墙结构的研究和工程设计提供参考.     

预制钢筋混凝土梁-钢管混凝土柱装配节点抗震性能有限元参数分析

为进一步研究新型预制钢筋混凝土梁—钢管混凝土柱装配节点抗震性能，对其进行有限元模拟，分析混凝土强度、钢管强度、纵筋配置和箍筋配置等参数的影响，结果表明该节点的抗震性能良好，而且，随混凝土强度的增加，节点的承载能力、延性、耗能能力有所增加，但增加幅度小于3%;提高梁纵筋配筋率，承载能力、延性和耗能能力均有所提高，刚度退化减慢；钢管强度等级Q420以上对抗震性能影响明显；箍筋直径越大，耗能和试件延性减弱。     

“梁强于柱”、“等强梁柱”单层单跨框架试验研究

通过对两榀分属"梁强于柱"、"等强梁柱"的单层单跨钢筋混凝土框架的试验和分析,研究了其内力重分布的特点,并对"柱强于梁"、"梁强于柱"、"等强梁柱"这三类框架的相关特点做了初步对比.通过对比,证实这三类框架是客观存在的,且每类框架的内力重分布特点各有不同,并提出这三类框架弯矩调幅设计必须综合考虑弹性弯矩图以及不同类型框架之间内力重分布特性的差异.     

叠合梁斜截面抗剪性能的试验研究

通过对叠合模型梁的承载能力、梁的变形特征、裂缝的形成和发展过程以及梁中箍筋、纵筋应力变化情况的观测,得到了按斜截面抗剪强度设计的叠合梁的破坏过程,以及在这个过程中箍筋所起的影响作用.试验结果表明:参照整浇梁的理论计算方法,二次受力叠合梁的极限抗剪承载力比相应情况的整浇梁要略高,其中箍筋的实际有效作用比由规范公式[1]计算得出的理论贡献值要大;梁的变形特性以及裂缝开展情况与一般整浇梁很类似,其最终破坏形态也与一般整浇梁接近.试验成果为叠合梁的进一步研究和工程应用提供了有价值的实验依据.     

SRC柱—钢梁组合框架"强柱弱梁"破坏机制研究

结合SRC框架振动台试验和Pushover分析结果,针对实际SRC柱-钢梁组合框架不易出现"强柱弱梁"破坏机制的问题进行了研究.从抗震规范对于钢筋混凝土框架和钢框架"强柱弱梁"机制控制的不协调和钢梁与SRC柱在抗震特性本身的差异两方面,论证了组合框架"强柱弱梁"破坏机制的实现在规范方面存在基础上的缺陷以及内力调整方面存在的不足,提出了钢梁-SRC柱组合框架"强柱弱梁"的实现宜按照极限承载力进行调整并以钢筋混凝土一级框架相应的内力调整系数进行设计的建议,指出了对SRC构件进行有限元模拟时需注意的问题.