刘立兵[1]2003年在《高强混凝土梁柱节点承载力实验研究》文中提出在高层建筑中，柱常常采用高强混凝土，梁板采用强度等级较低的混凝土。在很多工程中，为了施工的方便，梁柱节点处的混凝土和梁一起浇注，即采用强度等级低的混凝土，当梁柱混凝土强度等级相差较大时，节点处的承载性能将可能低于柱的承载性能，必须在节点核心区采取加强措施，提高节点核心区的承载力。本文通过5个高强混凝土梁柱中节点试件试验，了解梁柱混凝土强度等级在不同比值的情况下，节点区的轴心抗压承载力与柱的理论轴心抗压承载力的差异，探讨了节点核心区采用不同数量的型钢加强，对节点区的轴心抗压承载性能的改善情况，验证了我国现行规范有关条款的安全性和经济性，在此基础上提出了节点核心区采用型钢加强后的计算轴心抗压强度的建议公式，计算值和实验值能较好吻合。同时试验结论还表明，采用型钢加强对抑制裂缝的发展和抗震有较好的作用。
李坤[2]2004年在《不同强度等级混凝土梁柱节点承载力实验研究》文中认为在高层建筑中，柱常常采用高强混凝土，而梁板采用强度较低的普通混凝土。在实际工程中，为了施工方便，梁柱节点处的混凝土常常和梁板一起浇筑，即采用强度较低的混凝土。当梁柱混凝土强度等级相差较大时，节点处的承载力可能低于柱的承载力，必须在节点核心区采取加强措施，提高节点区的承载性能。本文通过6个不同强度等级混凝土梁柱节点试验，了解在不同的加强措施情况下，节点区的轴心抗压承载力与柱的理论轴心抗压承载力的差异，探讨了角钢、螺旋箍筋及梁高与柱截面尺寸的比值h／c对节点区轴心抗压承载性能的影响，验证了我国现行规范有关条款的安全性和经济性，并且在此基础上，为不同强度等级混凝土梁柱节点的设计提出了相关建议。
范明明[3]2012年在《超高韧性水泥基复合材料新型梁柱节点抗震性能试验研究》文中提出超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,简称UHTCC)是一种新型的高性能纤维混凝土材料,虽然它只有二十多年的发展历程,但是现在很多专家学者对其做了大量的试验研究,随着该材料理论分析和实验研究的不断深入,它已经被应用到实际工程之中。该种材料具有很多卓越的基本力学性能,针对其在剪切荷载作用下表现出来明显的延性破坏特征和其良好的提高结构的耗能能力和吸收地震能的特性,将该材料应用于抗震结构的关键部位—框架结构的梁柱节点。本文通过对5个UHTCC新型梁柱节点和2个高强混凝土梁柱节点的对比试件进行低周反复循环荷载作用下的试验研究,完成了以下工作：1.介绍各梁柱节点试件破坏过程,描述节点在初裂、通裂、极限和破坏四个阶段裂缝的开裂和扩展的过程,并分析了其中的原因,得出了超高韧性水泥基复合材料的优异的裂缝自我控制能力和出现裂缝后稳态开裂的结论。2.给出试验数据结果,包括屈服荷载及屈服位移、极限荷载及极限位移、破坏荷载及位移,并且应用钢筋混凝土抗剪承载力的理论公式和UHTCC新型材料弯曲理论公式对极限承载力进行了计算,将理论计算值与实验结果做了对比分析,误差不大,试验值与理论值吻合良好。3.给出各试件的开裂荷载,并与理论公式的计算值做了对比分析,根据实验结果提出了一个新的综合影响系数η,采用此影响系数得到的计算值与实验结果吻合良好。4.本文给出梁端荷载—位移滞回(P—△)曲线,因为UHTCC材料比高强混凝土的抗压强度小很多,只有其一半,为了突出UHTCC材料的卓越性能,将P—△滞回曲线做了改动,转变成为名义剪应力—梁端转角滞回曲线。在此基础之上,分析了各试件的延性系数、环线刚度以及耗能能力,研究UHTCC材料在梁柱节点处的抗震性能。
