预制装配框架结构灌浆套筒式节点试验研究

预制装配混凝土结构竖向钢筋连接方法有很多,而近年来比较推崇的是钢筋套筒灌浆连接。这种钢筋连接方法在做法上较为简单方便,只需将钢筋插入预制好的钢套管内,并浇筑微膨胀灌浆料,待灌浆料凝结硬化便将两根钢筋连接到了一起。通过进行装配式混凝土框架边节点和相应的普通现浇边节点的低周反复荷载试验,来评价装配式混凝土框架边节点的力学和抗震性能。结果表明:装配式混凝土框架节点具有与现浇节点相近的抗震性能,实际工程中可参照现浇混凝土框架结构,按照等同设计原则进行装配式混凝土框架结构设计。     

UHPC墩周连接装配式桥墩抗震性能研究

为改善预制装配式桥墩的抗震性能和施工容错能力,提出一种装配式桥墩新型连接方式:超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete,UHPC)墩周连接。设计并制作1个现浇桥墩试件和1个UHPC墩周连接装配式桥墩试件,对两个试件进行拟静力试验;建立UHPC墩周连接装配式桥墩试件的三维实体非线性有限元模型,对比研究新型装配式桥墩的抗震性能及其影响因素。结果表明:UHPC墩周连接装配式桥墩与整体现浇桥墩表现出相似的抗侧力性能和自复位能力,二者的抗震性能基本等同。对比分析非线性有限元模型与实际桥墩试件的滞回曲线,二者拟合程度较高,验证了建模方法的可靠性和模拟结果的准确性。UHPC连接段高度对该装配式桥墩抗震性能的影响不大,保证钢筋搭接长度即可。轴压比、立柱高度和搭接钢筋配筋率对该装配式桥墩抗震性能的影响较为明显:在轴压比为0.1~0.3时,试件刚度和水平承载力随轴压比的增大而增大,残余位移随轴压比的增大而减小;立柱高度由2.0 m提高至2.5 m时,高度越大该装配式桥墩的水平承载能力和累积滞回耗能越小;湿接缝处搭接钢筋配筋率由1.01%增至1.57%时,该装配式桥墩的水平承载能力和残余位移相比原配筋试件性能有较明显的提升。     

型钢连接装配式低矮剪力墙抗震性能试验研究

采用带锚筋的锚板、腹板、端板以及加劲板作为连接件,能够通过干式连接方法将上下预制剪力墙构件连为整体。为研究该新型全装配式剪力墙的受力性能和抗震性能,设计了2个剪跨比为0.783的试件和1个相同剪跨比及配筋率的现浇整体墙体,并进行了低周往复拟静力试验,分析了该全装配式剪力墙的承载能力、刚度、延性性能和耗能能力等。研究结果表明:现浇整体墙体和全装配式剪力墙的破坏形式均为受剪破坏,全装配式剪力墙的极限位移角大于现浇整体墙体极限位移角,分别为1/77和1/133,轴压比为0.3时平均延性系数3.47,低于现浇整体墙体平均延性系数4.62;但该全装配式剪力墙具有较高的承载能力和耗能能力。型钢与剪力墙的锚筋需采用穿孔塞焊的形式连接,避免锚筋与锚板焊接的位置发生剪断的现象。     

基于内聚单元模型的装配式剪力墙数值模拟研究

随着我国预制装配式结构的推广,装配式剪力墙结构在我国的高层住宅中取得了广泛应用。目前对装配式剪力墙结构的设计采用了"等同现浇"的理念,没有考虑到现浇剪力墙与装配式剪力墙的差异性。在实际工程中。装配式剪力墙普遍通过灌浆套筒进行连接,具体为竖向钢筋在套筒内通过浆锚粘结,剪力墙底部与基础通过一层20 mm厚的高强灌浆料粘结。实际上,灌浆套筒的存在改变了钢筋的刚度分布,而灌浆缝的存在构成了剪力墙的初始薄弱部位,这些因素都对构件的整体力学性能有一定的影响。为了研究装配式剪力墙的整体非线性行为,本文开展了数值模拟研究。基于ABAQUS平台建立了预制装配式剪力墙的精细分析模型,采用损伤模型追踪墙体混凝土的损伤和开裂,引入内聚单元模型模拟剪力墙的水平拼缝。在考虑了上述因素之后,数值模拟结果与实验符合良好。基于数值模拟结果研究了装配式混凝土剪力墙的滞回耗能、损伤开裂以及钢筋应力重分布等细节,对预制装配式剪力墙结构的抗灾性能给出了综合评价。     

