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装配式混凝土框架-冷弯薄壁型钢复合墙板结构抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2023年第4期44卷 247-256页

作者：王静峰胡培芳汪皖黔潘广东仇多宏合肥工业大学土木与水利学院安徽合肥230009 合肥工业大学安徽省先进钢结构技术与产业化协同创新中心安徽合肥230009 合肥国瑞集成建筑科技有限公司安徽合肥230009

为研究装配式混凝土框架-冷弯薄壁型钢复合墙板(CTSC墙板)结构的抗震性能和破坏机理,对1榀装配式混凝土纯框架和2榀装配式混凝土框架-CTSC墙板结构进行了低周反复荷载试验。通过分析结构破坏模式、荷载-位移曲线、刚度退化特征、延性、... 详细信息

为研究装配式混凝土框架-冷弯薄壁型钢复合墙板(CTSC墙板)结构的抗震性能和破坏机理,对1榀装配式混凝土纯框架和2榀装配式混凝土框架-CTSC墙板结构进行了低周反复荷载试验。通过分析结构破坏模式、荷载-位移曲线、刚度退化特征、延性、耗能机理以及关键部位应变变化规律,探究了CTSC墙板内嵌式连接和外挂式连接对装配式混凝土框架抗震性能的影响。结果表明:CTSC墙板内嵌或外挂连接均安全可靠,可有效地保证地震作用下装配式混凝土框架与CTSC墙板的协同工作;与纯框架相比,采用内嵌和外挂连接形式时结构的水平承载力分别提高28.3%和15.0%,初始刚度分别提高38.4%和16.8%。基于等效拉压杆原理,提出了装配式混凝土框架内嵌CTSC墙板结构的抗侧刚度简化计算式,并验证了计算结果的准确性。

关键词：装配式混凝土框架 CTSC墙板墙-框连接方式低周荷载试验抗震性能抗侧刚度

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新型装配式混凝土框架节点抗震性能试验研究

土木工程学报 2023年第2期56卷 23-33页

作者：邢国华王志萌秦拥军黄娇范玺长安大学陕西西安710061 新疆大学新疆乌鲁木齐830047 中建西部建设新疆有限公司新疆乌鲁木齐830000

为了改善装配式混凝土框架结构的抗震性能,实现装配式结构震后具有一定的可修复功能,通过在梁端塑性铰区纵向钢筋上串联碟簧装置为节点提供恢复力并保护塑性铰区混凝土,提出一种基于全灌浆套筒连接的新型装配式混凝土框架节点。设计并... 详细信息

为了改善装配式混凝土框架结构的抗震性能,实现装配式结构震后具有一定的可修复功能,通过在梁端塑性铰区纵向钢筋上串联碟簧装置为节点提供恢复力并保护塑性铰区混凝土,提出一种基于全灌浆套筒连接的新型装配式混凝土框架节点。设计并制作钢筋混凝土现浇节点试件、采用全灌浆套筒连接的装配式混凝土框架节点试件和内置碟簧装置的新型装配式混凝土节点试件各1件,通过低周往复试验分析节点试件的破坏过程、滞回特性、耗能能力等抗震性能,并采用数字图像相关法(Digital Image Correlation,DIC)对框架节点的破坏特征进行分析。试验结果表明:新型装配式混凝土节点的耗能和抗震性能优于普通灌浆套筒连接的装配式混凝土框架节点;碟簧装置在新型装配式节点加载过程发挥了类似阻尼器的作用,将节点核心区的一部分损伤转移到梁端内置碟簧区域,具有集中损伤的特性;DIC技术能够预测和记录试件在加载过程中的裂缝开展和破坏过程,可精细化分析试件破坏特征,适用于钢筋混凝土结构的裂缝分析和损伤监测。

关键词：装配式混凝土框架碟簧装置灌浆套筒抗震性能数字图像相关法

装配式可更换分级屈服耗能连接集成形状优化及试验研究

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工程力学 2024年第6期41卷 164-176页

作者：杜永峰李芳玉李虎池佩红兰州理工大学防震减灾研究所兰州730050 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地兰州730050

