新型预制装配柱—柱连接节点抗震性能及设计方法研究
发布时间：2021-02-13 19:33
与传统装配式建筑中柱-柱连接方式相比,本文提出一种能广泛应用于装配式混合结构中的新型预制装配柱-柱连接节点,其主要由预制上、下柱和之间的无粘结预应力筋、黄铜摩擦耗能器和角钢三种连接装置组成,具有拼装速度快、抗震可靠度高、耗能性能好等特点。目前国内外鲜有提出类似柱-柱连接节点,因此对新型预制装配柱-柱连接节点进行抗震性能及设计方法研究具有重要意义。本文完成了5个新型预制装配柱-柱连接节点的低周反复荷载试验研究,重点分析了不同轴压比、不同角钢厚度以及是否布置角钢等参数对试件破坏形态、滞回曲线、延性、耗能能力等抗震性能的影响,根据试验结果和抗震性能分析提出恢复力模型。具体内容及结论如下:（1）新型预制装配柱-柱连接节点在低周反复荷载作用下的破坏形态均为主受力方向角钢下肢发生断裂,下柱翼缘上端部呈沿垂直加载方向对称、方向相反的半波屈曲变形,黄铜摩擦板磨损严重,但无粘结预应力筋仍处于弹性阶段,试件仍有较强持荷能力,柱-柱连接可靠度较高。（2）试件的初始刚度、延性、耗能能力和下柱翼缘上端部屈曲变形程度随轴压比增大而增大,对承载力影响较小;在一定厚度范围内,增大布置角钢厚度可以提高试件承载力、减缓加...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
装配式混凝土柱-柱
其柱-柱连接节点更是保证框架柱及整体结构抗震性能的关键部分，因此近年来国内外学者对预制装配式混凝土柱-柱连接节点的连接方式及抗震性能做了较多理论分析和试验研究。根据现有研究，可将装配式混凝土柱-柱连接方式按形式分为湿式连接和干式连接[10]。其中湿式连接是指在预制构件装配节点处使用钢筋、型钢、钢板等其他锚固材料进行连接处理，再在装配节点部位浇筑混凝土等灌浆料进行连接从而形成柱-柱连接节点的方式，其具有整体性较强的优点，主要包括有榫式接头连接、浆锚接头连接、套筒灌浆连接等方式，其连接示意图如图1.1所示。干式连接是指不需要浇筑混凝土等灌浆料，通过张拉预应力、高强螺栓、预埋连接件等构造措施直接进行连接形成柱-柱连接节点的形式，具有施工速度快、方便维修等优点。（a）榫式接头连接（b）浆锚接头连接（c）套筒灌浆连接图1.1装配式混凝土柱-柱湿式连接示意图
西安建筑科技大学硕士学位论文5（a）扩口型直螺纹套筒连接（b）滚轧直螺纹连接套筒及灌浆套筒复合连接图1.2两种不同灌浆套筒连接方式示意图李青宁等[24-25]提出一种采用钢板箍和水平栓筋组合对上下预制柱进行连接的方式。设计了2个钢板箍水平栓筋组合连接高强箍筋混凝土柱和2个现浇普通混凝土柱，在低周反复荷载下进行抗震性能对比。试验结果表明，采用钢板箍水平栓筋组合连接的装配式柱整体性良好，抗震性能优于普通现浇混凝土柱，且施工安全方便，是一种综合评价较好的装配式混凝土柱-柱连接方式。龚纯等[26]采用ABAQUS软件对采用钢板箍连接的装配式柱进行三维非线性分析，验证模型在低周反复荷载下与试验结果相比的正确性。通过模拟试件在拟静力加载下得出的滞回曲线，与试验结构相对比验证其准确性，并对不同参数进行变参分析，得出不同参数下试件的承载能力、耗能能力等。分析表明，采用钢板箍连接的装配式柱抗震性能较为理想。汪梅等[27]对预埋焊接件柱-柱连接方式进行创新，即先采用焊接方式对上、下柱端部的预设钢板进行初连实现构件定位，然后焊接预制在上、下柱外侧的围合钢板完成柱-柱连接。共制作6个采用此连接方式的柱-柱连接节点试件并进行拟静力试验，试验结果表明，采用此类连接方式的装配式柱刚度、承载力与现浇柱相当，但其焊接质量不易保证，在实际工程中有所限制。董挺峰等[28-29]采用无粘结预应力筋进行连接的思想设计制作了5个梁-柱连接节点并进行拟静力试验。从试验结果可看出，采用无粘结预应力筋进行装配式混凝土梁-柱节点连接时，加载时预应力筋始终处于弹性状态，试件的破坏主要出现在预制混凝土梁的根部，其承载力与延性和现浇装配式节点相当，连接可靠，但耗能能力有所下降。张晨等[30]提出一种布置角钢的新型
