不同破坏模式的钢筋混凝土框架节点动力性能比较
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Vol.51 No.5Mar. 2021第 51 卷 第 5 期2021 年 3 月上建 筑 结 构Building StructureDOI :10. 19701/j.jzjg.2021.05.010不同构造对装配式钢管再生混凝土框架节点抗震性能的影响研究*边瑾靓・2,曹万林1,张宗敏1,叶涛萍⑺(1北京工业大学城市建设学部,北京100124;2天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室,天津300384;3中建二局第一建筑工程有限公司,北京100176)[摘要]提出了双L 形带加劲肋节点,该节点由焊接在钢管柱上的双L 形带加劲肋组件、节点区域钢管及双L 形 带加劲肋组件上的梁段区域构成。
为研究所提出节点的抗震性能,进行了双L 形带加劲肋节点、双L 形无加劲肋节点、直板连接型节点、焊接型节点的低周反复荷载试验,分析比较了不同节点的破坏特征、承载力、滞回特性、延 性、刚度退化、耗能能力。
结果表明:不同构造对装配式钢管再生混凝土框架节点抗震性能影响较大。
焊接型节点 承载力和延性较差,直板连接型节点中双直板连接型节点抗震性能优于三直板连接型节点。
双L 形带加劲肋节点的承载力、刚度及耗能能力显著提高。
双L 形强化加劲肋节点构造简单,三角加劲肋高度的增加提高了该节点的抗震性能。
[关键词]装配式;钢管再生混凝土框架;梁柱节点;抗震性能;耗能能力中图分类号:TU398 文献标识码:A 文章编号:1002-848X ( 2021) 05-0067-08[引用本文]边瑾靓,曹万林,张宗敏,等.不同构造对装配式钢管再生混凝土框架节点抗震性能的影响研究[ J ] . 建筑结构,2021,51 ( 5) :67-74,60. BIAN Jinliang, CAO Wanlin, ZHANG Zongmin, et al. Influence research on seismic performance of assembly recycled CFST frames joints with different constructions [ J ] . Building Structure,2021,51(5) :67-74,60.Influence research on seismic performance of assembly recycled CFST frames joints withdifferent constructionsBIAN Jinliang 1,2, CAO Wanlin 1 , ZHANG Zongmin 1 , YE Taoping 1,3(1 Faculty of Architecture, Civil and Transportation Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124,China ; 2 Tianjin Key Laboratory of Civil Structure Protection and Reinforcement , Tianjin Chengjian University , Tianjin 300384, China ; 3 The First Construction Engineering Company Ltd. of China Construction Second Engineering Bureau,Beijing 100176, China)Abstract :A double L-shaped joint ( DLJ) with stiffener was