钢筋套筒灌浆连接受拉性能数值模拟

套筒灌浆连接是装配式建筑竖向预制构件连接的主要形式.为深入研究钢筋套筒灌浆连接的受拉性能,通过ABAQUS建立了4组三维钢筋套筒有限元模型,并进行了单调拉伸试验模拟,模拟结果与实验结果基本吻合,验证了模型的可靠性.最后,基于有限元模型模拟研究了灌浆缺陷对钢筋套筒受拉性能的影响.研究结果表明:混凝土塑性损伤模型可以较好的...     

插筋灌浆连接装配式钢筋混凝土剪力墙抗侧承载力分析

在地震荷载作用下,水平接缝处为装配式剪力墙结构的薄弱部位。为了研究带插筋灌浆连接的预制钢筋混凝土剪力墙的抗侧承载力,并比较其与现浇钢筋混凝土剪力墙承载力的区别,本文在已有试验的基础上对现浇和插筋灌浆连接装配式钢筋混凝土剪力墙进行了有限元建模。在此基础上,本文定义了插筋灌浆连接装配式钢筋混凝土剪力墙抗侧承载力折减系数并分析了轴压比、墙肢截面高度、墙肢厚度、灌浆料强度和插筋配筋率等参数对插筋灌浆连接装配式剪力墙破坏形态及承载力折减系数的影响。基于参数分析结果进行非线性回归分析,提出了插筋灌浆连接预制钢筋混凝土剪力墙承载力折减系数的简化计算公式。在工程参数的合理应用范围内简化公式计算结果与有限元计算结果吻合良好,可为插筋灌浆连接装配式预制钢筋混凝土剪力墙的抗震设计提供参考。     

灌浆套筒连接装配式剪力墙爆炸响应及参数分析

为了研究采用灌浆套筒连接装配式剪力墙结构的抗爆性能,应用显式动力分析软件LS-DYNA建立了现浇剪力墙和装配式剪力墙的有限元模型,对不同爆炸荷载下剪力墙的破坏形态和动态响应进行了模拟分析;扩充影响参数范围,进一步研究了墙体厚度和混凝土强度等级等因素对装配式剪力墙结构抗爆性能的影响。数值分析表明:对于装配式剪力墙,由于坐浆层处存在新旧混凝土的薄弱粘结面,爆炸作用下首先发生破坏,爆炸应力波聚集于坐浆层周围的墙体内部,导致局部发生脆性破坏;现浇剪力墙刚度分布比较均匀,爆炸作用下背爆面的混凝土首先被拉裂,最终发生弯曲破坏;增加墙体厚度、提高混凝土强度等级和改变炸药爆炸位置均可改善装配式剪力墙的抗爆性能。     

倒置外露灌浆套筒连接的不同轴压比柱脚节点抗震性能试验研究

为了解决传统内置灌浆套筒竖向连接施工过程不可视和灌浆质量可控性差,提出“灌浆后再二次封边”的倒置外露钢筋灌浆套筒连接方法。通过设计制作3个截面尺寸为400 mm×400 mm的足尺试件,采用竖向荷载作用下的低周往复荷载试验,研究了该新型装配柱脚节点在不同轴压比作用下的抗震性能。结果表明:不同轴压比作用下各装配柱脚节点试件灌浆套筒均完好;伴随轴压比增大,柱脚节点区塑性铰上移,柱身开裂高度上升;柱脚节点开裂与极限荷载均随轴压比增大而增大,但延性系数随轴压比的增大而降低（试件S1、S2和S3对应的延性系数分别是3.08、2.77和2.56）并且刚度退化进程缩短;伴随轴压比增大开裂位移角变大和极限位移角变小,最小值分别为1/479、1/35,均大于规范限值,满足抗震设计要求。建议装配柱脚节点应适度延长柱端箍筋加密区范围,深化柱脚节点区受力机制的研究。     

