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波纹钢板组合框架节点抗震性能试验研究

建筑结构 2023年第5期53卷 136-140,118页

作者：邹昀缪嘉炜王城泉时建新陈明吴艺超江南大学环境与土木工程学院无锡214122 上海欧本钢结构有限公司上海200127

基于波纹钢-钢管混凝土组合柱与U形外包波纹钢-混凝土组合梁,以“强节点弱构件”的设计原则提出了一种施工便捷、传力明确的节点连接方式。对中节点试件进行了低周往复加载下的拟静力试验,分析了节点的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、... 详细信息

基于波纹钢-钢管混凝土组合柱与U形外包波纹钢-混凝土组合梁,以“强节点弱构件”的设计原则提出了一种施工便捷、传力明确的节点连接方式。对中节点试件进行了低周往复加载下的拟静力试验,分析了节点的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、延性、梁端塑性铰区以及节点核心区关键部位钢材的应变变化,通过有限元软件对节点进行模拟,并与试验进行对比发现二者吻合较好。研究表明:试件最终破坏的位置为梁端理想塑性铰区,节点核心区域未发生明显破坏,实现了塑性铰的外移;试件滞回曲线饱满,等效黏滞阻尼系数为0.206,延性系数为3.67,说明试件具有较好的耗能能力以及延性。节点域钢材各位置应变分布均匀,传力效果良好,节点核心区未屈服,梁下翼缘塑性铰区应变达到屈服应变,节点工作性能良好,能有效传递弯矩以及剪力。

关键词：波纹钢-钢管混凝土组合柱 U形外包波纹钢-混凝土组合梁节点抗震性能拟静力试验

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装配式地铁车站侧墙-顶板节点抗震性能试验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2021年第4期51卷 610-617页

作者：冯帅克郭正兴刘毅潘清徐军林付先进邢琼东南大学土木工程学院南京211189 无锡地铁集团有限公司无锡214100 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

针对装配式地铁车站结构,提出了一种新型的车站顶板与侧墙连接节点.该节点通过车站侧墙顶部伸出的竖向U形钢筋与预制顶板两端伸出的水平U形钢筋搭接连接,从而实现侧墙与顶板间的内力传递.结合实际工程,设计制作了3个U形筋搭接构造形式... 详细信息

针对装配式地铁车站结构,提出了一种新型的车站顶板与侧墙连接节点.该节点通过车站侧墙顶部伸出的竖向U形钢筋与预制顶板两端伸出的水平U形钢筋搭接连接,从而实现侧墙与顶板间的内力传递.结合实际工程,设计制作了3个U形筋搭接构造形式各不相同的装配式足尺节点试件.通过拟静力试验,研究了节点试件的破坏形态、滞回性能、承载能力、变形性能以及耗能能力.结果表明,装配式节点试件的破坏形态包括U形筋弯弧内侧混凝土的局部受压破坏和侧墙剪切破坏.节点试件的位移延性系数为2.7~3.4,试件顶板端部的极限转角为1/22~1/27.增加节点中受拉钢筋的搭接长度,可以有效确保U形筋搭接连接在往复荷载作用下的有效性.

关键词：装配式地铁车站侧墙顶板节点 U形筋搭接连接节点抗震性能

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钢框架梁柱加强与削弱并用节点抗震性能分析

石材 2023年第12期 108-110页

作者：卢宏春甘肃建投土木工程建设集团有限责任公司甘肃青兰州730070

随着地震频繁发生,建筑物的抗震性能成为人们关注的焦点。在建筑设计中,钢框架结构是一种常用的结构形式,然而在实际应用中,钢框架结构的节点连接处容易出现破坏,影响建筑物的抗震能力。因此,对于钢框架结构的梁柱加强与削弱并用节点的... 详细信息

随着地震频繁发生,建筑物的抗震性能成为人们关注的焦点。在建筑设计中,钢框架结构是一种常用的结构形式,然而在实际应用中,钢框架结构的节点连接处容易出现破坏,影响建筑物的抗震能力。因此,对于钢框架结构的梁柱加强与削弱并用节点的抗震性能分析具有重要的意义。本文首先分析钢框架梁柱加强与削弱并用节点的设计原理,将对该结构的抗震性能进行分析,探究其在地震中的表现和优化方案,为建筑设计提供参考。