霍静思[4]2005年在《火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究》文中进行了进一步梳理随着钢管混凝土结构在实际工程中应用的日益增多,深入研究其火灾后的力学性能和损伤规律显得愈来愈重要,但以往国内外对该方面的研究尚少见报道。本文研究钢管混凝土结构节点在火灾作用后的力学性能和实用计算方法,具体进行了以下几个方面的工作:(1) 进行了火灾作用后钢管混凝土轴压和纯弯构件的力学性能的实验与理论研究,分析了火灾后钢管混凝土轴压和纯弯构件荷载-变形全过程关系曲线,理论结果与实验结果总体上吻合较好。采用理论分析模型,对影响火灾后钢管混凝土轴压和抗弯承载力、轴压刚度和抗弯刚度的影响因素进行了分析,在此基础上推导出轴压和抗弯承载力、轴压刚度和抗弯刚度实用计算方法。(2) 首次进行了一系列火灾作用后钢管混凝土柱-钢梁节点在恒定轴压力和往复水平荷载作用下滞回性能的实验研究。试件的升温按国际标准化委员会标准ISO-834和我国《GB9978-88 建筑构件耐火实验方法》所规定的建筑火灾标准升温曲线进行。通过实验,研究了常温下和火灾后、不同梁柱线刚度比和轴压比情况下、以及常温下与经修复后节点的力学性能变化规律。(3) 在确定了高温后钢材和混凝土材料本构关系模型、以及结构构件截面温度场的基础上,本文提出了可计算火灾作用后钢管混凝土结构节点在单调和往复加载情况下荷载-位移关系的理论分析模型,该模型考虑了结构在荷载作用下的物理和几何双重非线性。算例分析结果表明,该理论模型的计算结果与实验结果总体上吻合较好。(4) 利用所提出的理论分析模型,对影响火灾作用后钢管混凝土柱-钢梁节点P-? 关系的影响因素,如长细比、截面尺寸、含钢率、梁柱线刚度比、梁柱弯矩比、轴压比和受火时间等参数进行了分析。在此基础上推导出了火灾作用后节点的承载力,以及P-?恢复力模型的简化计算方法。
史科[5]2016年在《钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点抗震性能及计算方法》文中研究指明地震荷载作用下,梁柱节点承受数倍于梁端和柱端的剪力,是框架结构中易受损部位。在梁柱节点中采用钢纤维混凝土是提高其抗震性能的有效方法,并可减少箍筋用量,降低施工难度和成本。本文通过2个普通高强混凝土梁柱节点、1个钢筋钢纤维混凝土梁柱节点和10个钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的循环加载试验,提出了钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪性能、恢复力性能和损伤特性的计算方法,有关结论为编制我国《钢纤维混凝土结构设计规程》行业标准提供了试验数据和理论依据。主要研究内容如下:(1)通过梁柱节点梁端循环加载试验,量测了梁柱节点的裂缝开展和分布、破坏特征、钢筋应变、梁端荷载-位移滞回曲线等,探讨了混凝土强度、柱端轴压比、节点核心区配箍率、钢纤维体积率及其掺入梁端长度对钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点抗震性能的影响。结果表明,钢纤维提高了梁柱节点的抗震性能,随钢纤维体积率的增加,梁柱节点滞回曲线愈加饱满,延性和耗能能力增强,刚度和承载力退化减缓。(2)结合收集到的国内外相关试验数据,探讨了柱端轴压比、节点核心区配箍率、钢纤维体积率和混凝土强度对钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪承载力的影响。结果表明,随柱端轴压比、节点核心区配箍率、钢纤维体积率和混凝土强度的增大,梁柱节点受剪承载力提高。在此基础上,将试验研究与理论分析相结合,建立了考虑上述因素影响并与钢筋混凝土梁柱节点受剪承载力计算相衔接的钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法。