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带狗骨式削弱梁段的装配式梁柱节点抗震性能研究

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建筑结构 2024年第14期54卷 98-105页

作者：王沛怡胡少伟齐浩赵轩聂影陶修重庆大学土木工程学院重庆400045 中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆402460

为了防止梁柱节点脆性破坏以及提高梁柱节点的震后快速修复能力,提出一种在地震作用下损伤可控之后可被快速修复的带狗骨式削弱梁段的装配式梁柱节点。为研究该节点的抗震性能与修复能力,对修复试件在内的4个节点试件进行了拟静力试验,... 详细信息

为了防止梁柱节点脆性破坏以及提高梁柱节点的震后快速修复能力,提出一种在地震作用下损伤可控之后可被快速修复的带狗骨式削弱梁段的装配式梁柱节点。为研究该节点的抗震性能与修复能力,对修复试件在内的4个节点试件进行了拟静力试验,通过观测与分析得到了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、应变分布、位移延性系数等抗震性能指标并对其进行了对比研究。结果表明:与栓焊连接节点和传统骨式削弱节点相比,新型节点具有更高的承载能力、耗能能力与节点转动能力;新型节点在地震作用下能够有效地转移塑性铰,防止脆性破坏;通过更换骨式削弱耗能梁段实现震后节点功能快速被修复的方案是可行的,且修复后的节点承载力与抗震性能仍维持在较高水平。

关键词：狗骨式削弱装配式梁柱节点拟静力试验破坏模式震后可恢复功能

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螺栓连接装配式梁柱节点抗火性能分析

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第4期40卷 658-667页

作者：王宇高国翔洪作全王君伟刘铁林沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 中建三局安装工程有限公司湖北武汉420074

目的研究一种新型螺栓连接装配式梁柱节点抗火性能,分析其高温下应力分布规律及破坏形式,为螺栓连接装配式梁柱节点抗火设计提供理论依据。方法采用ABAQUS有限元分析软件建立螺栓连接装配式梁柱节点模型,并采用顺序热力耦合方法对不同... 详细信息

目的研究一种新型螺栓连接装配式梁柱节点抗火性能,分析其高温下应力分布规律及破坏形式,为螺栓连接装配式梁柱节点抗火设计提供理论依据。方法采用ABAQUS有限元分析软件建立螺栓连接装配式梁柱节点模型,并采用顺序热力耦合方法对不同工况下螺栓连接装配式梁柱节点进行数值模拟;探讨梁端荷载比、混凝土保护层厚度以及受火方式等因素对螺栓连接装配式梁柱节点抗火性能影响。结果当混凝土保护层厚度由25 mm增加到30 mm时,节点耐火极限小幅增加;当混凝土保护层厚度由30 mm增加到35 mm时,节点耐火极限增加显著;与四面受火相比,三面受火时节点梁端位移受梁端荷载比、混凝土保护层厚度等参数的影响更明显;当梁端荷载比由0.7减小到0.5时,节点耐火极限增加了61%~68%;当混凝土保护层厚度由25 mm增加到35 mm时,节点耐火极限增加了10%~20%。结论节点耐火极限主要受节点区域内梁构件耐火极限影响;当梁端荷载比增加时,节点耐火极限减小;三面受火时节点耐火极限明显大于四面受火时节点耐火极限,故对梁上表面进行隔火处理可大幅度提升节点的耐火极限。

关键词：装配式梁柱节点抗火性能耐火极限有限元分析

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新型装配式梁柱节点有限元参数分析

应用力学学报 2022年

作者：李慎丁世豪李晓蕾刘云贺田建勃王振山西安理工大学土木建筑工程学院

本文提出了一种装配式梁柱节点新形式，带悬臂梁段的框架柱与框架梁进行拼接，通过L形角钢进行节点加强，形成全螺栓装配式节点。为研究该节点的力学性能，以前期试验作为研究基础，对带悬臂梁段拼接的装配式新型梁柱节点采用ABAQUS软... 详细信息

本文提出了一种装配式梁柱节点新形式，带悬臂梁段的框架柱与框架梁进行拼接，通过L形角钢进行节点加强，形成全螺栓装配式节点。为研究该节点的力学性能，以前期试验作为研究基础，对带悬臂梁段拼接的装配式新型梁柱节点采用ABAQUS软件进行参数分析。首先建立装配式梁柱节点的足尺试验模型，与试验结果进行对比验证；然后，对带悬臂梁段拼接节点进行参数化分析并且考虑加劲肋数量、横板厚度、耳板厚度、L形角钢长度和翼缘螺栓数量的因素，得到不同参数下节点的力学性能，为带悬臂梁段拼接的装配式新型梁柱节点的后续研究及应用提供一定的理论依据。