关键词：钢框架梁柱加强与削弱节点抗震性能

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聚丙烯纤维混凝土梁柱节点抗震性能数值分析

聚丙烯纤维混凝土梁柱节点抗震性能数值分析

作者：曹银龙新疆大学

学位级别：硕士

我国属于地震多发国,地震造成房屋和构筑物破坏,为减小地震带来的损失,需要提高房屋及构筑物抵抗地震的能力。随着建筑产业的迅速发展,框架结构、剪力墙结构以及框剪、筒体结构等逐渐成为了我国主要的结构形式。根据地震灾害情况调查,... 详细信息

我国属于地震多发国,地震造成房屋和构筑物破坏,为减小地震带来的损失,需要提高房屋及构筑物抵抗地震的能力。随着建筑产业的迅速发展,框架结构、剪力墙结构以及框剪、筒体结构等逐渐成为了我国主要的结构形式。根据地震灾害情况调查,节点核心区及其附近区域的破坏为导致混凝土框架结构的主要原因,且普通混凝土存在抗拉强度低、易开裂等缺点,将聚丙烯纤维作为加强材料加入混凝土对其进行加强,可起到阻裂增韧的作用,提高结构延性。随着数值求解方法日益进步,有限元分析在土木工程领域研究中发挥着越来越重要的作用。本研究采用试验与数值分析相结合的方法,以聚丙烯纤维体积掺量为0%,0.07%,0.1%,0.13%,0.16%,通过各项基本力学性能试验,研究聚丙烯纤维掺量对混凝土力学性能的影响,并提出聚丙烯纤维混凝土损伤本构模型。在此基础上,利用ABAQUS有限元软件,建立聚丙烯纤维混凝土梁柱节点模型,研究其抗震性能。主要研究内容如下:1.以聚丙烯纤维掺量为变量,进行各项基本力学性能试验,研究聚丙烯纤维掺量对混凝土各项力学性能的影响。结果表明:当聚丙烯纤维掺量为0.1%时,混凝土立方体抗压强度较普通混凝土提高了15.3%,混凝土轴心抗压强度较普通混凝土提高了21.96%,混凝土劈裂抗拉强度较普通混凝土提高了41.99%;当聚丙烯纤维掺量为0.07%时,混凝土的各项力学性能均达最低;当聚丙烯纤维掺量达到0.13%后,混凝土的各项力学性能较普通混凝土有所降低,但趋于稳定。2.通过单轴抗压试验,利用千分表测量混凝土变形,研究聚丙烯纤维掺量对混凝土峰值应力、峰值应变、极限应变及韧性的影响,并建立聚丙烯纤维混凝土损伤本构模型,结果表明:随着聚丙烯纤维掺量的增加,混凝土单调受压峰值应变、极限应变增加,峰值应力与抗压强度有着相似的规律;聚丙烯纤维混凝土的韧度均高于普通混凝土,明显提高了混凝土的韧性;聚丙烯纤维混凝土韧性指标η较普通混凝土提高并不明显,但聚丙烯纤维混凝土韧性指标η均较普通混凝土有较大提高,当纤维掺量为0.16%时,η的韧性指标较普通混凝土提高最为明显,提高了14%,表明聚丙烯纤维混凝土增韧作用主要体现在试件发生较大变形时。3.利用ABAQUS建立聚丙烯纤维混凝土梁柱节点模型,以聚丙烯纤维掺量、轴压比、核心区体积配箍率为变量,与试验梁柱节点破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、强度等抗震性能进行对比,结果表明:根据模型的混凝土、钢筋应力云图和混凝土拉压损伤变量云图,发现ABAQUS建立的模型所表现出的破坏特征与试验构件破坏特征相符;将聚丙烯纤维加入混凝土增强节点核心区、适当增大轴压比、增加核心区体积配箍率可增加节点构件的耗能能力;模型与试验滞回曲线所表现出的规律一致,骨架曲线吻合良好,可较好的捕捉到各个特征点。