为增强装配式混凝土框架结构的可恢复性,提出一种可更换分级屈服耗能连接,通过在梁-柱节点处设置该连接可实现对结构屈服过程的有效控制。针对分级屈服耗能连接中的弯剪部件,基于等效应力屈服强度理论推导得到弯剪部件考虑等应力屈服的... 详细信息

为增强装配式混凝土框架结构的可恢复性,提出一种可更换分级屈服耗能连接,通过在梁-柱节点处设置该连接可实现对结构屈服过程的有效控制。针对分级屈服耗能连接中的弯剪部件,基于等效应力屈服强度理论推导得到弯剪部件考虑等应力屈服的形状曲线,通过Python集成Abaqus数值模型和优化算法获得低周疲劳性能最优的形状曲线。对5个分级屈服耗能连接试件开展低周往复加载试验,研究其滞回性能和变形能力等抗震性能,评价形状优化后分级屈服耗能连接的性能水平,并对弯剪部件影响参数进行分析。结果表明:优化后弯剪部件的塑性应变分布更加均匀,耗能能力和材料利用率明显提高;同时弯剪部件经优化后的分级屈服耗能连接试件变形能力显著增强;随着弯剪部件的等应力屈服高度比或高宽比减小,分级屈服耗能连接的承载能力和耗能能力均逐渐提高,但刚度退化速率逐渐加快;各试件变形及损伤主要集中在弯剪部件和屈曲部件,且均实现了分级屈服的耗能机制,说明分级屈服耗能连接能够有效控制结构的屈服过程。

关键词：装配式混凝土框架可更换连接分级屈服形状优化低周往复加载试验抗震性能

设置人工消能塑性铰的装配式RC框架结构抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2023年第S01期44卷 56-66页

作者：马哲昊张纪刚李芦钰王胜许卫晓宋罕宇赵国良青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 青岛青建理工建筑工业化研究院有限公司山东青岛266033 大连理工大学土木工程学院辽宁大连116024 中国建筑上海设计研究院有限公司上海200063 青岛第一市政工程有限公司山东青岛266034

为评估设置人工消能塑性铰(artificial dissipative plastic hinge,ADPH)的装配式RC框架结构的抗震性能,设计并制作了2榀2层1跨设置ADPH的装配式RC缩尺框架,对其开展了低周往复加载试验,分析该框架的损伤分布、屈服机制以及破坏模式,并... 详细信息

为评估设置人工消能塑性铰(artificial dissipative plastic hinge,ADPH)的装配式RC框架结构的抗震性能,设计并制作了2榀2层1跨设置ADPH的装配式RC缩尺框架,对其开展了低周往复加载试验,分析该框架的损伤分布、屈服机制以及破坏模式,并通过滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化及应变等研究其抗震性能。结果表明:设置ADPH的装配式RC框架结构的破坏模式为“完全梁铰机制”,塑性损伤控制在耗能构件处,非耗能构件仅轻微损伤;框架具有良好的承载能力及延性,位移延性系数均大于4.0;框架刚度退化主要源于附加耗能钢板翼缘加劲卷边的屈曲和柱脚混凝土的累积损伤;限位钢板可限制附加耗能钢板的屈曲变形,提高了结构的耗能能力;装配式耗能柱脚的预埋件应与柱内纵筋、箍筋有效绑扎连接,以避免预埋件出现锚固破坏。

关键词：装配式混凝土框架人工消能塑性铰拟静力试验屈服机制抗震性能

可更换耗能连接件的装配式混凝土框架结构抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2022年第1期43卷 69-76页

作者：李春雨童超吴京章锦洋东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189 东南大学国家预应力工程技术研究中心江苏南京211189 道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室(石家庄铁道大学) 河北石家庄050043

为评估带有可更换耗能连接件的装配式混凝土框架(REDC-PCF)的抗震性能,设计并制作了1榀60%缩尺的2层2跨REDC-PCF试件,在实验室完成试件的装配,随后对其开展拟静力试验,研究了该框架的损伤分布、滞回特性、延性和耗能能力等抗震性能。试... 详细信息

