新型插接装配式混凝土梁柱节点抗震性能研究
发布时间：2021-04-11 21:35
在建筑结构产业化的环境下,预制装配式混凝土结构由于经济、高效、环保等优点得到了国内外的关注。其中,装配式混凝土框架体系是应用最为广泛的预制结构体系之一,其具有高预制率、建筑空间能够灵活应用的特点。构件之间的预制拼接是装配式混凝土框架体系的主要特征,节点的连接方式极大地影响着框架结构的整体性能以及施工效率。因此,研究出性能良好且易于装配的节点形式是大规模推广装配式混凝土框架结构的关键。本文提出一种基于型钢与混凝土组合结构形式的新型插接装配式混凝土梁柱节点,利用预埋钢构件和高强螺杆实现预制梁、柱的连接。首先进行拟静力试验研究,将这种新型节点与现浇混凝土节点进行对比,研究了低周往复加载下,新型插接装配式节点的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、刚度退化、应变等响应特征。得到的试验结果表明:插接式节点的力学性能与梁内型钢的内埋深度有关,主要是受到型钢与混凝土之间粘结滑移的影响。在粘结良好的情况下,节点的承载能力较现浇节点有明显的提升。由于受到拼接区组合效应的限制,该型装配节点的耗能能力和初始刚度略低于现浇节点。然后通过ABAQUS有限元分析软件,对插接装配式节点试件进行了数值模拟分析。对比...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
后浇
1绪论3接或纵筋焊接，预制上柱和下柱可通过灌浆套筒连接。(a)中间层中柱节点A型(b)中间层中柱节点B型图1-1后浇整体式节点Figure1-1Precastconcretebeam-columnsub-assemblagewithcast-in-situmonolithicjoint另一种节点将梁下部纵筋的锚固位置外移到节点核心区外的现浇段[17,22]，如图1-2所示。锚固连接距离节点核心区不小于1.5倍粱截面有效高度。这样能够降低节点核心区的钢筋密度，保证了核心区后浇混凝土的质量。(a)中柱节点（b）边柱节点图1-2梁下部筋在节点外现浇区连接节点Figure1-2Thejointoflowerbeamreinforcedconnectioninthecastregionoutsidethecoreareaofthecast针对后浇整体式节点，各国学者在预制梁端钢筋锚固、构件划分方式、后浇混凝土性能、钢筋类型等方面进行了研究，并提出了各种措施增强后浇整体式梁柱节点性能，优化后浇整体式节点结构形式。Restrepo对6个以新西兰高烈度区常用节点形式设计的后浇装配式混凝土框架节点进行了往复加载试验[24]，预制构件采用搭接或焊接实现梁内连接。试验结果表明，节点的细部构造差异对试件整体响应的影响很小；虽然节点后浇区上
1绪论5图1-3世构体系节点构造示意Figure1-3Jointdetailsof‘Scope’为了尽可能保证节点在核心区的连续性，避免拼接形成的薄弱面对结构可靠性可能出现的负面作用，一些学者提出了改变构件的划分方式的建议。Khoo等[31]提出了在1/3跨处将梁分割的构件划分方式。通过拟静力试验发现，将梁在1/3跨处后浇拼接的节点，其拼接区能保持弹性状态，塑性变形集中在梁端塑性铰区内，而拼接面受力相对较校试验还表明，采用这种划分方式的节点其强度、延性及耗能能力等性能也基本等同现浇节点。薛伟辰等提出的现浇柱-叠合梁节点将距柱面一倍梁高范围内梁段的混凝土与柱一起浇筑[32]。通过对4个不同位置的现浇柱-叠合梁框架节点进行低周往复荷载试验，结果显示节点虽然首先在梁预制和后浇混凝土的交界处发生开裂,但破坏并不在该部位，这说明将拼接区外移到距柱面一倍梁高以外可以有效避免拼接区薄弱截面的集中破坏。4种装配式框架节点的破坏形态均为梁端受弯破坏，满足“强柱弱梁、强节点弱构件”的抗震设计要求。其他后浇整体式节点还包括采用特殊材料、构造以及新的设计理念等。文献[33-38]研究了采用纤维混凝土、再生混凝土及FRP筋等特殊材料的装配式混凝土梁柱节点的抗震性能。提出了改变节点区传力路径等新的设计理念，如章文纲等提出的装配式钢纤维混凝土齿槽式节点[39]，这种节点形式利用梁柱连接处后浇钢纤维混凝土形成的齿槽传递梁端剪力，研究结果显示，这种形式的节点延性和耗能能力均有明显的提升。在节点核心区预埋型钢构件，是近几年研究较多的节点特殊构造形式。预埋件的构造可以实现预制构件的拼装连接，同时避免节点核心区钢筋的密实排布，便于后浇筑混凝土的振捣。Choi等[40]提出在节点核心区置入型钢，并后浇ECC材料的?