关键词：聚丙烯纤维混凝土损伤本构模型数值分析节点抗震性能

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粘钢锚固钢筋混凝土框架节点的抗震性能研究

粘钢锚固钢筋混凝土框架节点的抗震性能研究

作者：史占宽石家庄铁道大学

学位级别：硕士

粘钢加固混凝土结构是一种新型的结构加固方法。为了提高原有结构构件的强度或刚度,采用特制的结构胶使钢板和原始结构牢固地形成一个整体,并承受共同的受力和变形。目前粘钢加固用于受弯构件正弯矩区承载力不足的研究已经比较成熟,计... 详细信息

粘钢加固混凝土结构是一种新型的结构加固方法。为了提高原有结构构件的强度或刚度,采用特制的结构胶使钢板和原始结构牢固地形成一个整体,并承受共同的受力和变形。目前粘钢加固用于受弯构件正弯矩区承载力不足的研究已经比较成熟,计算和构造措施都已经比较完善,但对于混凝土框架梁负弯矩区承载力不足的加固研究尚不充分。本文设计出了采用不同形式粘钢锚固的节点试件,并通过理论分析与数值计算对往复加载作用下钢筋混凝土框架梁负弯矩区采用不同形式粘钢锚固节点试件的抗震性能进行了系统的研究。完成的主要工作如下:(1)在不考虑钢筋滑移的情况下,运用基本力学方法对粘钢后的T型截面梁及矩形截面梁的受力进行了分析,采用基本力学原理分析截面在梁端集中荷载作用下的截面极限承载力。(2)鉴于试验试件,建立了基于ANSYS软件平台的不同形式钢筋混凝土框架梁负弯矩区粘钢锚固技术的空间仿真分析模型,通过合理设置计算参数,准确的模拟了不同锚固技术梁在单调荷载下的受力过程,所得数值模拟结果与理论数据误差在10%以内,比较吻合,具有一定的参考价值。(3)延用以上参数设置,模拟了不同锚固技术加固节点在往复荷载下的受力过程。对其滞回性能、延性、承载力及刚度退化等抗震性能指标进行研究。结果表明,规范、围板和回型加固方法均调动了混凝土参与受力,节点承载力提高12.52%9.23%。后两种均因承载力的提升而导致耗能能力不同程度的下降,滞回曲线均成现Z型,耗能能力要次于规范加固及未加固节点。综合围板、回型加固这两种锚固形式分析结果得,回型加固只对节点和梁端进行了加固,其既发挥了梁钢筋的作用,又起到了对节点锚固的作用。而围板加固只对梁端和柱端进行了加固,导致节点混凝土开裂较早,裂缝发展迅速,因此在实际应用中,通过粘钢锚固应尽量保证混凝土柱、梁及节点的整体性与连贯性,方能充分发挥加固钢板良好的抗震性能。

关键词：钢筋混凝土框架负弯矩区粘钢加固节点抗震性能有限元滞回曲线

基于T型钢耗能的预应力自复位钢结构梁柱节点抗震性能研究

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基于T型钢耗能的预应力自复位钢结构梁柱节点抗震性能研究

作者：王威东南大学

学位级别：硕士

预应力自复位结构通过预应力钢绞线的预拉力实现结构功能的快速恢复,地震中能防止主结构的损伤,减少残余变形。预应力自复位结构通过设置耗能元件来消耗地震能量,以往研究多采用单一耗能元件,如利用角钢的弯曲变形耗能、钢板剪力墙的斜... 详细信息