proposed. The joint was composed of a double L-shaped withstiffener assembly welded to a steel pipe column, a steel pipe in the joint area, and a beam section area on the doubleL-shaped with stiffener assembly. To study the seismic performance of DLJ with stiffener, the low cycle repeated load test of DLJ with stiffener, DLJ without stiffener, straight plate connection joint and welded joint were carried out. The failurecharacteristic, load bearing capacity, hysteretic property, ductility, stiffness degradation and energy dissipation of differentjoints were analyzed and compared. The results show that the different constructions of joints have a great influence on the seismic performance of the assembly recycled concrete-filled steel tube ( CFST) frames joints. The bearing capacity andductility of welded joint are poor. The seismic performance of double-straight-plate connection joint in straight plate joint is better than that of three-straight-plate connection joint. The bearing capacity,stiffness and energy dissipation capacity of the DLJ with stiffener are significantly improved. The DLJ with enhanced stiffener has simple structure and the increase in the height of the triangular stiffener improves the seismic performance of the joint.Keywords :assembly ; recycled concrete-filled steel tube frame ; column to beam joint ; seismic performance ; energydissipation capacity0 引言钢框架结 构 自 重 轻, 抗 震 性 能 好, 装 配 化 程度高,广泛应用于装配式建筑中[1]。
钢筋混凝土框架梁破坏模式与韧性研究一、概述钢筋混凝土框架结构是目前建筑工程中广泛采用的结构类型之一。
在地震等外力作用下,钢筋混凝土框架结构容易发生破坏。
因此,研究钢筋混凝土框架梁的破坏模式和韧性是十分必要的。
本文将从以下几个方面对钢筋混凝土框架梁的破坏模式和韧性进行研究:1、钢筋混凝土框架梁的基本结构和材料特性;2、钢筋混凝土框架梁的破坏模式;3、钢筋混凝土框架梁的韧性;4、钢筋混凝土框架梁的加固措施。
