带隅撑胶合木梁-双肢柱框架结构节点抗震性能试验研究

针对胶合木梁-柱节点抗弯能力弱的问题,提出了一种带隅撑的胶合木梁-双肢柱框架结构节点,以提高节点的转动刚度,改善梁柱结构框架的抗侧性能.对3组6个足尺胶合木梁-双肢柱框架结构节点进行了单调和低周反复加载试验以研究节点的抗震性能.结果表明:无隅撑节点类似于铰接,抗弯承载力很小,增设隅撑后显著提高了节点的转动刚度和抗弯承载...     

T型钢半刚性连接梁柱节点抗震性能试验研究

通过对两组T型钢连接梁柱节点的单向与循环加载试验,了解该类型节点的抗震性能以及翼缘厚度对节点抗震性能的影响,并通过IDARC程序模拟节点的受荷过程,讨论T型钢连接梁柱节点理论建模的方法.试验研究表明:T型钢梁柱连接滞回曲线饱满,连接表现出了良好的延性,极限转角均超过了欧洲规范规定的极限转角0.03 rad,具有较为理想的抗震性能;T型钢翼缘越厚,节点初始刚度、承载力以及耗能能力越大;对于半刚性连接中螺栓刚度大于T型钢翼缘刚度的试件应按T型钢的极限承载力设计.程序分析表明:利用刚度均匀变化的节点板模拟T型钢的半刚性连接具有较高的模拟精度,通过调整节点板底部刚度以及屈服弯矩可以模拟不同翼缘厚的T型钢半刚性连接.     

低周反复荷载下Q460钢材框架柱抗震性能分析

为了进一步完善Q460钢材在抗震设计规范中相关限值的要求,本文利用有限元软件ABAQUS,以轴压比、翼缘宽厚比、腹板高厚比和壁板宽厚比为变量,建立了共48根“工”字型框架柱和“箱”型框架柱,分析了其抗震性能。结果表明:翼缘宽厚比对框架柱的能量耗散系数影响较小;能量耗散系数随轴压比、腹板高厚比（“工”字型）和壁板宽厚比（“箱”型）增大而明显减小;框架柱的极限承载力随轴压比的减小及壁板宽厚比和翼缘宽厚比的增大而逐渐增大,当腹板高厚比接近规范限值时,承载力下降趋势明显增大。与采用Q235钢材的框架柱相比,Q460钢材框架柱的延性较小,仅为2左右;当采用Q460钢材时,“工”字型框架柱的极限位移角限值建议取为0.03,“箱”型框架柱的极限位移角限值建议取为0.032。规范中对翼缘宽厚比限值的规定偏于保守,其值最大可取至9。无论是“工”字型框架柱还是“箱”型框架柱,其腹板高厚比均不宜过大。Q460钢材框架柱的刚度退化率随轴压比的增大而增强,且翼缘宽厚比越大,腹板高厚比越小,柱的初始刚度越大,刚度退化程度越明显。     

铰接隅撑钢框架抗震性能研究

传统抗弯钢框架的梁柱节点通常设计为刚性连接,这种刚性节点具有很大的抗弯刚度,然而节点延性不足,罕遇地震作用导致节点脆性断裂。研究学者提出了多种解决该问题的思路,例如半刚性连接节点、节点加强或削弱方法使塑性铰外移等。本文提出了一种简化的梁柱节点连接方式-铰接连接,改变梁柱节点的传力方式,在节点处设置隅撑提供框架的抗侧刚度,控制结构的失效模式。本文设计了三组抗弯钢框架和铰接隅撑钢框架,分别为3层、5层和8层结构,通过Pushover分析和非线性动力时程分析,对比二者之间的承载力、刚度、延性和层间侧移等抗震性能。研究结果表明:铰接隅撑钢框架具有和传统抗弯钢框架相似的抗侧刚度,且承载能力略高。罕遇地震作用下,铰接隅撑钢框架的层间侧移较小。传统抗弯钢框架失效模式为梁端出现塑性铰,而铰接隅撑钢框架的塑性区域转移至隅撑与梁连接部位。     

钢筋混凝土夹芯节点抗剪承载力可靠度分析

高层建筑结构中,中底部几层柱混凝土强度往往高于梁板混凝土的强度等级,为施工方便或施工技术不当,形成夹芯节点。当梁柱混凝土级差过大时,节点承载力不能满足要求。结合某一实际工程项目用Monte-Carlo法对钢筋混凝土夹芯节点抗剪承载力的可靠指标β进行计算,并对钢筋混凝土夹芯节点定量分析了荷载效应比、轴压比、结构重要性、节点混凝土强度、节点核心区箍筋间距和强度等因素对节点抗剪承载力的可靠指标β的影响。研究结果表明:在柱混凝土强度等级为C60情况下,强度差大于20MPa的夹芯节点,可靠度指标均小于3.7,节点核芯区的抗剪能力要求不能满足,应采取相应的措施予以加强。     