预应力自复位结构通过预应力钢绞线的预拉力实现结构功能的快速恢复,地震中能防止主结构的损伤,减少残余变形。预应力自复位结构通过设置耗能元件来消耗地震能量,以往研究多采用单一耗能元件,如利用角钢的弯曲变形耗能、钢板剪力墙的斜向拉力场耗能、摩擦连接件的滑移摩擦耗能。然而,单一耗能元件在地震中往往损伤严重,甚至引发断裂。本文提出一种能同时以摩擦和弯曲方式联合耗能的T型钢作为自复位结构的耗能元件,在提高结构耗能能力的同时,使结构具有更高的安全度。梁柱连接节点是结构体系中保证传力可靠的关键部位,其抗震性能对结构体系的抗震性能影响显著。本文将针对新型预应力自复位梁柱节点的抗震性能开展系列研究,为其推广应用提供技术支撑。本文考虑T型钢翼缘腹板厚度和预应力钢绞线初始预应力等因素,设计了5个足尺的预应力自复位梁柱节点试件,并对其开展了低周往复荷载作用下的拟静力试验,考察试件的破坏过程和破坏模式,依据滞回曲线和骨架曲线,得到各节点试件的承载能力、延性系数、刚度退化和耗能系数等抗震性能指标。试验结果表明,5个足尺的预应力自复位梁柱节点试件的最终破坏均由梁柱节点转角处T型钢产生明显的塑性铰引起,5个节点试件的滞回曲线呈“双旗帜”型,说明该新型预应力自复位梁柱节点具有良好的自复位能力,揭示了T型钢翼缘腹板厚度、预应力钢绞线初始张拉力对节点抗震性能的影响规律。利用有限元软件ANSYS对5个足尺的预应力自复位梁柱节点试件进行数值模拟,并与试验结果进行对比分析。对比表明:有限元模拟结果与试验数据吻合较好,验证了有限元模型的正确性。在此基础上,对标准节点试件进行参数化分析,揭示了T型钢腹板与加强板之间的抗滑移系数、T型钢翼缘腹板厚度、预应力钢绞线初始张拉力以及预应力钢绞线的布置对节点抗震性能的影响规律,结合试验和有限元分析结果,给出新型预应力自复位梁柱节点可用于指导工程实际的构造措施。根据本文提出的预应力自复位梁柱节点的受力机理,给出了一种可用于工程实际推广的设计方法以及具体的设计步骤。并通过理论分析提出一个节点的弯矩-转角关系计算公式,并通过与试验和有限元进行对比,结果表明所提出的弯矩-转角关系计算公式有较好的精度,可供该类预应力自复位梁柱节点设计和实际应用参考。

关键词：预应力自复位梁柱节点拟静力试验 T型钢弯曲耗能摩擦耗能节点抗震性能有限元分析弯矩-转角曲线

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高性能混凝土节点抗震性能分析

高性能混凝土节点抗震性能分析

作者：缪彤彤合肥工业大学

学位级别：硕士

随着科学水平的日新月异，人们对于建筑物的要求已经不仅仅满足于舒适性这一基本要求。建筑师们天马行空的想象力给结构师提出越来越多的要求，结构的形式也是呈现出多样性。于是对于材料的性能也是提出了更高的要求，因此高性能混凝土... 详细信息

随着科学水平的日新月异，人们对于建筑物的要求已经不仅仅满足于舒适性这一基本要求。建筑师们天马行空的想象力给结构师提出越来越多的要求，结构的形式也是呈现出多样性。于是对于材料的性能也是提出了更高的要求，因此高性能混凝土的研究开始了。也正因为这一需求，高性能混凝土的研究有了长足的进展。目前世界上的很多国家已经在很多大型项目上使用高性能混凝土材料，就目前来看，效果是非常理想的。地震作用下，结构的破坏带来的损失无法估量。而节点的破坏作为结构破坏中的重要一环，受到各国研究人员广泛的关注。虽然在相关的理论研究上存在较大的差异，但是无可否认的是，节点的性能很大程度上的影响着结构的抗震性能。本文选取2种高性能混凝土作为实验对象，与普通C35混凝土进行对比。本文主要使用ABAQUS对高性能混凝土进行受拉受压应力应变关系的，建立有限元分析的结构模型。对梁端施加低周反复作用力，通过对比三种材料在不同阶段应力应变分布，节点区域的滞回曲线以及耗能曲线等，得出高性能混凝土节点抗震性能进入弹塑性以后的刚度退化情况及延性性能，从而对高性能混凝土抗震性能做出评价。