二、钢筋混凝土框架梁的基本结构和材料特性1、钢筋混凝土框架梁的基本结构钢筋混凝土框架梁是由混凝土、钢筋和连接构件组成的。
其中,混凝土是承受压力的主要材料,钢筋则承受拉力。
连接构件是将混凝土和钢筋连接在一起的关键部件。
2、钢筋混凝土框架梁的材料特性钢筋混凝土框架梁的材料特性主要包括混凝土和钢筋的特性。
(1)混凝土的特性混凝土的特性包括强度、韧性、变形等。
其中,强度是指混凝土承受压力的能力,韧性是指混凝土在拉伸过程中的能量吸收能力,变形是指混凝土在受力下发生的变形程度。
(2)钢筋的特性钢筋的特性包括强度、韧性、变形等。
其中,强度是指钢筋承受拉力的能力,韧性是指钢筋在拉伸过程中的能量吸收能力,变形是指钢筋在受力下发生的变形程度。
三、钢筋混凝土框架梁的破坏模式1、钢筋混凝土框架梁的破坏模式钢筋混凝土框架梁的破坏模式主要包括弯曲破坏、剪切破坏和开裂破坏。
(1)弯曲破坏钢筋混凝土框架梁在受到弯曲作用时,容易出现弯曲破坏。
在弯曲作用下,混凝土受到压力,钢筋受到拉力,当混凝土的强度不足以抵挡压力时,混凝土会发生破坏。
(2)剪切破坏钢筋混凝土框架梁在受到剪切作用时,容易出现剪切破坏。
在剪切作用下,混凝土受到剪切力,钢筋受到剪力,当混凝土的强度不足以抵挡剪切力时,混凝土会发生破坏。
(3)开裂破坏钢筋混凝土框架梁在受到弯曲、剪切等作用时,容易出现开裂破坏。
在受力过程中,混凝土会发生裂缝,当裂缝扩展到一定程度时,混凝土会发生破坏。
强冲击下钢筋混凝土的计算模型与动力破坏一、1.1 钢筋混凝土结构简介钢筋混凝土结构是一种常见的建筑结构,它由钢筋和混凝土组成,具有很好的抗压、抗拉、抗弯等性能。
在强冲击作用下,钢筋混凝土结构可能会发生严重的动力破坏。
因此,研究钢筋混凝土结构的计算模型和动力破坏机理具有重要意义。
二、2.1 钢筋混凝土结构的损伤模式钢筋混凝土结构的损伤模式主要有两种:脆性断裂和韧性断裂。
脆性断裂是指在外力作用下,结构局部发生快速破裂,导致整个结构的破坏;韧性断裂是指在外力作用下,结构局部发生塑性变形,随着外力的继续作用,结构逐渐发生破坏。
三、2.2 钢筋混凝土结构的动力破坏机理钢筋混凝土结构的动力破坏机理主要包括以下几个方面:一是钢筋混凝土结构的初始损伤;二是外力的持续作用;三是结构内部的应力积累和释放;四是结构的局部屈曲和整体倒塌。
四、2.3 钢筋混凝土结构的计算模型为了研究钢筋混凝土结构的动力破坏机理,需要建立相应的计算模型。
目前,常用的钢筋混凝土结构计算模型有两类:一类是基于弹性理论的计算模型,如弹塑性力学模型;另一类是基于塑性理论的计算模型,如本构关系模型。
五、3.1 钢筋混凝土结构抗冲切性能研究抗冲切性能是衡量钢筋混凝土结构抵抗冲击荷载能力的重要指标。
为了提高钢筋混凝土结构的抗冲切性能,可以采用以下几种方法:一是增加钢筋的截面积;二是改善混凝土的抗冲击性能;三是采用预制构件和连接技术。
六、3.2 钢筋混凝土结构抗震性能研究抗震性能是衡量钢筋混凝土结构在地震作用下抵抗破坏能力的重要指标。
为了提高钢筋混凝土结构的抗震性能,可以采用以下几种方法:一是合理设计结构布局;二是选择合适的减震措施;三是采用加固技术和隔震技术。
七、3.3 钢筋混凝土结构耐久性研究耐久性是衡量钢筋混凝土结构使用寿命长短的重要指标。
为了提高钢筋混凝土结构的耐久性,可以采用以下几种方法:一是选择合适的材料;二是合理设计施工工艺;三是采用防腐和防护技术。