SRC异形柱-钢梁空间中节点与CFST异形柱-钢梁空间中节点的抗震性能对比

为了研究不同约束机理的配钢形式对钢与混凝土组合异形柱-钢梁空间中节点抗震性能的影响,设计了4个型钢混凝土异形柱-钢梁空间中节点,并对其进行了低周反复加载试验,在联合钢管混凝土异形柱-钢梁空间中节点抗震性能成果的基础上,对比分析了相关节点在破坏形态、滞回曲线、耗能能力及变形性能方面的差异。研究结果表明:配型钢的空间中节点主要发生剪切斜压破坏,同时具有黏结裂缝的破坏形态,而配钢管的空间中节点则发生了核心区的剪切破坏;钢管节点试件的标准化滞回曲线包围了型钢节点试件,且其抗剪承载能力更好、初始刚度和耗能能力更大,但延性性能没有足够的优势。     

T形双波纹钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究T形双波纹钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能,以轴压比、波纹钢板形式、翼缘宽度和剪跨比为变化参数,完成了5个试件的拟静力加载试验。基于试验中观测的破坏形态和滞回曲线,对T形双波纹钢板混凝土组合剪力墙的破坏规律和抗震性能进行了分析。试验结果表明:在低周反复荷载作用下试件破坏形态表现为压屈和受拉破坏,破坏发生在腹板端柱底部,滞回曲线呈捏拢的S形,具有非对称性;波纹形状对试件整体抗震性能影响不大;随着轴压比的提高,核心混凝土的约束作用得到加强,水平承载力提升较大,破坏时位移减小,延性变差;增大翼缘宽度可以减小强度退化程度;减小剪跨比可以显著提高试件的初始刚度和水平承载力,但耗能能力变差。     

新型截面SRC梁柱节点抗剪承载力计算研究

提出新型截面(正向和斜向布置扩大十字型钢)型钢混凝土(SRC)柱-I字型钢SRC梁节点的构造措施。通过4个新型截面SRC柱-I字型钢SRC梁节点试件与1个普通SRC梁柱节点试件的低周反复荷载试验,研究试件的破坏特征和节点区剪力-剪切角关系,分析配钢形式、加载角度和构造措施对节点剪切变形的影响,并进一步提出实腹式SRC梁柱节点的受剪机理,结果表明,新型截面SRC梁柱节点发生核心区剪切破坏,其受力机理为斜压杆、刚框架-钢板剪力墙和约束机理的综合作用。通过对数值模拟数据的回归分析,采用叠加方法,提出考虑型钢腹板、箍筋和轴压比的新型截面SRC梁柱节点抗剪承载力计算公式,计算值与试验结果吻合较好。     

改进型非对称加腋节点的抗震性能分析

为研究十字型非对称加腋节点的抗震性能,设计了上翼缘翼缘板加强和下翼缘加腋的节点形式,并与仅下翼缘加腋、上翼缘盖板加强下翼缘加腋的加腋节点进行了对比研究,通过理论计算以及Ansys模拟研究了不同节点构造及参数取值对加腋节点抗震性能的影响。分析结果表明:3种构造的加腋节点试件塑性铰均发生离加腋端约梁高的1/4-1/3处。美国规范AISC steel design guide series12所计算的梁塑性破坏时剪力偏小。梁上翼下翼缘梁柱焊缝应力呈中部大两端小的分布趋势,上翼缘焊缝应力对于焊缝起到决定性作用。随着加腋长度的增加,塑性铰的位置离加强端的距离变大;翼缘板加强节点的梁柱上翼缘焊缝应力变小,其他2种构造节点应力有变大趋势;梁柱下翼缘的焊缝应力均随加腋长度的增加而变小;3种构造的试件最大承载力均随之加大。     

钢管约束型钢混凝土框架短柱的抗震性能与设计方法

进行了8个钢管约束型钢混凝土框架短柱的抗震性能试验研究,包括3个圆形钢管约束型钢混凝土柱、3个方形钢管约束型钢混凝土柱和2个普通型钢混凝土对比试件的试验研究。试验中的主要参数为轴压比。试验结果表明,相同用钢量条件下,钢管约束型钢混凝土超短柱的抗剪承载力、延性、层间变形能力和耗能性能明显优于型钢混凝土柱。钢管约束型钢混凝土柱和型钢混凝土对比试件都发生了明显的粘结破坏;因此在设计中应在型钢的翼缘外侧设置抗剪连接件。对钢管的弹塑性应力分析结果表明,水平荷载施加过程中,发生弯曲破坏试件的钢管不屈服,而发生剪切破坏试件的钢管在下降段屈服。根据试验结果和钢管应力分析结果建立了钢管约束型钢混凝土柱的抗剪承载力公式,提出了设计建议,可为工程实践提供参考。     