灌浆波纹管装配式桥墩双向地震损伤评价方法

灌浆波纹管连接是装配式墩常用接头连接方式之一,但没有系统研究其受到双向往复荷载作用的整体抗震性能,地震损伤评价方法不够完善。通过双向拟静力试验,研究在双向往复荷载作用状态下灌浆波纹管连接装配式墩的滞回特性变化和破坏模式,讨论了损伤指标构建方法,依据易损性曲线损伤评估了灌浆波纹管装配式墩的抗震性能。结果发现:装配式墩的变形能力和承载能力因双向荷载的耦合效应而急剧下降,装配式墩双向受力损伤状态可以采用Park-Ang值综合反映。在所给加速度情况下,可通过易损性分析得到各装配式墩构件不同损伤状态的超越概率,在峰值加速度一样时,纵桥向损伤状态发生的最大超越概率要比横桥向高。研究结果可以为灌浆波纹管装配式墩双向地震损伤评价提供方法。     

钢筋混凝土预制拼装柱扭转力学性能数值模拟与参数分析

采用ABAQUS大型有限元分析软件开展预制拼装柱扭转力学性能数值模拟及参数分析,研究了轴压比、灌浆套筒位置及长度、预制构件拼接缝界面黏结强度对灌浆套筒连接中柱抗扭性能的影响。研究结果表明:轴压比会显著影响预制拼装柱抗扭承载力和变形,而灌浆套筒位置和长度对预制拼装柱抗扭力学性能的影响不明显;预制构件拼接缝界面黏结强度显著影响预制拼装柱抗扭性能。基于预制拼装构件和现浇构件力学性能的对比分析,提出了轴向荷载和扭矩共同作用下灌浆套筒连接预制拼装柱抗扭承载力设计方法。     

装配式预应力混凝土双柱桥墩抗震性能研究进展

装配式预应力混凝土双柱桥墩是一种在上世纪铁路桥梁中广泛应用的一种桥墩形式.随着城市高架、跨海大桥、高速铁路等工程的不断新建,需要继续采用这种具有突出优点的桥墩方案.但是对于装配式双柱墩的设计及其抗震性能,目前仍然缺乏系统的研究.这已成为困扰桥梁设计工程师和业主的技术难题,从而限制了装配式双柱墩在我国桥梁建设中的应用.为了解决此技术难题,本文对目前的研究现状进行了剖析,并对进一步的研究思路和研究内容进行了详细分析.在此基础上进行的研究将为装配式双柱墩在我国的推广应用提供可靠的基础研究资料.     

预制装配式剪力墙结构墙板节点抗震性能研究

为掌握预制装配式剪力墙结构墙板节点的抗震性能,对2个现浇试件和2个预制装配式试件进行了拟静力试验.结合非线性分析手段,从承载能力、变形能力、受力机理以及破坏模式等方面综合分析了其抗震性能,并初步探讨了墙板连接钢筋的合理直径.分析结果表明:与现浇试件相比,预制装配式试件承载能力较高,位移延性系数相同,滞同环均较饱满,具有...     

装配式单排配筋再生混凝土中高剪力墙抗震性能研究

提出了新型构造的半装配式、全装配式单排配筋再生混凝土剪力墙,为研究其中高剪力墙的抗震性能,进行了2个半装配式、1个全装配式和1个全现浇单排配筋再生混凝土中高剪力墙试件的低周反复荷载试验,对比分析了各试件的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、刚度退化、耗能能力及钢筋应变。结果表明:半装配式单排配筋中高剪力墙与全现浇剪力墙相比,承载力接近,滞回曲线均较饱满,耗能能力相差不大;全装配式试件与半装配式试件相比,承载力低,延性和抗震耗能能力差;随着轴压比的增大,半装配式剪力墙的承载力、耗能能力明显提高。     

基于小型超高性能混凝土壳的装配式柱脚连接抗震性能试验研究

常规装配式混凝土柱脚连接常采用灌浆套筒作为连接方式,为克服地震作用损伤集中于连接区而不利于抗震和修复的问题,提出了一种基于小型超高性能混凝土(UHPC)壳的装配式柱脚连接。采用UHPC预制成环形壳状,设置于预制混凝土柱脚区域,控制该柱脚连接在地震作用下损伤出现的部位。进行了3个足尺试件的试验,对比分析了滞回和骨架曲线、强度和刚度退化以及耗能能力,研究了预制UHPC壳尺寸对抗震性能的影响,提出了骨架曲线简化计算模型。结果表明：该连接形式在地震作用下的混凝土破坏区域转移至UHPC壳上边缘;抗震性能总体良好;较厚较短的UHPC壳更加有利于提高基于小型UHPC壳的装配式混凝土柱脚连接的抗震性能;提出的简化计算模型在一定程度上反映了该连接的内在机理,可用于该连接形式的分析和设计。     