关键词：装配式梁柱节点参数分析悬臂梁段力学性能

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带顶底L形件的装配式梁柱节点参数分析

应用力学学报 2022年

作者：李晓蕾李雪艳李慎刘珏西安理工大学土木建筑工程学院中国建筑西北设计研究院有限公司

本文提出了一种新型装配式梁柱节点形式，框架梁通过顶底L形件与框架柱相连，实现全螺栓装配化施工。前期对带顶底L形件的装配式梁柱节点足尺试件进行了拟静力试验研究，对该节点的抗震性能进行了分析，本文以试验研究为基础，通过ABAQU... 详细信息

本文提出了一种新型装配式梁柱节点形式，框架梁通过顶底L形件与框架柱相连，实现全螺栓装配化施工。前期对带顶底L形件的装配式梁柱节点足尺试件进行了拟静力试验研究，对该节点的抗震性能进行了分析，本文以试验研究为基础，通过ABAQUS有限元分析软件，进行该节点的参数拓展分析，分析该节点设计参数对带顶底L形件的装配式梁柱节点受力性能的影响。首先建立足尺试件的有限元分析模型，验证了有限元分析过程的精确性；然后考虑节点L型件形式，L型件竖板厚度，L型件横板厚度、L型件横板长度，L型件加腋个数以及端板厚度变化对装配式连接节点的受力性能的影响，研究结果以期对带顶底L形件的装配式梁柱节点的设计和优化提供工程建议。

关键词：装配式梁柱节点 L形连接件参数分析有限元分析

高延性再生微粉混凝土（HDRPC）加固装配式梁柱节点抗震性能研究

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高延性再生微粉混凝土（HDRPC）加固装配式梁柱节点抗震性能研究

作者：范思琦山东建筑大学

学位级别：硕士

随着我国城镇化快速发展,建筑垃圾产量逐年递增,大量建筑垃圾囤积对环境造成极大污染,如何回收再利用废弃混凝土是我国可持续发展和城乡建设绿色低碳发展亟待解决的问题之一。废弃混凝土经破碎、筛分、研磨制得再生粗、细骨料及再生微... 详细信息

随着我国城镇化快速发展,建筑垃圾产量逐年递增,大量建筑垃圾囤积对环境造成极大污染,如何回收再利用废弃混凝土是我国可持续发展和城乡建设绿色低碳发展亟待解决的问题之一。废弃混凝土经破碎、筛分、研磨制得再生粗、细骨料及再生微粉并应用于混凝土结构中是解决上述问题的有效措施之一。当前对再生粗、细骨料的应用已有大量研究,而再生微粉的相关研究较少。相较于普通混凝土,再生混凝土力学性能略有不足,本文以再生微粉为原料,部分替代水泥,以掺入纤维的方式弥补其自身缺陷,制备高延性再生微粉混凝土(High Ductility Recycled Powder Concrete,简称HDRPC),研究HDRPC材料的断裂性能和三轴受压性能。碳达峰、碳中和政策不仅推动装配式建筑发展,同时对既有建筑物的绿色改造和抗震加固也至关重要。加固震损建筑物既可以恢复其抗震性能,又能减少震损建筑物拆除产生的大量废弃混凝土,是减碳减排有效措施之一。本文利用HDRPC对节点震损部位进行加固,研究不同施工方法与加固方式下的节点抗震性能。论文主要工作及成果如下:(1)梳理总结再生混凝土、再生微粉于工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,简称ECC)中的应用、再生混凝土断裂性能及三轴受压性能的研究现状,以及装配式节点和加固装配式节点抗震性能的研究进展。(2)基于三点弯曲试验,研究水胶比、再生微粉取代率、纤维种类对HDRPC断裂性能的影响,根据双K断裂参数并结合微观形貌分析各因素对HDRPC增韧效果及改善机制。(3)通过三轴受压试验,以围压及上述变量为参数并进行归一化处理,研究各参数对HDRPC应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变等影响规律,建立峰值应力-围压本构方程。(4)对1个现浇节点、2个装配式节点进行损伤评级并设计加固方案,以不同施工、加固方式为参数,通过低周往复荷载试验研究节点抗震性能。结果表明:(1)HDRPC材料具有优异的抗弯、抗压性能,将该材料应用于节点加固中能有效提升节点抗震性能。(2)水胶比、再生微粉取代率、PVA纤维占比的增大与HDRPC断裂性能呈先升后降的趋势;当水胶比为0.28、再生微粉取代率为45%、复掺0.2%玄武岩纤维和1.7%PVA纤维时,HDRPC断裂韧度最好。(3)围压值增大使HDRPC峰值应力、峰值应变均有增大趋势,BP45-0.28性能最优。(4)使用HDRPC对节点进行加固能有效恢复其承载力,提高节点的耗能能力。HDRPC材料与装配式节点协同工作性更好,装配式节点的耗能能力优于现浇节点,且核心区剪切变形较小,加固PHDJ1节点抗震性能最优。

