预制柱—叠合梁装配整体式框架中节点抗火性能研究

发布时间：2020-11-03 22:18

　　 装配式混凝土结构,既能减少大量现场施工作业,又能保证结构整体的抗震性能。它是混凝土结构由传统的现场湿作业建造向现代化工厂制造转化的优选方式,符合国家倡导的绿色产业化发展方向。目前对装配式节点的研究主要集中在静力性能和抗震性能,而对其抗火性能研究相对较少,对火灾下装配整体式钢筋混凝土框架节点抗火能力及安全性缺乏相关的认识。如果按照现浇混凝土框架节点进行设计及耐火保护,不仅不安全,而且缺乏相关的科学依据。对装配整体式钢筋混凝土框架中节点耐火极限进行试验研究,并利用有限元软件ABAQUS分析了多种参数对装配整体式钢筋混凝土框架中节点耐火极限的影响。本文研究内容和成果如下:(1)对3个装配式混凝土节点和1个同尺寸的现浇混凝土节点进行耐火性能试验。分析梁柱线刚度比,梁端荷载比对装配式节点耐火极限的影响。结果表明:节点破坏由梁达到耐火极限引起。梁端位移开始缓慢增加,达到耐火极限时梁端位移出现陡增,节点破坏时,柱处于受热膨胀阶段。与现浇节点对比分析,装配式节点耐火极限时间试件略低于现浇节点。(2)利用有限元软件ABAQUS建立了上述节点热-力耦合模型。与试验温度场、梁柱位移曲线进行对比,验证了模型的合理性。(3)利用上述模型分析了三种尺寸框架柱选取了梁柱线刚度比、荷载比、配筋率等参数进行研究,探究各参数对装配式混凝土中节点温度场分布、受力性能、耐火极限的影响。
【学位单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU352.5
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 国内外相关课题研究现状
        1.2.1 预制装配式混凝土结构的发展现状
        1.2.2 常温下预制装配式混凝土框架节点的研究现状
        1.2.3 常温下框架节点的研究现状
        1.2.4 高温下框架节点的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 装配整体式框架中节点试件设计
    2.1 前言
    2.2 试验概况
    2.3 装配式节点试件设计
        2.3.1 梁、柱预制构件的设计
        2.3.2 钢筋连接套筒设计
        2.3.3 梁端预埋加载环设计
    2.4 装配式预制构件施工与拼装
        2.4.1 预制构件的施工
        2.4.2 预制构件的吊装
    2.5 材料性能
    2.6 本章小结
第三章 装配式框架中节点抗火性能试验
    3.1 引言
    3.2 试验设计概况
    3.3 试验方案及测量内容
        3.3.1 火灾试验炉及加载装置
        3.3.2 加载制度
        3.3.3 测量内容
        3.3.4 节点耐火极限
    3.4 试验步骤
    3.5 试验结果与现象
        3.5.1 装配式节点耐火性能试验结果
        3.5.2 现浇节点耐火性能试验结果
        3.5.3 梁柱位移-时间曲线
        3.5.4 实测升温曲线
        3.5.5 实测节点截面温度
    3.6 本章小结
第四章 装配式节点有限元分析及验证
    4.1 前言
    4.2 节点材料属性
        4.2.1 混凝土热工参数
        4.2.2 混凝土热力学参数
        4.2.3 高温下结构钢的热工特性
        4.2.4 高温下结构钢的力学特性
    4.3 传热基本原理
        4.3.1 传热基本方程
        4.3.2 边界条件和初始条件
        4.3.3 有限元求解
        4.3.4 有限元模型的建立
    4.4 温度场有限元分析及验证
        4.4.1 装配式节点PC3-R1-L
        4.4.2 装配式节点PC3-R1-L
        4.4.3 装配式节点PC3-R2-L
        4.4.4 现浇节点RC3-R1-L
        4.4.5 节点温度场分布与比较
    4.5 力学性能有限元分析及验证
    4.6 本章小结
第五章 装配式节点耐火极限参数分析
    5.1 前言
    5.2 影响装配式节点抗火参数
    5.3 装配式节点参数分析
        5.3.1 梁端荷载比影响
        5.3.2 梁柱线刚度比影响
        5.3.3 梁配筋率的影响
    5.4 装配整体式框架节点温度场及耐火极限比较
        5.4.1 装配整体式框架节点温度场对比
        5.4.2 装配整体式框架节点耐火极限对比
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士期间已发表的论文

【参考文献】

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本文编号：2869181