为评估带有可更换耗能连接件的装配式混凝土框架(REDC-PCF)的抗震性能,设计并制作了1榀60%缩尺的2层2跨REDC-PCF试件,在实验室完成试件的装配,随后对其开展拟静力试验,研究了该框架的损伤分布、滞回特性、延性和耗能能力等抗震性能。试验结果表明:试件的滞回曲线饱满且稳定,呈现出优异的抗震性能;该试件的塑性变形仅出现在指定耗能构件中,而预制混凝土梁柱构件保持弹性;可更换耗能连接件的高延性为节点提供了充分的转动能力,从而使结构在较大层间变形下具有稳定的承载能力和高耗能能力。

关键词：装配式混凝土框架可更换耗能连接件拟静力试验滞回性能延性

基于可更换耗能连接的装配式混凝土梁柱节点力学性能试验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2021年第1期51卷 1-8页

作者：谢鲁齐吴京章锦洋刘晨昱东南大学混凝土及预应力混凝土教育部重点实验室南京211189

为提高结构的震后修复效率和修复后工作性能,提出一种带有可更换耗能连接的装配式混凝土框架梁柱节点构造.将可更换耗能连接作为梁端抗弯部件和阻尼器,销轴体系作为梁端抗剪部件,进行节点试件的拟静力试验,分析其力学特性、抗震能力和... 详细信息

为提高结构的震后修复效率和修复后工作性能,提出一种带有可更换耗能连接的装配式混凝土框架梁柱节点构造.将可更换耗能连接作为梁端抗弯部件和阻尼器,销轴体系作为梁端抗剪部件,进行节点试件的拟静力试验,分析其力学特性、抗震能力和修复后性能.结果表明,试件在加载过程中表现出稳定的耗能能力和高延性性能,塑性变形集中在耗能连接的核心钢板内,卸载后混凝土裂缝均可闭合.发生较大转角位移时,试件可保持稳定的承载能力,其失效模式为核心钢板中部的疲劳断裂.更换核心钢板后试件的弹性刚度、滞回性能和延性等与初始工况一致,混凝土部件仍保持弹性,表明节点的震后修复性能良好.所提出的节点构造可应用于高烈度区域,使结构在强震后快速恢复承载能力和使用功能.

关键词：装配式混凝土框架可更换耗能连接组件震后修复性能低周疲劳能力滞回性能

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装配式混凝土框架减震墙板结构抗震性能研究

装配式混凝土框架减震墙板结构抗震性能研究

作者：龙佳栋广州大学

学位级别：硕士

装配式混凝土框架减震墙板结构是近年来提出的一种新的结构体系。为了研究装配式框架减震墙板结构的抗震性能以及作用机理,本文对该结构进行试验研究和有限元模拟,主要研究内容以及结论如下:（1）对五榀装配式减震墙板框架、装配式空框... 详细信息

装配式混凝土框架减震墙板结构是近年来提出的一种新的结构体系。为了研究装配式框架减震墙板结构的抗震性能以及作用机理,本文对该结构进行试验研究和有限元模拟,主要研究内容以及结论如下:（1）对五榀装配式减震墙板框架、装配式空框架和装配式普通墙板框架进行低周反复试验,对比研究了不同墙板对装配式框架抗震性能的影响。研究表明:减震墙板试件的滞回曲线饱满,没有捏缩现象。减震墙板作用机理明确可行,其对框架的约束作用小,参与了构件的耗能,减轻和延缓了框架的破坏,墙板除构造缺陷外几乎没有破坏。普通墙板试件在试验中也出现墙板间的相对滑移,但存在滑移空间不足的问题,其柱脚出现剪切破坏,墙板端部破坏严重。采用低强度砂浆为减震层时其滑移出现略晚于减震层为SBS的试件,墙板开时滑移后没有差别。拼装型减震墙板与砂浆接触面不够平整使其墙板滑移出现更晚,墙板滑移前端部就有开裂,最终墙板端部破坏严重。（2）对装配式框架减震墙板结构进行了有限元模拟分析,有限元模拟结果与试验吻合较好。随着减震层摩擦系数的增加,装配式框架减震墙板结构的抗震性能有所提高,提高作用小;采用不同厚度墙板作为减震墙板时,随着墙板厚度增加装配式框架减震墙板结构的抗震性能逐渐提高;墙板采用双层拉结筋和构造钢筋时其抗震性能提高明显;采用不同材料墙板作为减震墙板时,随着墙板材料强度提升,装配式框架减震墙板结构的抗震性能不断提高。

