全装配式混凝土框架结构抗连续倒塌静载试验研究

发布时间：2020-10-22 00:49

　　 近年来,我国政府大力推广预制装配式混凝土结构,其中,全装配式混凝土框架结构具有安装快速、施工污染少等优点。全装配式混凝土框架结构在遭遇爆炸冲击、不受控制的火灾和车辆撞击等偶然荷载作用时,能否保持其稳固性值得研究。本文以全装配式混凝土框架子结构试验为基础,分析其在中柱移除过程中抗连续性倒塌的受力机理,同时利用有限元软件ABAQUS对试件分别进行精细化有限元分析,并建立整楼RC框架模型研究了框架结构抗连续倒塌的受力性能。本文主要进行了以下几方面的研究:(1)本文利用PKPM设计了一栋空间框架结构,提取底层框架子结构按照1/2比例缩尺,设计了三个框架子结构试件,包括两个全装配式试件(PC1、PC2)和一个现浇试件(RC),每个试件分别包含三根柱两根梁,装配式试件梁柱采用插梢杆-牛腿-角钢方式连接。完成了三个试件的中柱移除拟静力试验。(2)对每个试件荷载位移曲线、每个阶段的梁柱变形曲线、钢筋和混凝土的应变变化曲线等试验结果进行了整理,对比了三个试件的极限承载能力和极限位移,分析了子结构试验在中柱移除过程中的裂缝的发展和最终的破坏模式,探讨了子结构试件在中柱移除过程中的荷载转换机制,为有限元模型改进连接形式提供数据支持。(3)基于试验结果的整理分析,利用ABAQUS有限元软件分别建立了试件的精细化有限元模型,对试件的受力过程进行非线性有限元模拟,模型曲线与试验曲线吻合良好,最终破坏模式也基本相同,验证了模型的正确性。在此基础上,通过改变装配式试件模型梁柱连接处插梢杆的参数,比如改变材质或增大直径,进行优化设计连接节点,使其受力性能更加良好,提高全装配式混凝土结构抗连续倒塌二次防御能力。(4)建立了四个RC框架子结构ABAQUS精细化有限元模型,通过Qian K等的试验进行了有限元模型的验证,模拟曲线和试验曲线吻合良好。在此基础上,分别研究了单层平面框架子结构在两侧不同的边跨约束下移除中柱过程中的受力性能、单层空间框架子结构模型考虑楼板作用时移除框架柱的受力性能和多层空间框架子结构在不同楼层下移除框架柱过程中的受力性能。分析表明,不同的结构约束的变化对倒塌跨各个受力阶段的影响均有所不同。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU37
【部分图文】：

i 等设计了 4 个梁柱节点试件，包括 2 个试件。预制装配式梁柱连接采用后浇混凝土于节点连接区钢筋的构造设置，一个采用焊低周往复加载试验表明，焊接锚固筋的装配而 U 型锚固筋的装配式节点受力性能差于s 等[14]设计了 4 个预制装配式混凝土框架节个预制装配式梁柱节点连接分别为：节点区复合连接和预留孔洞螺杆螺栓连接。通过低形式的可靠性，表明几种连接都能达到计算进[15]完成了如图 1.1 所示的 3 个不同槽长整体式框架结构)中节点的低周往复荷载试、耗能能力和刚强度退化等，并通过通用分间的粘结滑移，对试验进行了全过程模拟，性铰长度等。

orkmaz 等[24]为了研究全装配式框架结构梁柱连装配式节点和 1 个现浇对比节点，装配式节点形件均为 2/5 比例制作，通过低周往复荷载模拟地分析，探讨了该连接的抗震受力性能。研究表明可以改进连接的受力性能；增强梁底连接强度，全装配式梁柱常用的连接方式，又称为铰接连接等[25,26]设计了 1/3 比例缩尺的系列全装配式节点 J 型栓钉连接和 J 型栓钉+夹板角钢连接，如图同数目的加劲肋。所有试件均采用低周往复荷载点与现浇节点的滞回曲线、承载能力、能量耗散式节点承载能力低于现浇节点，J 型栓钉连接的而 J 型栓钉+夹板角钢连接的节点延性和耗能低反向加载承载力较 1 个加劲肋试件承载力高于

a) 改进前 b) 改进后图 2.2 牛腿-插梢杆连接图虽然设置了角型钢板加强了节点连接，但考虑到这种连接节点的弯矩传限，介于刚接和铰接之间，本文在 PKPM 软件进行结构设计计算时，考计算模型，如图 2.3 所示。分别为 a)梁柱刚接形式，框架梁与框架柱完节点区域既传递剪力，又传递弯矩，承载能力等同于现浇结构；b)铰接，这种连接方式中，框架柱通过可靠连接，性能与整体现浇柱相当，而梁与预制框架柱在梁端采用铰接形式，节点区域只传递剪力，不传递弯两种计算模型配筋方案，考虑到这种半刚性的连接，最终配筋方案满足形式。
【参考文献】

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1 刘巍;徐明;陈忠范;;ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J];工业建筑;2014年S1期

2 种迅;孟少平;潘其健;;后张预应力预制混凝土框架梁柱节点抗震性能试验研究[J];土木工程学报;2012年12期

3 陈适才;闫维明;王文明;高杰;;大型预制混凝土结构梁-柱-叠合板边节点抗震性能研究[J];建筑结构学报;2011年06期

4 窦祖融;王怡;薛伟辰;;低周反复荷载下装配整体式混凝土框架边节点的抗震性能[J];建筑科学与工程学报;2010年02期

5 贾金刚;徐迎;石磊;金丰年;;关于“连续性倒塌”定义的探讨[J];爆破;2008年01期

6 赵斌,吕西林,刘丽珍;全装配式预制混凝土结构梁柱组合件抗震性能试验研究[J];地震工程与工程振动;2005年01期

7 柳炳康,施法科,刘海涛,欧国浩;反复荷载下预压装配式框架接合部受力性能[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年01期

8 冯健,吕志涛,于长海;预应力及钢筋混凝土企口接头受剪性能试验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2000年04期

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1 李易;RC框架结构抗连续倒塌设计方法研究[D];清华大学;2011年

2 何庆锋;钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能试验研究[D];湖南大学;2010年

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1 陈超;钢筋混凝土框架结构抗连续性倒塌分析[D];华南理工大学;2010年

2 朱洪进;预制预应力混凝土装配整体式框架结构（世构体系）节点试验研究[D];东南大学;2006年

本文编号：2850843