【参考文献】：
期刊论文
[1]中间柱型阻尼器全螺栓装配式钢框架数值分析[J]. 张爱林,朱莉娜,张艳霞,林海鹏,文闻. 钢结构(中英文). 2019(12)
[2]考虑楼板效应的装配式自复位钢框架节点弯矩-转角理论研究[J]. 张艳霞,黄威振,郑明召,李全刚,费晨超. 钢结构. 2019(03)
[3]方钢管柱内套筒柱-柱螺栓拼接节点受力性能试验研究[J]. 刘康,李国强,孙建运,刘玉姝,陆烨,杨晓杰. 建筑结构学报. 2018(10)
[4]浆锚搭接灌浆缺陷对装配式混凝土柱抗震性能的影响[J]. 徐文杰,李书奇,陶里. 建筑科学. 2018(05)
[5]拉-弯-剪组合作用下法兰连接方钢管柱受力性能研究[J]. 刘学春,和心宁,张爱林,王鹤翔,詹欣欣,徐路. 建筑结构学报. 2018(06)
[6]预应力自复位混凝土框架节点恢复力模型研究[J]. 蔡小宁,孟少平. 工程力学. 2018(01)
[7]采用改进纵筋连接的足尺装配式钢筋混凝土柱抗震性能试验研究[J]. 刘阳,郭子雄,吕英婷,黄群贤,王梓懿. 建筑结构学报. 2017(11)
[8]材料、构件、结构的“屈服点”定义与讨论[J]. 冯鹏,强翰霖,叶列平. 工程力学. 2017(03)
[9]绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J]. 郝际平,孙晓岭,薛强,樊春雷. 工程力学. 2017(01)
[10]采用钢板攻丝高强螺栓法兰连接的装配式钢框架柱受力性能研究[J]. 丁娟,杨彬,李瑞锋,马瑜杰,张其林. 建筑结构学报. 2016(08)
博士论文
[1]后张无黏结混合装配式预应力混凝土框架抗震性能研究[D]. 张晨.东南大学 2017
[2]平端板连接半刚性梁柱组合节点的试验与理论研究[D]. 石文龙.同济大学 2006
硕士论文
[1]钢板箍连接装配整体式混凝土柱力学性能数值分析[D]. 龚纯.湘潭大学 2016
[2]新型装配式RC框架柱—柱连接节点受力性能研究[D]. 蒋立峰.河南工业大学 2015
[3]新型装配整体式柱的抗震性能研究[D]. 卫碧洋.西安建筑科技大学 2014
[4]我国城镇化背景下基于全产业链的住宅产业化发展研究[D]. 杨显怡.重庆大学 2013
[5]焊接对多高层钢结构承载力影响的研究[D]. 梁炜宇.浙江工业大学 2007
本文编号：3032470
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
装配式混凝土柱-柱
其柱-柱连接节点更是保证框架柱及整体结构抗震性能的关键部分，因此近年来国内外学者对预制装配式混凝土柱-柱连接节点的连接方式及抗震性能做了较多理论分析和试验研究。根据现有研究，可将装配式混凝土柱-柱连接方式按形式分为湿式连接和干式连接[10]。其中湿式连接是指在预制构件装配节点处使用钢筋、型钢、钢板等其他锚固材料进行连接处理，再在装配节点部位浇筑混凝土等灌浆料进行连接从而形成柱-柱连接节点的方式，其具有整体性较强的优点，主要包括有榫式接头连接、浆锚接头连接、套筒灌浆连接等方式，其连接示意图如图1.1所示。干式连接是指不需要浇筑混凝土等灌浆料，通过张拉预应力、高强螺栓、预埋连接件等构造措施直接进行连接形成柱-柱连接节点的形式，具有施工速度快、方便维修等优点。（a）榫式接头连接（b）浆锚接头连接（c）套筒灌浆连接图1.1装配式混凝土柱-柱湿式连接示意图
