局部后张预应力装配式混凝土框架节点抗震性能研究

发布时间：2020-06-22 20:20

【摘要】：改革开放以来,我国大力推进城镇化,建筑业迎来了全新的变革。在新的发展形势下,以预制装配式混凝土结构为代表的工业化结构体系符合节能环保、绿色低碳、可持续发展的战略目标,可作为主流的建筑工业现代化体系而重点推广。在各类装配式结构体系中,装配式混凝土框架结构更加易于模数化、标准化和定型化,应用面较广。梁-柱节点的性能是影响整个框架结构抗震性能的关键,尤其是对装配式混凝土框架结构而言。目前,预制装配梁柱节点的连接形式主要分为“湿”式和“干”式两种。“湿”式连接节点整体性好、耗能能力强;但安装效率差、成本高,现场施工工作量仍然很大。“干”式连接以预应力筋连接的形式为主,节点安装效率高、自复位能力强;但延性及耗能能力较弱,并且,目前常规的预应力预制节点多采用预应力钢绞线穿入整根预制梁的方式,穿孔工作量大,不便于预制框架结构的逐跨安装。本文提出一种新型局部后张预应力装配式混凝土框架节点,采用“干湿结合”的连接方式,分别吸取“干式”节点连接快、效率高、自复位能力强与“湿式”节点整体性好、耗能能力强的特点,是一种高效优异的新型结构。本文对该新型节点开展试验研究并进行数值模拟分析,对其制作工艺和抗震性能进行初步探索,并为节点构造的进一步优化提供依据。主要研究内容如下:1)以一个七层框架结构的梁柱中节点为依据,以预应力筋类型、粘结方式及孔道灌浆料为试验参数设计并制作四个局部后张预应力预制节点,以及一个现浇对比节点的足尺模型。2)对五个试验构件进行低周反复荷载试验,试验过程中,通过对试验现象和破坏状态的观察对试验构件的抗震性能进行初步分析。同时,通过相关仪器采集试验构件在低周反复加载过程中的荷载、位移以及应力、应变数据,进一步分析得到滞回曲线、骨架曲线、屈服荷载、刚度退化、耗能值等参数,从强度、变形和能量三个方面对节点的抗震性能进行进一步的判断和分析。3)通过有限元分析平台opensees对试验构件进行低周反复加载过程的模拟,并通过与试验结果的对比验证模型的准确性。在此基础上,对预制构件进行参数化分析,探索不同因素对节点抗震性能的影响,为节点形式的进一步优化提供依据。研究表明:1)与现浇节点相比,局部后张预应力装配式框架节点在低周反复荷载作用下抗侧刚度和承载能力更高,残余变形更小,自复位能力更强,在大变形下表现出更加良好的耗能能力,抗震性能较好。2)节点区叠合层纵筋的粘结强弱、预应力筋性能及其粘结方式对局部后张预应力装配式框架节点的抗震性能有着重要的影响。3)有限元分析程序opensees能够较好地模拟梁柱节点在低周反复荷载作用下的反应,通过参数化分析可知,增大预应力筋粘结强度、预应力筋初始应力以及叠合层纵筋根数能够有效提高局部后张预应力装配式框架节点的耗能能力及延性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU352.11;TU378
【图文】：

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【参考文献】