无粘结预应力装配式框架结构抗连续倒塌分析

发布时间：2020-06-11 21:14

【摘要】：目前预应力装配式框架结构的应用逐渐扩大,但适用于其结构的连接方法与理论研究尚有欠缺。与此同时近年来装配式结构倒塌事情屡有发生,结构抗连续倒塌的研究对结构安全、社会安定等方面具有积极的意义。相比于有粘结预应力装配式结构,无粘结预应力装配式结构的研究还甚少,本文针对无粘结预应力装配式框架结构抗连续倒塌性能分析。主要研究内容如下:(1)本文参照国内一现有的2层2跨平面框架倒塌试验,借助SAP2000有限元软件建模并对其加以侧向力进行分析,对比分析得:数值模拟结果与试验结果体现出基本吻合,从而验证了本文所采用的梁、柱单元类型、塑性铰本构关系、以及建模分析方法的正确性,为抗连续倒塌分析提供了有效分析手段。(2)采用拆除构件法,借助于非线性静力分析方法,对无粘结预应力框架结构抗连续倒塌性能进行了分析。提取了失效点不同位移量的塑性铰分布,并以荷载储备系数LRR为定量指标得:在拆除长边中柱后,剩余上部结构抗连续倒塌极限承载能力最弱。同时结构不同部位的抗连续倒塌机制也不同,并不是结构所有的部位都存在悬链线机制。(3)借助于非线性动力分析方法,对无粘结预应力框架结构在正常使用情况下进行了拆除构件分析。结果表明:拆除失效柱后,结构弯矩、剪力、轴力的分布形式与原结构相比发生了变化,剩余结构内力进行了重分布;与失效柱相连梁、相邻柱构件变化明显,这些梁柱构件更易发生连锁破坏导致结构发生连续倒塌;远离拆除柱端的负弯矩以及剪力增幅显著,对整体框架来说,横向影响幅度大于纵向。与1倍荷载下的非线性静力分析结果一致,在正常使用情况下,4种工况均不会发生连续倒塌,根据不同柱失效时失效点位移由小到大排序为:内部柱失效、短边中柱失效、长边中柱失效、角柱失效。综上,角柱、长边中柱失效对预应力筋为装配式框架结构抗连续倒塌性能影响显著,设计时,应注意加强角柱和长边中柱构件构造。无粘结预应力筋为装配式框架结构提供了足够的储备荷载可保证结构在正常使用情况下不会发生连续倒塌。
【图文】：

有限元模型,材料属性,塑性铰

图 2.6 模型简图 200mm，梁的截面宽度是 100mm，，梁截面的高度是 2梁、柱纵向钢筋采用 HRB335，箍筋采用 HPB235，预应M 单孔锚具，张拉控制应力为conptk 0.5f。材料属性见表 2.1 材料属性表mm）钢筋等级屈服强(MPa) 极限强度（MPa）弹性2 钢绞线一 1820 HRB335 335 455 HPB235 235 -析件 SAP2000 建立的有限元分析模型如图 2.7，对结构进 0.1H 和 0.9H 的位置设置 PMM 铰，H 为柱单元的长度塑性铰特性值，而塑性铰的处于梁的 0.1L 和 0.9L 处，顶施加水平侧向力的加载方式，初始荷载为结构自重

装配式框架,无粘结预应力,塑性铰,发展过程

236 本章小结本章主要的研究内容及结论如下：（1）介绍了预应力装配式框架结构两种节点的连接方式，分别为全预应力连接和混连接；(c) =56.20mm =90.00mm图 2.8 无粘结预应力装配式框架塑性铰发展过程
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU312.3

【参考文献】