Seismic strengthening of existing RC beam‐column joints by wing walls

Numerous non‐ductile reinforced concrete (RC) buildings with little or no shear reinforcement in beam‐column joints can be found in regions of moderate seismicity. To strengthen such substandard beam‐column joints, this study proposes a method in which RC wing walls are installed beside existing columns, which overcomes the lack of realistic strengthening methods for congested connections in RC buildings. The proposed strengthening mechanism improves the joint moment capacity by utilizing tension and compression acting on the beam–wing wall boundaries; thus, brittle joint hinging failure is prevented. Three 3/4‐scale RC exterior beam‐column joint specimens without shear reinforcement, two of which were strengthened by installing wing walls with different strengthening elements, were fabricated and tested. The test results verified the effectiveness of the proposed strengthening method and the applicability of this method to seismically substandard beam‐column joints. © 2017 The Authors. Earthquake Engineering & Structural Dynamics Published by John Wiley & Sons Ltd.     

超高韧性水泥基材料新型框架节点性能研究

进行了9个超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)新型框架节点的抗震试验。研究了轴压比和核心区箍筋间距对新型节点承载能力、滞回特性和耗能能力的影响。结果表明,UHTCC节点出现了大量裂缝间距仅为1mm左右的微细斜向裂缝,节点的开裂荷载和抗剪承载力都有明显的提高。UHTCC材料可降低甚至消除节点核芯区箍筋的用量。在试验基础上,对UHTCC新型框架节点的开裂荷载和极限承载力进行了理论计算,计算值和试验结果总体吻合较好。     

SRC框格复合墙抗剪承载力计算及影响因素分析

SRC框格复合墙是在普通RC密肋复合墙基础上结合型钢混凝土概念而提出来的一种复合墙板,以轻钢龙骨代替框格内原有纵向受力钢筋,通过焊接或螺栓连接在梁柱轻钢龙骨节点处实现刚性或半刚性连接.在SRC框格复合墙模型试验基的础上,利用ANSYS程序对墙体受力过程进行了非线性有限元分析,提出了SRC框格复合墙抗剪承载力的实用计算公式,并对框格含钢率、轻钢强度等影响因素进行了有限元分析.研究结果表明:所提出的SRC框格复合墙抗剪承载力计算公式,与非线性有限元计算结果吻合较好,能够适应框格含钢率等不同因素变化的计算精度要求;提高肋梁中轻钢强度或含钢率可以有效提高墙体抗剪承载力,而不宜单独采用提高混凝土强度的方法.     

再生混凝土短柱抗震性能试验研究

本文进行了4个剪跨比为1.75的再生混凝土短柱模型抗震性能对比试验,模型按1/2缩尺。模型1为普通混凝土短柱,模型2为再生粗细骨料取代率均为50%的再生混凝土短柱,模型3为再生粗细骨料取代率均为100%的再生混凝土短柱,模型4为再生粗细骨料取代率均为100%且带交叉钢筋的再生混凝土短柱。分析了各模型的承载力、刚度及其退化过程、滞回特性、位移延性、耗能能力、破坏形态。研究表明:随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度、承载力、耗能能力明显下降;加设交叉钢筋的试件抗震性能显著提高;再生混凝土柱可以在轴压比较小的结构中应用。提出了基于再生混凝土强度折减的承载力简化计算方法,计算结果与实测值符合较好。     

Experimental seismic behavior of squat shear walls with precast concrete hollow moulds

This study proposes an innovative precast shear wall system, called an EVE precast hollow shear wall structure (EVE-PHSW). Precast panels in EVE-PHSW are simultaneously precast with vertical and horizontal holes. Noncontact lap splices of rebars are used in vertical joints connecting adjacent precast panels for automated prefabrication and easy in situ erection. The seismic behavior of EVE walls was examined through a series of tests on six wall specimens with aspect ratios of 1.0∼1.3. Test results showed that EVE wall specimens with inside cast-in situ concrete achieved the desired “strong bending and weak shear” and failed in shear mode. Common main diagonal cracks and brittle shear failure in squat cast-in situ walls were prevented. Inside cast-in situ concrete could significantly improve the shear strength and stiffness of EVE walls. The details of boundary elements (cast-in situ or prefabricated) and vertical joints (contiguous or spaced) had little effect on the global behavior of EVE walls. Noncontact lap splices in vertical joints could enable EVE walls to exhibit stable load-carrying capacity through extensive deformations. Evaluation on design codes revealed that both JGJ 3-2010 and ACI 318-14 provide conservative estimation of shear strength of EVE walls, and EVE walls achieved shear strength reserves comparative to cast-in situ walls. The recommended effective stiffness for cast-in situ walls in ASCE 41–17 appeared to be appropriate for EVE walls.