关键词：高性能混凝土节点抗震性能 ABAQUS 本构关系滞回曲线

预制装配式钢筋混凝土套接式梁柱边节点抗震性能试验研究

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预制装配式钢筋混凝土套接式梁柱边节点抗震性能试验研究

作者：王宇航扬州大学

学位级别：硕士

随着我国对预制装配式结构发展的大力支持,装配式结构有着较为广阔的发展前景。本文基于国内外研究现状,并在前课题组研究的基础上又创新性的设计了一种新型预制装配式钢筋混凝土钢套筒连接节点,并对钢套筒连接式梁柱边节点的抗震性能... 详细信息

随着我国对预制装配式结构发展的大力支持,装配式结构有着较为广阔的发展前景。本文基于国内外研究现状,并在前课题组研究的基础上又创新性的设计了一种新型预制装配式钢筋混凝土钢套筒连接节点,并对钢套筒连接式梁柱边节点的抗震性能指标进行理论及试验研究,论文的主要工作及取得的结论如下:（1）阅读国内外有关预制装配式梁柱节点、框架节点以及钢套连接式节点的文献及研究成果,详细表述本文所设计的套接式节点的构造形式、尺寸、配筋、优势以及安装工艺和流程。具体介绍本文试验的主要目的及试验过程中主要记录及量测的数据内容,并对节点试件的制作、试验方案、加载装置以及量测内容进行了具体阐述;（2）本文共设计1个普通现浇节点和5个预制装配式钢筋混凝土套接式梁柱T型节点并进行试验,提取了节点的滞回曲线、骨架曲线、强度变化、刚度变化、延性、耗能能力、应变变化、节点核心区剪切变形、残余变形以及预应力筋拉力等结果,通过对梁纵筋、加劲肋厚度、预应力大小以及柱钢套有无侧板四个变量进行分析,并与普通现浇试件进行对比,结果发现,套接式节点抵抗变形能力强、承载能力高、延性好以及自恢复能力优秀。此外,在能量耗散及节点核心区抵抗剪切破坏方面新型节点的能力几乎能达到等同于现浇节点的程度。本文研究的节点在普通钢套筒设计的思路上,进行了创新改进,比如改进了节点的连接方式,使用高强螺栓对节点进行拼接使得节点连接更加可靠,而且对于日后的拆卸更换也更加方便。另外,在梁正截面施加预应力也使得节点具有更好的整体性能,能更好的抵抗地震的损坏;（3）运用ABAQUS有限元软件对预制装配钢套连接式钢筋混凝土节点试件进行了数值模拟分析,将模拟结果与试验结果进行对比,得出以下结论:一方面,有限元模拟的破坏位置与试验结果基本吻合;另一方面,试验得到的骨架曲线与有限元分析得到的结果基本一致,说明本文采用的有限元模型能精确的模拟试验的加载过程;最后,还进行了节点参数的延伸分析,通过分析不同钢板强度及混凝土强度对节点承载能力的影响,结果表明钢板的强度对于节点的承载能力影响较小,而混凝土的强度对于节点承载能力的影响有较大作用。

关键词：预制装配式节点抗震性能钢套筒连接节点有限元模拟

钢筋混凝土多层管框架节点抗震性能的试验研究

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四川建筑科学研究 1984年第3期 28-36页

作者：张孝培陈学鸿

一、概述本课题结合我国国情,以钢筋混凝土多层管框架为研究对象,发展适用于专县建筑工程及房屋密集而施工条件差的市镇建设工程。为此,要求这种框架结构应尽可能具有下述特点;构件预制,采用定型模具,大量节约木材;构件轻巧,节约水泥;... 详细信息

一、概述本课题结合我国国情,以钢筋混凝土多层管框架为研究对象,发展适用于专县建筑工程及房屋密集而施工条件差的市镇建设工程。为此,要求这种框架结构应尽可能具有下述特点;构件预制,采用定型模具,大量节约木材;构件轻巧,节约水泥;节点构造简单,接头不用焊接;吊装方便,不用大型吊装设备;节点拼装,二次浇注混凝土,不

关键词：核芯区节点抗震性能钢筋混凝土增强材料反复荷载塑性铰区多层管剪切斜裂缝