关键词：减震墙板装配式混凝土框架抗震性能

填充预制冷弯薄壁型钢复合墙板的装配式混凝土框架抗震性能试验与分析

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建筑结构学报 2022年

作者：王静峰胡培芳汪皖黔潘广东仇多宏合肥工业大学土木与水利学院安徽省先进钢结构技术与产业化协同创新中心合肥国瑞集成建筑科技有限公司

为获悉填充预制冷弯薄壁型钢复合墙板（CTSC墙板）装配式混凝土框架的抗震性能和破坏机理，本文对1榀装配式混凝土纯框架试件和2榀CTSC墙板-装配式混凝土框架试件进行了低周反复荷载试验。通过分析试件破坏模式、荷载-位移曲线、刚度退... 详细信息

为获悉填充预制冷弯薄壁型钢复合墙板（CTSC墙板）装配式混凝土框架的抗震性能和破坏机理，本文对1榀装配式混凝土纯框架试件和2榀CTSC墙板-装配式混凝土框架试件进行了低周反复荷载试验。通过分析试件破坏模式、荷载-位移曲线、刚度退化特征、延性性能、耗能机理以及关键部位应变变化规律，探究了CTSC墙板内嵌式连接和外挂式连接对装配式混凝土框架抗震性能的影响。试验结果表明，CTSC墙板内嵌或外挂连接安全可靠，有效地保证地震作用下装配式混凝土框架与CTSC墙板的协同工作；与纯框架试件相比，采用内嵌和外挂连接形式试件的极限水平承载力分别提高了28.3%和15%，初始刚度分别提高了38.4%和16.8%。基于等效拉压杆原理，提出了装配式混凝土框架内嵌CTSC墙板的抗侧刚度简化计算公式，并验证了计算结果的准确性。研究结果可为预制CTSC墙板在装配式建筑工程中的应用提供了科学依据。

关键词：装配式混凝土框架 CTSC墙板抗震性能抗侧刚度墙体连接方式

装配式可更换分级屈服耗能连接集成形状优化及试验研究

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工程力学 2022年

作者：杜永峰李芳玉李虎池佩红兰州理工大学防震减灾研究所兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地

为增强装配式混凝土框架结构的可恢复性，提出一种可更换分级屈服耗能连接，通过在梁-柱节点处设置该连接可实现对结构屈服过程的有效控制。针对分级屈服耗能连接中的弯剪部件，基于等效应力屈服强度理论推导得到弯剪部件考虑等应力屈... 详细信息

为增强装配式混凝土框架结构的可恢复性，提出一种可更换分级屈服耗能连接，通过在梁-柱节点处设置该连接可实现对结构屈服过程的有效控制。针对分级屈服耗能连接中的弯剪部件，基于等效应力屈服强度理论推导得到弯剪部件考虑等应力屈服的形状曲线，通过Python集成Abaqus数值模型和优化算法获得低周疲劳性能最优的形状曲线。对5个分级屈服耗能连接试件开展低周往复加载试验，研究其滞回性能和变形能力等抗震性能，评价形状优化后分级屈服耗能连接的性能水平，并对弯剪部件影响参数进行分析。结果表明：优化后弯剪部件的塑性应变分布更加均匀，耗能能力和材料利用率明显提高；同时弯剪部件经优化后的分级屈服耗能连接试件变形能力显著增强；随着弯剪部件的等应力屈服高度比或高宽比减小，分级屈服耗能连接的承载能力和耗能能力均逐渐提高，但刚度退化速率逐渐加快；各试件变形及损伤主要集中在弯剪部件和屈曲部件，且均实现了分级屈服的耗能机制，说明分级屈服耗能连接能够有效控制结构的屈服过程。

关键词：装配式混凝土框架可更换连接分级屈服形状优化低周往复加载试验抗震性能