     

采用软钢阻尼器连接的L形装配式剪力墙抗震性能试验研究

基于"强水平缝弱竖向缝"的设计理念,对采用软钢阻尼器直接连接腹板墙和翼缘墙的L形装配式剪力墙试件进行低周反复荷载试验。试验结果表明试件的整体工作性能良好,其位移延性系数均大于2.6,具有良好的变形性能;阻尼器平面内工作性能良好,能够实现屈服耗能。设计中应考虑阻尼器的屈服力对单片墙肢轴压比的影响,以满足规范对试件轴压比的要求,同时避免试件在两个加载方向的承载力产生较大差异。     

Modelling exterior unreinforced beam‐column joints in seismic analysis of non‐ductile RC frames

The seismic response of non‐ductile reinforced concrete (RC) buildings can be affected by the behaviour of beam‐column joints involved in the failure mechanism, especially in typical existing buildings. Conventional modelling approaches consider only beam and column flexibility, although joints can provide a significant contribution also to the overall frame deformability. In this study, the attention is focused on exterior joints without transverse reinforcement, and a possible approach to their modelling in nonlinear seismic analysis of RC frames is proposed. First, experimental tests performed by the authors are briefly presented, and their results are discussed. Second, these tests, together with other tests with similar features from literature, are employed to calibrate the joint panel deformability contribution in order to reproduce numerically the experimental joint shear stress–strain behaviour under cyclic loading. After a validation phase of this proposal, a numerical investigation of the influence of joints on the seismic behaviour of a case study RC frame – designed for gravity loads only – is performed. The preliminary failure mode classification of the joints within the analysed frame is carried out. Structural models that (i) explicitly include nonlinear behaviour of beam‐column joints exhibiting shear or anchorage failure or (ii) model joints as elements with infinite strength and stiffness are built and their seismic performance are assessed and compared. A probabilistic assessment based on nonlinear dynamic simulations is performed by means of a scaling approach to evaluate the seismic response at different damage states accounting for uncertainties in ground‐motion records. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

预制预应力混凝土拼装框架梁柱节点抗震性能研究

针对采用预应力钢筋进行干式连接的预制预应力混凝土拼装框架梁柱节点进行抗震性能研究。设计制作了一组节点试件,对其进行低周往复加载试验和数值分析,观测节点变形与破坏特征,得到试件梁端力－位移滞回曲线,分析节点承载力、耗能水平与变形能力。结果表明:通过接缝开合可在较小位移下控制构件的损伤程度,破坏模式以柱端牛腿压剪破坏为主;与现浇混凝土梁柱节点相比,该节点具有良好的变形能力和自复位特征,但是节点整体耗能能力较低;采用简化的基于多折线骨架曲线的本构模型可以对节点的力学性能进行简化等效模拟。     

聚丙烯纤维增强异形柱边节点的抗震性能研究

通过3个聚丙烯纤维增强混凝土异形柱边节点和1个普通混凝土异形柱边节点的低周反复荷载试验,对比研究了聚丙烯纤维增强对混凝土异形柱节点抗震性能的影响。结果表明:采用聚丙烯纤维增强可以提高节点的开裂荷载和变形能力,减小核心区内裂缝的数量和宽度,延缓构件的刚度退化,减轻节点的累积损伤程度,有效改善节点的破坏形态,有利于节点抗震。     

CFRP板条嵌入式加固RC框架节点的抗震性能试验研究及有限元分析

为验证 CFRP板条嵌入式加固方法对提升十字形 RC框架节点抗震性能的有效性,开展了1 个 CFRP板条嵌入式加固节点和1个对比节点的拟静力试验研究.试验结果表明:在核心区及相邻梁端嵌入 CFRP板条可起到类似箍筋的抗剪作用,使得节点由核心区剪切破坏转变为梁端受弯破坏,且梁铰得到转移;构件抗震性能明显提升,承载力和延性分别提高了16．3%和13．7%.同时, 利用 ABAQUS建立试验数据验证的有限元模型,并对节点主要加固设计参数进行影响分析.结果表明,节点承载力随着 CFRP板条面积的增大、板条间距的减小和基体混凝土强度的提高而提高.所提节点加固方法体现出塑性铰转移的抗震设计理念,同时提高核心区抗剪强度和梁端的抗弯强度,可用于 RC节点的抗震加固.