装配式混凝土框架节点基本性能研究进展

装配式混凝土框架结构是目前国内外应用和研究最多的工业化结构体系之一,其核心部位为梁柱连接节点。连接节点的构造方式及其抗震性能不仅影响装配式结构的施工效率而且直接决定了框架结构整体的抗震表现。从三个方面系统梳理了国内外关于装配式混凝土框架节点的研究进展： 1） 试验研究方面,归纳总结了装配式框架节点的几类常用连接类型和构造方式,并着重介绍了几种新连接方式、新材料运用和新设计理念在装配式节点中的应用,以及相关试验结果; 2） 数值模拟方面,介绍了目前常用的两类模拟方法,基于宏观梁柱单元的模拟方法和基于三维实体单元的模拟方法,指出了各自的优点与不足; 3） 设计方法方面,总结了各国关于装配式混凝土框架的设计方法,比较了规范间的差异。通过梳理装配式混凝土框架结构的发展现状、局限以及应用前景,对提高我国装配式混凝土框架结构设计水平和推广装配式混凝土结构的工程应用,具有重要参考意义。     

新型装配式混凝土梁柱节点抗震性能数值分析

针对提出的新型装配式混凝土梁柱连接节点,采用OpenSees进行数值模型分析其抗震性能。首先通过与试验结果进行对比,从滞回曲线及骨架曲线验证有限元模型的准确性;然后通过建立的模型对ECC(Engineered Cementitious Composite)强度和ECC弹模折减进行参数分析。结果表明：OpenSees能较准确模拟新型装配式混凝土梁柱节点的滞回性能;随着ECC强度增加,节点模型的屈服荷载和峰值荷载均会不同程度增加;在同一抗压强度下,后浇ECC模型较后浇混凝土模型的屈服荷载和峰值荷载更高;ECC弹模折减对节点模型屈服荷载和峰值荷载影响差异不大。     

装配式混凝土框架梁柱节点抗冲击性能研究

装配式框架结构因施工速度快和质量可控等优势,已广泛应用于商业和民用建筑。但装配式梁柱节点,是该类框架结构中较薄弱部位,在极端荷载作用下,节点的安全性,是保证结构整体性的重要前提。研究采用有限元软件LS-DYNA建立装配式混凝土框架梁柱节点模型,通过冲击力、节点转角和损伤演化过程等对装配式节点的抗冲击性能进行研究,分析发现,在冲击荷载作用下,装配式节点的梁柱交界面处发生严重破坏并失效。     

装配式混凝土框架梁柱节点研究动态和展望

在日益关注的建筑工业化结构体系中,装配式混凝土框架结构是国内外应用最广泛、研究最多的体系之一,而保证框架结构整体工作性能的核心就在于梁柱节点。梁-柱之间节点的连接既是装配式混凝土框架结构的关键传力区域,又是薄弱部位。为改善装配式框架结构工作性能,以框架结构梁柱节点为研究对象,分别对干连接、湿连接以及混合式等节点连接形式与构造方式的国外内研究动态进行分析,探讨梁柱节点的新型连接技术,并收集和比较了中国、美国、欧洲等国内外框架节点相关的技术标准,从而提出尚需进一步研究的关键问题和框架结构节点将来发展方向,拟为推动装配式混凝土框架结构的发展和应用提供部分依据。     

装配式可更换混凝土框架节点非线性分析

对可更换新型混凝土框架梁柱节点的抗震性能进行仿真研究,采用有限元软件ABAQUS对节点进行非线性有限元分析,介绍了混凝土和钢结构的本构模型、混凝土与混凝土界面特性、混凝土与钢结构之间的黏结特性.将有限元计算结果与试验数据进行对比,发现数值模拟结果与试验数据吻合良好.基于所建立的有限元模型对节点进行参数化分析,结果表明混...     

装配式自复位钢框架梁柱节点低周往复试验的数值模拟

采用ABAQUS有限元分析软件,对4个装配式自复位钢框架梁柱节点在低周往复荷载作用下的试验进行数值模拟分析,并将分析结果与试验结果及理论计算结果相对比。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好,丰富了研究成果,获得对节点受力性能更准确、更全面的认识。同时梁柱节点开口处弯矩-转角的理论模型得到了验证,为进一步对节点的性能化设计及整体结构进行分析和设计奠定了基础。     

装配式混凝土框架节点性能研究进展

随着社会的发展,预制装配式建筑是未来发展方向,而推广的关键是研究预制框架节点连接方式。结合近年来国内外装配式混凝土框架柱干式连接和湿式连接的发展概况,本文综述了节点连接方式、新材料应用以及节点数值模拟分析研究,对多种类型节点连接方式和数值模拟进行总结,分析了各类节点连接方式和现阶段仿真计算模型优缺点及未来发展方向,总结了装配式混凝土框架结构连接的体系形式,有助于全面了解其现状。     