【参考文献】：
期刊论文
[1]后张无黏结预应力干式连接梁柱节点抗震性能试验研究[J]. 潘鹏,王海深,郭海山,刘康,王冬雁,齐虎,耿娇. 建筑结构学报. 2018(10)
[2]装配式混凝土框架节点基本性能研究进展[J]. 吴刚,冯德成. 建筑结构学报. 2018(02)
[3]钢筋混凝土框架梁柱节点灌浆套筒连接抗震性能研究[J]. 刘洪涛,闫秋实,杜修力. 建筑结构学报. 2017(09)
[4]新型装配式混凝土框架结构后浇整体式梁柱节点研究[J]. 章一萍,隗萍,张春雷,冯波,熊峰,王初翀,周练. 四川建筑科学研究. 2017(03)
[5]从建筑业发展“十三五”规划看行业前景[J]. 金文. 中国建筑金属结构. 2017(06)
[6]装配式钢筋混凝土梁柱构件连接技术研究[J]. 程蓓,石彩华,徐建伟. 工业建筑. 2017(07)
[7]钢筋套筒挤压连接装配整体式梁柱中节点抗震性能试验研究[J]. 赵作周,韩文龙,钱稼茹,刘时伟,王悦媛. 建筑结构学报. 2017(04)
[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]预制装配式混凝土结构体系与关键技术的研究[J]. 王献忠,杨健,沙斌,宫婷,王曈,胡行,张杨梅. 建筑施工. 2017(02)
[10]我国建筑工业化发展现状与思考[J]. 王俊,赵基达,胡宗羽. 土木工程学报. 2016(05)
硕士论文
[1]高烈度区预制预应力混凝土装配整体式框架结构的设计研究[D]. 任政.东南大学 2017
[2]装配式混凝土框架结构新型梁柱型钢连接节点研究[D]. 苗小燕.北京建筑大学 2016
[3]装配整体式框架U形钢筋连接节点试验研究[D]. 徐剑.东南大学 2015
[4]装配式混凝土框架节点抗震性能试验研究[D]. 杨卉.北方工业大学 2014
[5]装配整体式预应力混凝土框架节点抗震性能试验研究[D]. 何一凡.北京建筑大学 2014
[6]装配整体式混凝土框架节点抗震性能试验研究[D]. 杨旭.北京建筑大学 2014
[7]基于梁柱节点的既有钢筋混凝土框架结构体系抗震缺陷研究[D]. 吴晓兰.长安大学 2014
[8]预制预应力混凝土框架结构抗震能力的试验研究[D]. 潘其健.东南大学 2006
[9]新型全预制装配式混凝土框架节点的研究[D]. 黄祥海.东南大学 2006
本文编号：3131997
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
后浇
1绪论3接或纵筋焊接，预制上柱和下柱可通过灌浆套筒连接。(a)中间层中柱节点A型(b)中间层中柱节点B型图1-1后浇整体式节点Figure1-1Precastconcretebeam-columnsub-assemblagewithcast-in-situmonolithicjoint另一种节点将梁下部纵筋的锚固位置外移到节点核心区外的现浇段[17,22]，如图1-2所示。锚固连接距离节点核心区不小于1.5倍粱截面有效高度。这样能够降低节点核心区的钢筋密度，保证了核心区后浇混凝土的质量。(a)中柱节点（b）边柱节点图1-2梁下部筋在节点外现浇区连接节点Figure1-2Thejointoflowerbeamreinforcedconnectioninthecastregionoutsidethecoreareaofthecast针对后浇整体式节点，各国学者在预制梁端钢筋锚固、构件划分方式、后浇混凝土性能、钢筋类型等方面进行了研究，并提出了各种措施增强后浇整体式梁柱节点性能，优化后浇整体式节点结构形式。Restrepo对6个以新西兰高烈度区常用节点形式设计的后浇装配式混凝土框架节点进行了往复加载试验[24]，预制构件采用搭接或焊接实现梁内连接。试验结果表明，节点的细部构造差异对试件整体响应的影响很小；虽然节点后浇区上