(3)分析了梁柱节点的受力机理,钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪机理为斜压杆-桁架机构的综合作用。将试验研究、理论分析与软化拉压杆模型、修正压力场理论和八面体强度模型相结合,分别建立了钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪承载力模型和计算方法。(4)探讨了柱端轴压比、节点核心区配箍率和钢纤维体积率对梁柱节点恢复力性能的影响。结果表明,在梁柱节点中采用钢纤维混凝土,提高了梁柱节点的抗震性能;随钢纤维体积率、核心区配箍率和轴压比的增大,梁柱节点承载力和变形能力提高;柱端轴压比、钢纤维含量特征值和节点核心区配箍特征值对梁柱节点骨架曲线特征点、卸载刚度和承载力退化有较大的影响。在此基础上,提出了能够反映钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点恢复力特点的刚度退化叁折线定点指向型恢复力模型。(5)将变形与累积能量耗散指标相结合,建立了循环荷载作用下钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤的计算模型,分析了影响钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点损伤的因素。结果表明,钢纤维体积率、核心区配箍率和柱端轴压比是影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤性能的主要因素;在相同的循环加载次数下,梁柱节点损伤随钢纤维体积率、核心区配箍率和柱端轴压比的增大有减小的趋势;建立的循环荷载作用下钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点损伤计算模型能够较好反映梁柱节点损伤演化的特点,可用于描述此类节点的损伤演化过程。
陈俊[6]2015年在《预制混凝土底层柱抗震性能试验研究与分析》文中指出预制装配式混凝土结构是实现住宅产业化的主要途径之一。它可以提高建筑业工业化、机械化水平,能够降低能耗、节约资源,可以实现建筑业的可持续、绿色发展。预制装配式混凝土结构抗震性能的优劣取决于各结构构件连接性能的优劣和各结构构件本身抗震性能的优劣。预制装配式钢筋混凝土框架结构的底层柱作为主要的竖向承重构件和抗侧力构件,其与基础连接节点的可靠性及其自身的抗震性能决定了框架结构的整体抗震性能,而关于这方面的试验研究未见报道。本文在“985”工程专项经费(编号:531106004003)、“千人计划”专项经费(编号:531106004009)、教育部“建筑安全与节能”重点试验室的资助下从四个方面开展了预制装配式钢筋混凝土框架结构底层柱的抗震性能研究。(1)为研究钢筋在浇灌有高强浇注料的金属波纹套管内所需要的最小锚固长度,进行了16组共计48个试件的抗拔试验。主要研究金属波纹套管直径D、钢筋直径d、波纹套管直径D和钢筋直径d的比值D/d、钢筋锚固长度la等因素对钢筋锚固性能的影响。试验获取了拉拔荷载F-黏结滑移s的关系曲线,研究了la及D/d对钢筋平均应力的影响、la与D/d的乘积对钢筋极限抗拉强度fu的影响。(2)借鉴《钢筋混凝土装配整体式框架节点与连接设计规程》(CECS43:92)中给出的柱-柱连接常用的浆锚式连接方法及插入式连接方法,对国内外学者在实现柱-基础连接时采用的钢筋套筒浆锚连接方法进行改进。改进的连接方法主要步骤:(1)制作混凝土基础并养护,注意绑扎基础钢筋时在柱纵向钢筋位置预埋金属波纹套管;(2)预制钢筋混凝土柱并养护,将柱纵向钢筋伸出柱底;(3)在预埋的金属波纹套管内浇灌高强浇注料;(4)安装完成养护的预制钢筋混凝土柱,使柱纵向钢筋插入金属波纹套管内,来实现底层预制混凝土柱与基础的连接。