钢混凝土组合框架结构倒塌动力响应特征及参数分析目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 研究目的与内容 (4)1.4 技术路线与方法 (6)二、钢混凝土组合框架结构概述 (6)2.1 钢混凝土组合结构定义 (7)2.2 组合结构的发展历程 (8)2.3 组合结构的特点及优势 (9)2.4 应用领域及案例分析 (10)三、结构倒塌动力学基础 (12)四、钢混凝土组合框架结构倒塌机理 (13)4.1 结构失效模式 (14)4.2 关键影响因素 (16)4.3 倒塌过程仿真 (17)4.4 案例研究 (18)五、动力响应特征分析 (20)六、参数敏感性分析 (21)6.1 参数变化对结构性能的影响 (22)6.2 敏感性分析方法 (23)6.3 分析结果讨论 (24)6.4 改进建议 (26)七、结构设计优化建议 (27)7.1 设计原则与规范 (28)7.2 结构安全评估标准 (29)7.3 防倒塌措施建议 (30)7.4 新材料新技术的应用前景 (31)八、结论与展望 (33)8.1 主要研究成果总结 (34)8.2 存在的问题与不足 (35)8.3 后续研究方向 (36)8.4 对未来工作的建议 (37)一、内容概述本篇论文旨在研究钢混凝土组合框架结构在遭受地震或大风等动力荷载作用下的倒塌动力响应特征,并对相关参数进行分析。
论文首先对钢混凝土组合框架结构的力学特性、动力响应规律以及倒塌机理进行深入研究。
通过建立精确的动力模型,对钢混凝土组合框架结构的动力响应进行仿真分析,获取其倒塌过程中的位移、速度、加速度等动力学特征。
在此基础上,对影响钢混凝土组合框架结构动态倒塌性能的关键参数进行分析,包括抗震等级、楼板刚度、柱轴压比、梁柱连接方式等。
通过对比分析不同参数对结构动力响应和倒塌性能的影响,为钢混凝土组合框架结构的设计与优化提供理论依据和指导。
论文研究成果可为我国城市建设、地震工程和结构工程领域的研究与实践提供有益参考。
钢筋混凝土梁-柱节点破坏机理研究一、引言钢筋混凝土结构作为现代建筑中最常见的结构类型之一,在建筑设计和施工中得到广泛应用。
而梁-柱节点作为钢筋混凝土结构的关键部件,其承载能力和稳定性的研究一直是结构工程领域的重要课题。
因此,对钢筋混凝土梁-柱节点破坏机理的研究具有重要的理论和实际意义。
二、钢筋混凝土梁-柱节点的构造特点钢筋混凝土梁-柱节点是钢筋混凝土结构中的重要构造部件,其设计和施工的质量直接影响整个结构的稳定性和安全性。
钢筋混凝土梁-柱节点的构造特点可以总结为以下几点:1、梁-柱节点处的受力状态复杂,同时存在着多种不同方向和大小的受力作用。
2、梁-柱节点处的钢筋连接具有很高的刚度和强度,能够有效地传递梁和柱的荷载。
3、梁-柱节点处的混凝土承受着非常大的压力和剪力,需要具备足够的抗压和抗剪强度。
三、钢筋混凝土梁-柱节点的破坏模式钢筋混凝土梁-柱节点的破坏模式可以分为以下几种:1、剪切破坏剪切破坏是钢筋混凝土梁-柱节点最常见的破坏形式之一。
在梁-柱节点受到纵向荷载的作用下,节点处的混凝土会发生剪切破坏,同时钢筋也会发生错动和断裂。
这种破坏模式的特点是节点的剪切破坏裂缝呈45度斜向裂缝,常见于高层建筑和大跨度桥梁等结构中。
2、弯曲破坏弯曲破坏是一种比较特殊的破坏模式,通常只在某些特定的结构中出现。
在梁-柱节点处受到弯矩作用时,节点处的混凝土和钢筋会发生弯曲破坏,这种破坏模式的特点是节点的裂缝呈弯曲状,常见于桥梁和大型机器设备的结构中。
3、压缩破坏压缩破坏是一种比较罕见的破坏模式,在梁-柱节点受到大量压缩荷载作用时会出现。
这种破坏模式的特点是节点处的混凝土会发生压缩破坏,同时钢筋也会发生弯曲和断裂。
四、钢筋混凝土梁-柱节点破坏机理的研究1、剪切破坏机理在梁-柱节点受到纵向荷载作用时,节点处的混凝土会发生剪切破坏,同时钢筋也会发生错动和断裂。
这种破坏模式的机理可以分为以下几个方面:(1)混凝土的抗剪强度不足在梁-柱节点受到纵向荷载作用时,节点处的混凝土会承受大量的剪切力,当混凝土的抗剪强度不足时,就会发生剪切破坏。
钢筋混凝土梁的破坏模式及其原因分析一、前言钢筋混凝土梁是现代建筑中常用的结构元件,其承载能力和耐久性直接关系到建筑的安全性和使用寿命。