西安建筑科技大学硕士学位论文5（a）扩口型直螺纹套筒连接（b）滚轧直螺纹连接套筒及灌浆套筒复合连接图1.2两种不同灌浆套筒连接方式示意图李青宁等[24-25]提出一种采用钢板箍和水平栓筋组合对上下预制柱进行连接的方式。设计了2个钢板箍水平栓筋组合连接高强箍筋混凝土柱和2个现浇普通混凝土柱，在低周反复荷载下进行抗震性能对比。试验结果表明，采用钢板箍水平栓筋组合连接的装配式柱整体性良好，抗震性能优于普通现浇混凝土柱，且施工安全方便，是一种综合评价较好的装配式混凝土柱-柱连接方式。龚纯等[26]采用ABAQUS软件对采用钢板箍连接的装配式柱进行三维非线性分析，验证模型在低周反复荷载下与试验结果相比的正确性。通过模拟试件在拟静力加载下得出的滞回曲线，与试验结构相对比验证其准确性，并对不同参数进行变参分析，得出不同参数下试件的承载能力、耗能能力等。分析表明，采用钢板箍连接的装配式柱抗震性能较为理想。汪梅等[27]对预埋焊接件柱-柱连接方式进行创新，即先采用焊接方式对上、下柱端部的预设钢板进行初连实现构件定位，然后焊接预制在上、下柱外侧的围合钢板完成柱-柱连接。共制作6个采用此连接方式的柱-柱连接节点试件并进行拟静力试验，试验结果表明，采用此类连接方式的装配式柱刚度、承载力与现浇柱相当，但其焊接质量不易保证，在实际工程中有所限制。董挺峰等[28-29]采用无粘结预应力筋进行连接的思想设计制作了5个梁-柱连接节点并进行拟静力试验。从试验结果可看出，采用无粘结预应力筋进行装配式混凝土梁-柱节点连接时，加载时预应力筋始终处于弹性状态，试件的破坏主要出现在预制混凝土梁的根部，其承载力与延性和现浇装配式节点相当，连接可靠，但耗能能力有所下降。张晨等[30]提出一种布置角钢的新型
【参考文献】：
期刊论文
[1]中间柱型阻尼器全螺栓装配式钢框架数值分析[J]. 张爱林,朱莉娜,张艳霞,林海鹏,文闻. 钢结构(中英文). 2019(12)
[2]考虑楼板效应的装配式自复位钢框架节点弯矩-转角理论研究[J]. 张艳霞,黄威振,郑明召,李全刚,费晨超. 钢结构. 2019(03)
[3]方钢管柱内套筒柱-柱螺栓拼接节点受力性能试验研究[J]. 刘康,李国强,孙建运,刘玉姝,陆烨,杨晓杰. 建筑结构学报. 2018(10)
[4]浆锚搭接灌浆缺陷对装配式混凝土柱抗震性能的影响[J]. 徐文杰,李书奇,陶里. 建筑科学. 2018(05)
[5]拉-弯-剪组合作用下法兰连接方钢管柱受力性能研究[J]. 刘学春,和心宁,张爱林,王鹤翔,詹欣欣,徐路. 建筑结构学报. 2018(06)
[6]预应力自复位混凝土框架节点恢复力模型研究[J]. 蔡小宁,孟少平. 工程力学. 2018(01)
[7]采用改进纵筋连接的足尺装配式钢筋混凝土柱抗震性能试验研究[J]. 刘阳,郭子雄,吕英婷,黄群贤,王梓懿. 建筑结构学报. 2017(11)
[8]材料、构件、结构的“屈服点”定义与讨论[J]. 冯鹏,强翰霖,叶列平. 工程力学. 2017(03)
[9]绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J]. 郝际平,孙晓岭,薛强,樊春雷. 工程力学. 2017(01)
[10]采用钢板攻丝高强螺栓法兰连接的装配式钢框架柱受力性能研究[J]. 丁娟,杨彬,李瑞锋,马瑜杰,张其林. 建筑结构学报. 2016(08)
博士论文
[1]后张无黏结混合装配式预应力混凝土框架抗震性能研究[D]. 张晨.东南大学 2017
[2]平端板连接半刚性梁柱组合节点的试验与理论研究[D]. 石文龙.同济大学 2006
硕士论文
[1]钢板箍连接装配整体式混凝土柱力学性能数值分析[D]. 龚纯.湘潭大学 2016
[2]新型装配式RC框架柱—柱连接节点受力性能研究[D]. 蒋立峰.河南工业大学 2015
[3]新型装配整体式柱的抗震性能研究[D]. 卫碧洋.西安建筑科技大学 2014
[4]我国城镇化背景下基于全产业链的住宅产业化发展研究[D]. 杨显怡.重庆大学 2013
[5]焊接对多高层钢结构承载力影响的研究[D]. 梁炜宇.浙江工业大学 2007
本文编号：3032470
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