RC框架结构梁柱节点数值模拟方法的研究现状

根据研究手段的不同,关于RC框架梁柱节点的研究大致分为理论研究、试验研究和数值模拟研究三个方面。本文从数值模拟角度出发,对梁柱节点的研究现状进行了综述,分别介绍了常用有限元软件ANSYS、ABAQUS和OpenSEES在建立梁柱节点数值分析模型时所采用的单元类型、本构关系以及模型特点,并进行了对比研究。结合我国RC框架结构梁柱节点的研究现状和发展趋势,指出了现阶段研究中存在的问题,并对未来梁柱节点数值模拟的发展方向进行了展望。     

现浇与预制装配式混凝土框架节点抗震性能试验

为研究预制装配式混凝土框架结构连接节点的抗震性能,探讨其与现浇混凝土框架结构节点之间的性能差异,设计并制作了2组预制装配式混凝土框架节点试件和1组现浇混凝土框架节点试件,通过试验研究试件的滞回特性、承载能力、位移延性、强度退化和耗能能力等抗震性能及其破坏特征。结果表明:通过合理的设计,预制装配式混凝土框架节点的滞回耗能性能与现浇混凝土框架节点相当,其承载力和初始刚度基本等同于现浇混凝土结构节点,但其承载力退化速度快于现浇混凝土框架节点,屈服后预制构件累积损伤程度较现浇构件严重;预制装配式混凝土框架节点在轴压比较大时,节点破坏较为严重,耗能更多。     

湿式连接装配式混凝土框架抗连续倒塌静力试验研究

梁柱节点连接在大变形下的承载和变形能力对装配式混凝土框架结构抗连续倒塌性能具有显著影响。对4个不同湿式节点连接的装配式混凝土框架试件和1个现浇试件进行了静力连续倒塌试验,其中梁采用了机械套筒、弯起锚固和预应力连接,柱采用套筒灌浆和浆锚搭接连接。研究发现：采用机械套筒时梁钢筋在套筒处集中断裂,试件在压拱机制和悬链线机制下的倒塌抗力均显著降低;梁钢筋采用弯起锚固时,试件受力行为和倒塌抗力与现浇试件基本一致;预应力能够显著提升试件在两个机制下的倒塌抗力,但是在极限倒塌变形下预应力锚具传递较大的集中力,导致节点区混凝土的局部劈裂破坏;柱钢筋的套筒灌浆和浆锚搭接连接能够承受连续倒塌大变形下的水平剪力作用,但是柱接缝灌浆层在显著的水平剪力作用下发生滑移,减弱了柱对梁的约束;机制转换时,压拱机制轴压力对试件倒塌抗力产生负贡献;机械套筒和预应力连接试件的梁轴力对倒塌抗力贡献比例分别高于和低于现浇混凝土试件。     

Seismic behavior of bolted beam-to-column connections for concrete filled steel tube

Concrete-filled steel tubes (CFT) have the advantage of high strength, high stiffness and being constructed quickly. However, because the behavior of the beam-to-column connection for CFT is complicated and its design has not been sufficiently verified, their use has been limited.In this paper, a new design of bolted beam-to-column connections for CFT is proposed. A mechanical model is established in order to derive theoretical equations for calculating the stiffness, the yielding shear strength and the ultimate shear strength of the panel zone. Also, a series of cyclic loading experiments have been conducted. The experimental results and theoretical results are very close, which demonstrates that the bolted connections have superior seismic resistance in stiffness, strength, ductility and energy dissipation mechanisms. From the laboratory studies, even though the story angular drift reaches 7% and the plastic angular displacement reaches 5%, the structure still stands. Those results indicate that the seismic resistance exceeds those specified in Taiwan and the US.     

装配式钢管混凝土柱-双钢梁框架节点受力性能试验研究

针对一种适合装配式结构的钢管混凝土柱-双钢梁框架体系,对其2个典型平面节点和2个典型空间节点进行单调和循环加载试验,以研究加载模式和节点类型对节点破坏形态、承载力、刚度、延性及耗能能力的影响。结果表明：试件的破坏均发生在梁端,柱与节点域保持完好,满足“强柱弱梁、强节点弱构件”的抗震设计要求;试件的位移延性系数为2.6~3.6,能量耗散系数为1.7~2.2,耗能能力与型钢混凝土节点相当;加载模式(单调或循环)相同而节点类型(平面或空间)不同时,节点性能差异小;加载模式不同而节点类型相同时,节点性能差异大：循环荷载作用下的节点梁端焊缝发生拉裂破坏,位移延性系数较小。该种节点静力性能较好,但从提高抗断裂能力出发,需进一步改进构造,对焊缝分布进行优化设计。     