为验证该连接方法的可靠性,对预制混凝土长柱、短柱和整体现浇混凝土长柱、短柱的抗震性能分别进行了对比试验研究。(3)为研究采用前述方法连接的预制钢筋混凝土长柱的抗震性能,进行了8个预制钢筋混凝土长柱和1个用于对比的整体现浇钢筋混凝土长柱,在低周往复水平荷载作用下的抗震性能试验。研究了轴压比、制作方式、箍筋强度等级以及柱脚5倍纵筋直径范围内纵向钢筋与混凝土黏结状况对预制钢筋混凝土长柱的抗震性能影响。观察记录了各长柱试件的破坏特征、水平力F-侧向位移△的滞回曲线,研究了各长柱试件骨架曲线的特性、延性指标、刚度退化及强度退化特性及极限承载能力,比较分析了各长柱试件的能量耗散能力。(4)为研究采用前述方法连接的预制钢筋混凝土短柱的抗震性能,进行了4个预制钢筋混凝土短柱和2个整体现浇钢筋混凝土短柱,在低周往复水平荷载作用下的抗震性能试验。研究了轴压比、制作方式及柱脚5d纵筋直径范围内纵筋与混凝土的黏结状况对预制钢筋混凝土短柱抗震性能的影响。观测记录了各短柱试件的破坏形态、水平力F-侧向位移△的滞回曲线,研究了各短柱的骨架曲线的特性、延性指标、刚度退化及强度退化特性、极限承载能力及抗裂能力。最后利用USC-RC分析软件及ABAQUS有限元软件,研究了混凝土短柱在轴压比、纵向钢筋配筋率、钢筋强度等级及混凝土强度等级不同时,钢筋混凝土短柱的骨架曲线变化特性和极限承载力大小变化规律。本文取得如下主要成果。(1)钢筋在浇灌有高强浇注料的金属波纹套管内所需要的锚固长度远小于混凝土结构设计规范(GB50010-2010)的要求,本文建议,波纹套管直径D应取为钢筋直径d的2~3倍,且当D/d=2时,钢筋最小锚固长度la取为15d;当D/d=3时,钢筋最小锚固长度la取为10d;当D/d为中间值时,钢筋最小锚固长度在15d和10d之间线性插入取值。(2)预埋金属波纹套管的钢筋插入式浆锚连接法可实现预制混凝土柱与基础可靠连接,采用该方法连接的预制钢筋混凝土柱的抗震性能不降低整体浇筑钢筋混凝土柱的抗震性能,该方法可应用于装配式钢筋混凝土结构。(3)在钢筋混凝土长柱柱脚设置塑性铰区域,不会降低其水平极限承载力,且会较大幅度地提高其延性、耗能能力,该技术可在有抗震设防要求的钢筋混凝土框架柱中采用。在钢筋混凝土短柱柱脚设置塑性铰区域,会较大幅度降低其水平极限承载力,且对其延性、耗能能力提高幅度很小,不建议在钢筋混凝土短柱柱脚设置塑性铰区域。
吴丹[7]2018年在《扁钢管混凝土柱—型钢梁节点优化设计及力学性能研究》文中提出钢管混凝土结构以其优越的力学性能、经济性、建筑适用性在工程中得到了越来越广泛的应用。扁钢管混凝土柱指柱截面长宽比介于2~4之间的一类柱,由于该类柱截面宽度一般仅200mm,与建筑设计墙体同宽,容易符合建筑平面要求,能够适应目前市场主流户型需求,可以做到室内不露柱,既美观大方又能方便用户使用,因此受到房地产开发商的青睐。但扁钢管混凝土柱最大的缺点是扁钢管对混凝土约束不足,柱弱轴方向抗侧刚度低。扁钢管混凝土柱截面长边方向与型钢梁相连时,柱钢管在梁端弯矩作用下易发生向外侧的屈曲变形。针对这种情况,本文提出了一种新型节点连接方式,具体工作如下:(1)本文结合国内外关于矩形钢管混凝土柱与型钢梁节点连接方式,提出了一种新的适用于扁钢管混凝土柱-型钢梁节点连接方案,由于节点采用穿芯高强螺栓连接,可用于现场装配式安装。然后采用非线性有限元软件ABAQUS对提出的节点连接方式进行破坏机理研究分析和参数分析,模拟采用柱端加载方式。结果表明:扁钢管混凝土柱截面短边方向刚度足够大,梁仅焊接于柱上即能满足设计要求;以轴压比、混凝土强度、螺栓预紧力、外套板厚度、梁端板厚度、加劲肋厚度、柱钢管厚度为变化参数,分析了各参数对节点荷载位移曲线的影响,结果表明轴压比、梁端板厚度和加劲肋厚度对节点承载力影响较大;节点的受力性能与梁的布置位置有关,对于中节点,梁错位偏心布置时节点承载力最高,梁对称偏心布置次之,梁对称居中布置最差。