关键词：高延性再生微粉混凝土断裂性能三轴受压装配式梁柱节点加固抗震性能

冷挤压套筒连接装配式梁柱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） 2019年第5期49卷 918-925页

作者：陈庆军潘忠尧蔡健梁竣杰朱东烽陈祺荣华南理工大学土木与交通学院广州510641 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点试验室广州510641 广东精宏建设有限公司云浮527400

为研究冷挤压套筒连接装配式梁柱节点的抗震性能,完成了7个装配式梁柱节点和1个现浇节点试件的拟静力试验,研究了试件的破坏形态、滞回特性、延性性能和耗能能力.结果表明,在相似的参数条件下,装配式梁柱节点具有与现浇节点相当的耗能... 详细信息

为研究冷挤压套筒连接装配式梁柱节点的抗震性能,完成了7个装配式梁柱节点和1个现浇节点试件的拟静力试验,研究了试件的破坏形态、滞回特性、延性性能和耗能能力.结果表明,在相似的参数条件下,装配式梁柱节点具有与现浇节点相当的耗能能力和综合抗震性能.设计成梁端弯曲破坏、柱压弯破坏和节点核心区剪切破坏的节点均实现了预期的破坏形态.装配式试件等效极限层间位移角均大于1/33;设计成梁端破坏的试件延性系数均大于3.6,归一化总滞回耗能均大于4.5,在极限状态下,等效黏滞阻尼系数均大于0.2;设计成柱破坏和节点破坏的试件延性系数均小于3.0,归一化总滞回耗能均小于2.2,极限状态下等效黏滞阻尼系数均小于0.15.合理设计的钢筋冷挤压套筒连接装配式节点具有良好的抗震性能.

关键词：冷挤压套筒连接装配式梁柱节点破坏形态抗震性能

采用钢套筒-耗能铰的装配式梁柱节点受力机理及参数分析

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福建建筑 2023年第4期 69-74页

作者：马永超肖合顺林育芳徐坤张耀林何纲平福建工程学院土木工程学院福建福州350118 中建科工集团有限公司广东深圳518000 福建创盛建设有限公司福建福州350100 福建天蒙建设有限公司福建南平353600

为提高装配式结构抗震性能,实现装配式结构强节点、耗能区域可控、高效连接等关键技术创新,提出一种钢套筒-耗能铰装配式梁柱节点。基于钢套筒-耗能铰装配式梁柱节点滞回性能试验,构建装配式梁柱节点有限元模型数值模拟分析其受力机理,... 详细信息

为提高装配式结构抗震性能,实现装配式结构强节点、耗能区域可控、高效连接等关键技术创新,提出一种钢套筒-耗能铰装配式梁柱节点。基于钢套筒-耗能铰装配式梁柱节点滞回性能试验,构建装配式梁柱节点有限元模型数值模拟分析其受力机理,研究耗能铰不同参数构造对节点工作性能的影响。结果表明:钢套筒强化装配式梁柱节点核心区,提高节点核心区抗剪能力和剪切变形能力;钢套筒-耗能铰装配式梁柱节点耗能和损伤破坏集中在耗能铰;得到装配式梁柱节点中耗能铰的参数设计建议。

关键词：装配式梁柱节点钢套筒耗能铰受力机理分析参数分析

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带顶底L型件的装配式梁柱节点试验研究

地震工程与工程振动 2020年第5期40卷 148-158页

作者：李慎姚丹郭宏超刘云贺西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048

在传统半刚性节点的基础上,结合端板及顶底角钢连接,提出带顶底L型件的装配式梁柱节点,适用于变电站及多层钢框架住宅体系。分别对3个参数不同的构件节点进行循环加载试验,从耗能能力、承载力、延性及刚度退化等方面研究了该梁柱节点的... 详细信息