因此,深入了解钢筋混凝土梁的破坏模式及其原因分析,对于工程设计、施工和质量控制都具有重要意义。
二、钢筋混凝土梁的破坏模式1. 弯曲破坏弯曲破坏是钢筋混凝土梁最常见的破坏模式。
在荷载作用下,梁由于受到弯矩的作用而发生弯曲,当荷载达到一定程度时,梁会出现裂缝,进而形成弯曲破坏。
弯曲破坏的表现形式是梁的底部或顶部出现不同程度的裂缝,同时梁的挠度增大,严重的情况下会导致梁的断裂。
2. 剪切破坏剪切破坏是指钢筋混凝土梁在荷载作用下,由于剪力的作用而发生的破坏。
在梁的支座处,由于反力的作用,剪力较大,当剪力达到一定程度时,梁会出现剪力破坏。
剪力破坏的表现形式是梁的切口处出现不同程度的裂缝,严重的情况下会导致梁的断裂。
3. 爆裂破坏爆裂破坏是指钢筋混凝土梁在荷载作用下,由于混凝土的强度不足而发生的破坏。
在梁的底部或顶部,由于受到弯矩的作用,混凝土受到拉应力,当拉应力达到混凝土的极限强度时,混凝土会发生爆裂破坏。
爆裂破坏的表现形式是梁的底部或顶部出现大量的碎裂和剥落,严重的情况下会导致梁的崩塌。
4. 扭转破坏扭转破坏是指钢筋混凝土梁在荷载作用下,由于受到扭矩的作用而发生的破坏。
在梁的支座处,由于反力的作用,扭矩较大,当扭矩达到一定程度时,梁会出现扭转破坏。
扭转破坏的表现形式是梁的两端出现不同程度的扭曲,严重的情况下会导致梁的断裂。
三、钢筋混凝土梁破坏的原因分析1. 材料质量问题钢筋混凝土梁的材料主要包括混凝土和钢筋。
如果混凝土的强度不足或钢筋的质量不合格,都会导致梁的承载能力下降,从而出现破坏。
例如,混凝土中掺入的杂质过多、水泥的质量不好、钢筋的拉力强度不够等都会影响梁的耐久性。
2. 设计不合理钢筋混凝土梁的设计需要考虑多方面的因素,例如荷载的大小、作用方向、支座的位置等。
如果设计不合理,就会导致梁的承载能力不足,从而出现破坏。
强冲击下钢筋混凝土的计算模型与动力破坏一、1.1 钢筋混凝土结构简介钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑、桥梁、隧道等领域的结构类型。
它的主要特点是具有良好的抗压、抗拉、抗弯等性能,同时还具有较好的抗震性能。
在强冲击作用下,钢筋混凝土结构可能会出现严重的动力破坏现象,如裂缝、滑移、倒塌等。
因此,研究钢筋混凝土结构的计算模型和动力破坏机理对于提高结构的安全性能具有重要意义。
二、2.1 钢筋混凝土结构的损伤模式钢筋混凝土结构的损伤模式主要包括以下几种:(1)局部裂缝:当结构受到冲击作用时,由于内部应力的集中,可能导致局部区域出现裂缝。
这种裂缝通常是由于结构中的钢筋与混凝土之间的粘结强度不足引起的。
(2)滑移:在强烈的冲击作用下,结构的某些部位可能会发生相对滑动,导致结构的不稳定。
这种滑移通常是由于结构中的钢筋与混凝土之间的粘结强度不足以及结构的刚度不足引起的。
(3)倒塌:当结构的破坏程度达到一定程度时,可能会发生整体倒塌。
这种倒塌通常是由于结构的整体刚度不足以及结构的承载能力不足引起的。
三、3.1 钢筋混凝土结构的计算模型为了研究钢筋混凝土结构的动力破坏机理,需要建立相应的计算模型。
目前,常用的计算模型主要有以下几种:(1)双线性模型:双线性模型是一种简化的计算模型,它将结构划分为若干个单元,并假设单元之间的连接关系是直线型的。
这种模型适用于规则结构的计算分析。
(2)空间模型:空间模型是一种更为复杂的计算模型,它将结构划分为多个空间单元,并考虑了单元之间的连接关系和空间分布。
这种模型适用于非规则结构的计算分析。
(3)有限元模型:有限元模型是一种基于离散化思想的计算模型,它将结构划分为大量的单元,并通过求解线性方程组来近似求解结构的响应。
这种模型适用于复杂结构的计算分析。
四、3.2 动力破坏机理研究方法为了深入研究钢筋混凝土结构的动力破坏机理,需要采用多种方法进行综合分析。