(2)根据提出的节点连接方式,设计了5个节点试件,包括3个中节点和2个边节点,详细地介绍了试件的制作过程和试验流程,并通过对5个试件进行低周反复荷载试验,对试件的破坏形态、滞回曲线、强度、刚度、延性、耗能和应变等抗震性能进行了分析和讨论。结果表明:试验构件为典型的“强节点弱构件”试件,在不断增大的柱端循环位移作用下,梁翼缘和腹板均发生明显屈曲变形,梁端形成塑性铰,表现出良好的承载力和延性。此外,梁的不同布置方式对承载力、延性和耗能能力影响较大,梁对称偏心布置时其承载力和延性明显高于梁对称居中布置,但后者耗能能力优于前者。(3)本文最后根据试验和模拟结果,对提出的梁柱节点形式进行了优化设计,对其力学性能进行了分析,进而对所提出的新型扁钢管混凝土柱-型钢梁节点的施工工艺和设计方法提出了相应的建议。
王沛钦[8]2008年在《型钢高强高性能混凝土框架节点承载力衰减规律研究》文中指出型钢混凝土结构优异的抗震性能,以及高强高性能混凝土技术的大力发展,都将促使高强高性能混凝土在型钢混凝土结构中的大量应用。由于节点受力及构造复杂,加之高强混凝土本身的脆性等,使得型钢高强高性能混凝土框架节点的理论研究滞后于实际工程应用,目前国内外关于其损伤模型及承载力衰减规律方面的研究还很少。本文研究的主要内容为型钢高强高性能混凝土框架节点的损伤承载力衰减规律。通过对五个“弱节点型”的型钢高强高性能混凝土框架节点在水平低周循环荷载作用下的损伤试验研究,对比钢筋混凝土节点和型钢普通混凝土节点,分析了型钢高强高性能混凝土框架节点的损伤特性(包括裂缝开展、破坏形态、变形特征等);在试验和数据分析的基础上,提出了适用于型钢高强高性能混凝土框架节点的损伤模型,进而建立了基于损伤理论的型钢高强高性能混凝土框架节点的承载力衰减规律,并讨论了轴压比和混凝土强度等因素对节点承载力衰减规律的影响。研究结果表明:由于型钢的存在改善了结构的强度衰减和刚度退化特性,高强高性能混凝土的应用在一定程度上提高了节点的受力性能,型钢高强高性能混凝土框架节点表现出良好的抗震性能、较强的耗能能力和延性;本文所提出的承载力衰减规律与试验吻合良好,所建立的模型对型钢混凝土结构的抗震设计具有较好的参考价值。研究成果为节点抗震性能研究、完善节点抗剪承载力分析方法与计算理论、地震灾害预测与评估、震后结构的剩余承载力估算及结构的加固提供科学的依据。
吕锦权[9]2008年在《配箍率对型钢高强混凝土梁柱中间节点受力性能影响的试验研究》文中研究表明型钢高强混凝土结构(SRHC)是钢筋高强混凝土(RHC)中配置型钢(S)的一种组合结构;型钢高强混凝土结构(SRHC)是钢与高强混凝土相结合的产物,是现代钢结构和混凝土结构发展的一个新的方向。节点是框架梁、柱的传力枢纽,也是框架的薄弱环节,是连接梁和柱的关键部位。梁和柱的内力通过节点传递,因此节点工作的安全可靠性是保证结构正常工作的前提。如果节点发生破坏,梁柱构件再坚固,整个结构也必然破坏,甚至倒塌。由此可见,高层建筑中框架节点的设计应予以十分的重视,必须满足强柱弱梁、节点更强的设计原则。但是目前对型钢高强混凝土梁柱节点的受力性能研究还对相对较少。我国的两部行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》(YB9082-97)和《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001)对型钢混凝土的设计也只涉及到C60混凝土。对更高强度的型钢混凝土节点设计,没有做出更进一步的规定。因此,加强型钢高强混凝土的研究,填补有关规程中的空白与不足,对于推广其工程应用具有较大的意义和实用价值。本文通过3个混凝土强度为72.5MPa～76.5MPa的型钢高强混凝土梁柱中间节点低周反复加载试验,重点研究了型钢高强混凝土梁柱在不同节点核心区体积配箍率下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能指标、强度衰减规律、变形组成规律、受剪性能等,并对节点区型钢与高强混凝土之间的粘结应力分布做了初步的探讨。