1绪论5图1-3世构体系节点构造示意Figure1-3Jointdetailsof‘Scope’为了尽可能保证节点在核心区的连续性，避免拼接形成的薄弱面对结构可靠性可能出现的负面作用，一些学者提出了改变构件的划分方式的建议。Khoo等[31]提出了在1/3跨处将梁分割的构件划分方式。通过拟静力试验发现，将梁在1/3跨处后浇拼接的节点，其拼接区能保持弹性状态，塑性变形集中在梁端塑性铰区内，而拼接面受力相对较校试验还表明，采用这种划分方式的节点其强度、延性及耗能能力等性能也基本等同现浇节点。薛伟辰等提出的现浇柱-叠合梁节点将距柱面一倍梁高范围内梁段的混凝土与柱一起浇筑[32]。通过对4个不同位置的现浇柱-叠合梁框架节点进行低周往复荷载试验，结果显示节点虽然首先在梁预制和后浇混凝土的交界处发生开裂,但破坏并不在该部位，这说明将拼接区外移到距柱面一倍梁高以外可以有效避免拼接区薄弱截面的集中破坏。4种装配式框架节点的破坏形态均为梁端受弯破坏，满足“强柱弱梁、强节点弱构件”的抗震设计要求。其他后浇整体式节点还包括采用特殊材料、构造以及新的设计理念等。文献[33-38]研究了采用纤维混凝土、再生混凝土及FRP筋等特殊材料的装配式混凝土梁柱节点的抗震性能。提出了改变节点区传力路径等新的设计理念，如章文纲等提出的装配式钢纤维混凝土齿槽式节点[39]，这种节点形式利用梁柱连接处后浇钢纤维混凝土形成的齿槽传递梁端剪力，研究结果显示，这种形式的节点延性和耗能能力均有明显的提升。在节点核心区预埋型钢构件，是近几年研究较多的节点特殊构造形式。预埋件的构造可以实现预制构件的拼装连接，同时避免节点核心区钢筋的密实排布，便于后浇筑混凝土的振捣。Choi等[40]提出在节点核心区置入型钢，并后浇ECC材料的?
【参考文献】：
期刊论文
[1]后张无黏结预应力干式连接梁柱节点抗震性能试验研究[J]. 潘鹏,王海深,郭海山,刘康,王冬雁,齐虎,耿娇. 建筑结构学报. 2018(10)
[2]装配式混凝土框架节点基本性能研究进展[J]. 吴刚,冯德成. 建筑结构学报. 2018(02)
[3]钢筋混凝土框架梁柱节点灌浆套筒连接抗震性能研究[J]. 刘洪涛,闫秋实,杜修力. 建筑结构学报. 2017(09)
[4]新型装配式混凝土框架结构后浇整体式梁柱节点研究[J]. 章一萍,隗萍,张春雷,冯波,熊峰,王初翀,周练. 四川建筑科学研究. 2017(03)
[5]从建筑业发展“十三五”规划看行业前景[J]. 金文. 中国建筑金属结构. 2017(06)
[6]装配式钢筋混凝土梁柱构件连接技术研究[J]. 程蓓,石彩华,徐建伟. 工业建筑. 2017(07)
[7]钢筋套筒挤压连接装配整体式梁柱中节点抗震性能试验研究[J]. 赵作周,韩文龙,钱稼茹,刘时伟,王悦媛. 建筑结构学报. 2017(04)
[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]预制装配式混凝土结构体系与关键技术的研究[J]. 王献忠,杨健,沙斌,宫婷,王曈,胡行,张杨梅. 建筑施工. 2017(02)
[10]我国建筑工业化发展现状与思考[J]. 王俊,赵基达,胡宗羽. 土木工程学报. 2016(05)
硕士论文
[1]高烈度区预制预应力混凝土装配整体式框架结构的设计研究[D]. 任政.东南大学 2017
[2]装配式混凝土框架结构新型梁柱型钢连接节点研究[D]. 苗小燕.北京建筑大学 2016
[3]装配整体式框架U形钢筋连接节点试验研究[D]. 徐剑.东南大学 2015
[4]装配式混凝土框架节点抗震性能试验研究[D]. 杨卉.北方工业大学 2014
[5]装配整体式预应力混凝土框架节点抗震性能试验研究[D]. 何一凡.北京建筑大学 2014
[6]装配整体式混凝土框架节点抗震性能试验研究[D]. 杨旭.北京建筑大学 2014
[7]基于梁柱节点的既有钢筋混凝土框架结构体系抗震缺陷研究[D]. 吴晓兰.长安大学 2014
[8]预制预应力混凝土框架结构抗震能力的试验研究[D]. 潘其健.东南大学 2006
[9]新型全预制装配式混凝土框架节点的研究[D]. 黄祥海.东南大学 2006
本文编号：3131997
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