这些方法主要包括以下几种:(1)试验研究:通过对不同冲击条件下的结构进行试验,可以获取结构的损伤过程和破坏特征,从而为理论分析提供依据。
混凝土梁的破坏模式分析方法一、前言混凝土梁是建筑结构中常见的承重构件,其承载能力对建筑物的稳定性和安全性具有重要影响。
为确保混凝土梁的设计和施工质量,需要对其破坏模式进行分析和评估。
本文将介绍混凝土梁的破坏模式分析方法,以供读者参考。
二、混凝土梁的破坏模式混凝土梁的破坏模式主要有以下几种:1. 弯曲破坏混凝土梁在受到弯曲荷载作用时,容易发生弯曲破坏。
这种破坏模式的特点是混凝土梁的顶部受到压力,底部受到拉力。
当荷载超过混凝土梁的承载能力时,混凝土梁会发生裂缝并最终破裂。
2. 剪切破坏混凝土梁在受到纵向剪切荷载作用时,容易发生剪切破坏。
这种破坏模式的特点是混凝土梁的剪力区发生裂缝并最终破裂。
3. 拉伸破坏混凝土梁在受到拉力作用时,容易发生拉伸破坏。
这种破坏模式的特点是混凝土梁的底部发生裂缝并最终破裂。
4. 剪切-弯曲复合破坏混凝土梁在受到弯曲和剪切荷载复合作用时,容易发生剪切-弯曲复合破坏。
这种破坏模式的特点是混凝土梁的剪力区和弯曲区同时发生裂缝并最终破裂。
5. 粘结破坏混凝土梁在受到粘结力作用时,容易发生粘结破坏。
这种破坏模式的特点是混凝土梁的钢筋和混凝土之间的粘结力不足,导致钢筋脱离混凝土而破坏。
三、混凝土梁的破坏模式分析方法混凝土梁的破坏模式分析方法主要有以下几种:1. 经验公式法经验公式法是一种基于经验的估算方法,其适用于简单的混凝土梁结构。
该方法基于一系列试验结果和实际工程经验,通过公式计算混凝土梁的承载能力和破坏模式。
该方法的优点是简单易行,但精度较低,不适用于复杂的混凝土梁结构。
2. 数值模拟法数值模拟法是一种基于数值分析的方法,其适用于复杂的混凝土梁结构。
该方法通过有限元分析软件对混凝土梁进行模拟计算,得出混凝土梁的应力分布和变形情况,并预测混凝土梁的破坏模式。
该方法的优点是精度高,适用范围广,但计算时间长且需要专业的软件和技术支持。
3. 现场试验法现场试验法是一种基于实际试验的方法,其适用于现场混凝土梁的破坏模式分析。
钢筋混凝土框架结构地震主要失效模式分析与优化随着我国城市化和工业化的快速发展,地震风险日益增加。
钢筋混凝土框架结构是一种广泛使用的抗震结构体系,但在地震中容易出现不同失效模式,影响结构的安全性。
因此,研究钢筋混凝土框架结构在地震中的主要失效模式以及如何优化结构的设计是非常关键的。
1. 桥式塌落:在地震中,结构可能会出现桥式损坏,即上下两层之间的某个楼层出现损坏或失效,导致下一层楼层的承载力减弱甚至塌落。
2. 角部破坏:在地震中,结构可能会由于角部受到大地震力的集中作用而发生破坏,这会导致地震力传输到其他部位,影响整个结构的稳定性。
3. 剪力墙失效:剪力墙是钢筋混凝土框架结构中的一个重要承载构件。
在地震中,如果剪力墙失效,将对整个结构的稳定性产生严重影响。
为了优化钢筋混凝土框架结构的设计,主要有以下几种方法:1. 基于概率和可靠度设计:该方法通过系统地评估结构的可靠性,确定每个构件的安全系数,以及整个结构的可靠性系数,从而确保结构的安全性。
2. 基于性能设计:该方法通过定义结构在地震中需要达到的性能目标,如位移限制、残余能力等,从而确定结构的设计参数。
3. 采用新材料和新技术:在钢筋混凝土框架结构的设计中,可以采用新的材料和技术,如高强度钢筋、纤维增强混凝土等,从而增强结构的抗震能力。
4. 优化结构布局和减震措施:通过优化结构的布局和采用减震措施,如隔震、降低结构的周期等,可以减小地震对结构的影响。
总之,钢筋混凝土框架结构的抗震设计是现代建筑设计的重要组成部分之一,要求设计者要充分理解结构的抗震性能,采用科学、系统的设计方法,优化结构的设计、布局和材料,确保结构在地震中的安全性。