内嵌式法兰连接预制拼装双柱墩参数分析

本文基于实际工程对内嵌式法兰连接预制拼装双柱墩参数进行了分析,将法兰设置在塑性铰区以外,设计1∶3缩尺模型,通过分析不同法兰强度等级、混凝土强度等级、轴压比和配筋率的内嵌式法兰连接预制拼装双柱墩模型,得到不同情况下推覆曲线和损伤破坏状态,分析各参数的影响。研究结果表明,法兰强度等级对结构的影响较小,配筋率对结构承载力和延性的影响较大,结构最终失效主要表现在塑性铰区域,法兰存在一定程度的翘起。     

钢管灌浆套筒连接受拉性能的试验研究

通过对27个足尺的钢管混凝土柱灌浆套筒连接试件的轴向抗拉性能试验,分析了灌浆料强度、连接长度对钢管灌浆套筒连接节点极限承载力和粘结强度的影响因素。试验结果表明:随着灌浆料强度和连接长度的提高极限承载力增大,粘结强度随着灌浆料强度的提高而增加,随着连接长度增大而减小。同时,利用回归分析的方法,分别给出了连接长度为60mm、80mm和100mm的粘结强度估算公式。研究结果不仅可以应用于海洋平台基础桩的连接,也为预制装配式结构中应用钢管灌浆套筒连接方式提供理论基础。     

钢管混凝土柱节点灌浆套筒连接装置设计及应用

钢管混凝土柱节点连接是装配式钢管混凝土组合剪力墙结构的薄弱环节,直接影响结构体系的整体性能和推广应用。提出了一种新型的钢管混凝土柱灌浆套筒连接方法,从其设计与受力原理的分析出发,对其设计参数、细部构造及应用范围进行详细说明。该连接方式具有受力明确、施工简便及连接可靠等特点。此外,介绍了该套筒式连接方式的实际应用与试验概况,试验表明,该连接方式满足工程连接安全性和可行性的要求。     

预制装配式混凝土斗拱节点抗震性能试验研究

斗拱,又称枓栱、欂栌等,是中国古建筑的代表性构件。试验制作了5个预制装配式混凝土斗拱节点,并进行了低周往复荷载试验。通过控制预制装配式混凝土斗拱节点的轴压比与斗拱配重等因素进行了参数分析,研究了不同预制装配式混凝土斗拱节点的破坏特征与抗震性能指标,并揭示了混凝土斗拱在地震作用下的薄弱部位。结果表明:预制装配式混凝土斗拱节点的破坏形态为柱底部的横向破坏及斗拱节点处的竖向破坏,随着轴压比的降低,试件承载力有一定下降,但其衰减趋势减缓,延性及耗能能力提高。随着斗拱配重的增加,试件的荷载—位移滞回曲线呈"捏缩状",曲线不够饱满。混凝土斗拱的承载能力与变形性能也随之降低,强度衰减和刚度退化现象比较缓慢。     

机械套筒连接的轨道交通预制拼装桥墩抗震性能试验研究

预制拼装桥墩能够应用于中高地震烈度区的前提是使预制拼装桥墩具有良好的延性和耗能能力。本文采用新型可调节型机械套筒进行轨道交通预制拼装桥墩方案的设计。按照1:3的大比例尺制作了两个试件,第1个试件是以某在建轨道交通桥墩为原型缩尺的整体现浇试件,同时也是基准比照的试件;第2个试件是采用机械套筒连接的预制拼装桥墩试件。采用拟静力试验方法研究了机械套筒预制拼装方法与现浇方法制作的桥墩的抗震性能异同。包括破坏过程,荷载位移滞回曲线,塑性铰区域内的变形特征等。试验结果表明采用该种新型可调节型机械套筒设计的预制拼装桥墩的抗震性能与整体现浇桥墩等同,所以新型可调节型机械套筒方案可作为轨道交通预制拼装桥墩的备选设计方案。     

预制装配式桥墩连接类型及抗震性能研究综述

预制装配式桥墩的抗震性能取决于所采用的连接系统.本文从抗震性能的角度出发,系统地综述了"等同现浇"连接和"非等同现浇"连接的具体构造方式、数值模拟方法及涉及到的抗震问题.其中:在"等同现浇"连接方面,着重介绍了承插式连接、灌浆管道连接和钢筋连接器连接的构造特征、使用位置及其抗震性能试验研究进展;"非等同现浇"连接方面,...