在传统半刚性节点的基础上,结合端板及顶底角钢连接,提出带顶底L型件的装配式梁柱节点,适用于变电站及多层钢框架住宅体系。分别对3个参数不同的构件节点进行循环加载试验,从耗能能力、承载力、延性及刚度退化等方面研究了该梁柱节点的抗震性能和失效模式。根据有关规范对带顶底L型件的装配式梁柱节点的弹性极限承载能力及塑性极限承载能力进行验算。结果表明,该节点主要的失效模式是梁翼缘及梁腹板发生屈曲变形和撕裂,该节点具有良好的承载力、延性、刚度及滞回性能。通过增加L型件长肢长度及L型件厚度,可改善节点在循环荷载作用下的承载力,延性及耗能能力。该节点属于半刚性节点,并满足"强柱弱梁"的要求。

关键词：装配式梁柱节点 L型件滞回性能失效模式拟静力试验

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新型装配式梁柱节点力学性能试验研究

新型装配式梁柱节点力学性能试验研究

作者：李为安徽建筑大学

学位级别：硕士

现如今由于住房资源紧缺,相比较传统意义的施工方法,装配式建筑的施工从效率上和质量上大大领先传统施工方法;推广装配式建筑能够使得在最短的时间内,最快速高效的减轻住房资源的压力。装配式建筑已经成为建筑业大力推广的新型建筑模式... 详细信息

现如今由于住房资源紧缺,相比较传统意义的施工方法,装配式建筑的施工从效率上和质量上大大领先传统施工方法;推广装配式建筑能够使得在最短的时间内,最快速高效的减轻住房资源的压力。装配式建筑已经成为建筑业大力推广的新型建筑模式,由于其具有施工简便快捷,承载能力优良,施工工期短等多个优点,因此装配式的研究成为了如今建筑行业的热点;节点的设计和施工方法是装配式建筑目前主要的难点,各种连接节点的设计方法是拼接的关键,节点设计过于复杂对于现场的安装施工有很大的阻力;节点设计过于简单可能会导致结构的承载能力不足,在地震等自然灾害中发生破坏等危险。相比与传统现浇结构,预制结构的连接节点处容易发生应力集中等现象,在地震荷载中,节点也是最先破坏的对象,目前装配式节点问题是装配式研究的主要方向。本文提出了一种新型梁柱干式节点,梁柱通过八根螺栓穿过梁与柱预留孔洞进行连接,梁选用T型梁,两侧翼缘部分为预留孔洞位置。本次试验制作了两组试件,分别使用高强螺栓与普通螺栓进行作为对比试验,两组试验在低周反复荷载作用下梁柱发生塑性破坏,普通螺栓组相比高强螺栓塑性变形更大,但极限承载力和抗震能力要弱于高强螺栓;对梁柱节点进行滞回性能分析,骨架曲线分析,承载力退化分析,节点核心区域应变分析和延性分析。在进行实验准备工作之前,针对该节点为研究其可行性,使用有限元分析软件ABAQUS对本次的实验模型进行了数值模拟,为了保证数值模拟的准确性在模型的设置上尽可能的与实际情况保持一致。根据低周反复荷载试验和有限元分析得出以下结论:(1)新型装配式梁柱节点的抗震性能满足设计要求,在试验过程中,翼缘部分混凝土被压碎破坏;螺栓作为构件主要受力部分,螺栓均发生了不同程度的变形,承压钢板处混凝土受力开裂但整体结构仍保持稳定,牛腿柱以及柱身上下端部非中心区并无损坏。(2)装配式节点高强螺栓的实验由于螺栓等级过大,导致螺栓塑性变形较小,梁柱节点核心区混凝土发生了剪切破坏,高强螺栓组在实验中螺栓仅发生部分的变形,构件整体的极限承载力要高于普通螺栓组。(3)将高强螺栓和普通螺栓试验进行对比发现,高强螺栓转动刚度大于普通螺栓,转角小于普通螺栓,但两组螺栓均表现处良好的转动能力,高强螺栓的延性要低于普通螺栓。随着荷载的增加,普通螺栓由于自身强度低于高强螺栓,螺栓先于混凝土破坏,试验后拆卸发现八根螺栓有一根被拉断;在后续试验中建议采用其他材料螺栓。(4)新型装配式梁柱节点在地震荷载作用下具有很好的耗能性能,模拟结果与试验结果较为吻合,构件设计满足强柱弱梁要求,本文所研究的内容可以为装配式的梁柱节点的连接方式应用提供参考。最后,感谢国家重点研发项目资助基金编号(2016YFC0701500)对本文的实验提供大力支持与帮助!图76表11参65

关键词：装配式梁柱节点低周反复荷载高强螺栓普通螺栓数值模拟