胶合木梁-柱摩擦型节点滞回性能研究

将摩擦型连接和形状记忆合金（SMA）板引入重型胶合木结构,提出了胶合木梁-柱摩擦型节点并研究了其滞回性能。分别以钢材和木材作为摩擦板材料,设计并制作了3个1∶2缩尺节点,开展了水平低周反复加载试验,获取了节点的典型破损模式和弯矩-转角滞回曲线,对比了节点的弹性转动刚度、峰值弯矩、耗能能力和残余变形。基于胶合木梁-柱摩擦型节点的工作机理建立了节点弯矩-转角滞回模型。结果表明：摩擦型节点主要发生SMA板受拉断裂,节点连接区域木材基本保持完好。相比普通螺栓钢填板节点,摩擦型节点的弹性转动刚度基本保持不变,峰值弯矩下降2%~17%,但各级位移加载幅值下节点耗能增加64%~278%,等效黏滞阻尼系数基本大于0.2,残余变形减小。采用钢制摩擦板的摩擦型节点残余变形更小,采用木质摩擦板的摩擦型节点的等效黏滞阻尼系数较大。胶合木梁-柱摩擦型节点的弯矩-转角滞回模型与试验滞回曲线吻合良好,表明其可用于工程结构分析。     

Hysteretic performance of frictional glulam beam-to-column connections

将摩擦型连接和形状记忆合金（SMA）板引入重型胶合木结构，提出了胶合木梁-柱摩擦型节点并研究了其滞回性能。分别以钢材和木材作为摩擦板材料，设计并制作了3个1∶2缩尺节点，开展了水平低周反复加载试验，获取了节点的典型破损模式和弯矩-转角滞回曲线，对比了节点的弹性转动刚度、峰值弯矩、耗能能力和残余变形。基于胶合木梁-柱摩擦型节点的工作机理建立了节点弯矩-转角滞回模型。结果表明：摩擦型节点主要发生SMA板受拉断裂，节点连接区域木材基本保持完好。相比普通螺栓钢填板节点，摩擦型节点的弹性转动刚度基本保持不变，峰值弯矩下降2%~17%，但各级位移加载幅值下节点耗能增加64%~278%，等效黏滞阻尼系数基本大于0.2，残余变形减小。采用钢制摩擦板的摩擦型节点残余变形更小，采用木质摩擦板的摩擦型节点的等效黏滞阻尼系数较大。胶合木梁-柱摩擦型节点的弯矩-转角滞回模型与试验滞回曲线吻合良好，表明其可用于工程结构分析。     

装配式混凝土铰接框架结构体系抗震性能分析

装配式混凝土铰接框架结构是一类新型的装配式混凝土结构体系,其预制梁柱铰接,屈曲约束支撑与铰接框架构成水平受力系统,而竖向力由框架柱承担.该体系受力明确,梁柱节点构造简单,现场施工便捷,符合建筑工业化的发展方向.采用ETABS有限元软件对采用该结构体系的某项目进行了多遇地震下的静力弹性分析和罕遇地震作用下的动力时程分析....     

足尺钢梁柱刚性连接节点抗震性能试验研究

通过10个不同连接构造的足尺钢梁柱刚性连接节点的试验,研究了标准栓焊连接节点、标准全焊连接节点、梁翼缘加强型节点、梁翼缘局部削弱型节点以及梁贯通型节点在梁端往复荷载作用下的破坏过程、破坏形态、承载力和塑性变形能力等抗震性能。试验结果表明,梁翼缘局部切割削弱和梁翼缘加盖板节点的梁的极限塑性转角大于0.03,梁贯通型节点、梁下翼缘加腋节点和梁翼缘打孔节点的梁的极限塑性转角大于0.02,其余类型节点的都小于0.02。对实测的梁翼缘和腹板的应力分布的分析表明,梁根部翼缘处于三向应力状态,是其脆性断裂破坏的原因之一。建议钢框架梁柱连接优先采用梁翼缘加梯形盖板节点和梁下翼缘加腋节点。     

自攻螺钉参数设置对胶合木梁柱节点受力性能的影响

采用自攻螺钉对胶合木梁柱节点进行横纹加强可有效传递木材的横纹拉应力和顺纹剪应力,从而延缓木材开裂、提高节点性能。为了研究自攻螺钉的布置间距、直径和个数等参数对加强节点受力性能的影响,对4组采用不同布置间距、直径和个数的自攻螺钉加强胶合木螺栓连接梁柱节点进行单调和低周往复加载试验,得到各组节点的刚度、延性、承载力、破坏模式和抗震性能。结果表明：自攻螺钉个数增加、直径增大,节点的承载力、破坏转角、延性系数以及节点总耗能增大;自攻螺钉布置间距的变化对节点在单调荷载作用下的承载力和延性系数无明显影响;而节点在往复荷载作用下时,随着自攻螺钉布置间距的减小,节点承载力和总耗能降低。     

装配式混凝土结构质量检测与验收技术的探究

随着装配式建筑的快速发展,对混凝土结构质量的检测与验收变得日益重要。通过综合研究常用的装配式混凝土结构质量检测方法与验收技术内容,分析其优缺点及适用范围,旨为装配式混凝土结构的工程质量控制提供有效的参考与指导。