刘辉[10]2016年在《高烈度区异形柱节点承载力提高措施》文中研究表明异形柱结构避免了采用矩形柱时所产生的棱角,室内不出柱楞,便于家具布置和室内装修,建筑观赏性好,所得的房屋净面积高,因此这种新型的结构体系符合住宅产业的发展要求,具有广阔的发展前景。同时,异形柱结构采用轻质、保温、隔热、高效的墙体材料作为填充墙及内隔墙,符合国家环保节能的政策。异形柱节点相对于矩形柱节点而言,截面高宽比大、梁柱交接处钢筋密集,造成混凝土不容易振捣密实,因此异形柱梁柱节点比矩形柱梁柱节点就显得更薄弱,其震害更为严重。另外,考虑到异形柱框架节点核心区的受力复杂,往往容易发生剪切破坏,极大地限制了结构的建筑高度,同时也影响了异形柱结构在高烈度地区的推广为了解决异形柱节点承载力低而限制异形柱结构的推广和使用的问题,本文主要从研究异形柱的加强措施入手。目前,异形柱的一些常见加强措施主要有：型钢混凝土异形柱、纤维混凝土异形柱、高强混凝土异形柱、节点增配X钢筋混凝土异形柱和异形柱节点竖向加腋等,重点研究型钢混凝土异形柱。第一部分：分析纤维混凝土异形柱、高强混凝土异形柱、节点增配X钢筋混凝土异形柱和节点竖向加腋异形柱的受力性能,列出节点承载力计算方法、构造规定和施工方法。第二部分：研究了型钢混凝土异形柱的构件受力性能和节点受力性能,列出了型钢混凝土异形柱的承载力计算方法,其中主要研究了节点区的受剪承载力计算方法,分析比较不同节点承载力计算方法的优缺点,在此基础上提出节点区抗剪承载力的计算式。第叁部分：通过拟静力试验研究一种新的节点增强形式：节点增配肢端空腹式打孔钢板,试验研究了试件在不同配钢形式下钢筋的应变、强度退化、刚度退化和极限承载力,并对实验效果进行评价分析。第四部分：简单的研究隔震技术在异形柱结构中的应用及隔震情况下异形柱结构整体的抗震性能,总结前人的研究成果并提出相关建议。
参考文献：
[1]. 高强混凝土梁柱节点承载力实验研究[D]. 刘立兵. 合肥工业大学. 2003
[2]. 不同强度等级混凝土梁柱节点承载力实验研究[D]. 李坤. 合肥工业大学. 2004
[3]. 超高韧性水泥基复合材料新型梁柱节点抗震性能试验研究[D]. 范明明. 大连理工大学. 2012
[4]. 火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究[D]. 霍静思. 福州大学. 2005
[5]. 钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点抗震性能及计算方法[D]. 史科. 郑州大学. 2016
[6]. 预制混凝土底层柱抗震性能试验研究与分析[D]. 陈俊. 湖南大学. 2015
[7]. 扁钢管混凝土柱—型钢梁节点优化设计及力学性能研究[D]. 吴丹. 东南大学. 2018
[8]. 型钢高强高性能混凝土框架节点承载力衰减规律研究[D]. 王沛钦. 西安建筑科技大学. 2008
[9]. 配箍率对型钢高强混凝土梁柱中间节点受力性能影响的试验研究[D]. 吕锦权. 重庆大学. 2008
[10]. 高烈度区异形柱节点承载力提高措施[D]. 刘辉. 昆明理工大学. 2016
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