中柱拆除时预压装配式预应力混凝土框架抗连续倒塌性能试验研究

发布时间：2020-03-24 00:55

【摘要】：近年来建筑结构的防连续倒塌问题成为我国工程界关注的热点之一。目前国内外学者防控结构连续倒塌研究主要集中于现浇混凝土结构,对于预制装配式混凝土结构尚较少有人涉及。传统装配式结构在梁柱结合处较为薄弱,其抗连续倒塌能力较差。而预压装配式预应力混凝土结构是一种将预应力技术应用在装配式结构的一种新型结构体系,有机结合了装配式结构和预应力混凝土结构二者的优点,具有良好的抗震性能。本文为研究预压装配式预应力混凝土框架在中柱破坏时的抗连续倒塌能力,依托于国家自然科学基金项目的支撑,对一榀二层二跨预压装配式预应力混凝土框架进行拟静力试验,研究了在中柱失效后结构的受力特征与破坏形态等,得出了结构的荷载-位移曲线,探讨了结构的抗连续倒塌性能与机制;采用有限元软件Midas/Gen对试验框架进行数值模拟分析,通过对其进行非线性静力Pushdown分析和非线性动力时程分析,进一步探讨与验证结构的抗连续倒塌性能与机制。本文主要研究内容与成果如下:(1)设计制作了一榀二层二跨预压装配式预应力混凝土框架。对其进行拆除中柱下的竖向加载拟静力试验,获得了框架各层水平位移、钢筋应变、梁端转角、柱脚转角以及竖向荷载等与中柱加载位移的关系曲线,并结合框架的破坏形态探讨了结构的抗连续倒塌性能与机制。(2)试验表明,在加载过程中塑性铰首先出现在梁端,框架的混凝土裂缝开展与破坏集中在框架梁梁端与框架柱牛腿结合部,其中靠近中柱端破坏较为严重,混凝土压碎与剥落现象较为明显,牛腿结合面裂缝较大。框架柱无明显破坏,结构属于“强柱弱梁”构型;将框架的受力过程分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性铰发展阶段以及悬链线机制阶段四个阶段,框架的悬链线效应较为明显,承载力在塑性铰发展阶段未下降,预应力筋对承载力的提升作用显著,梁端混凝土压溃时,预应力筋仍未屈服,结构具有一定的抗连续倒塌能力。(3)采用有限元软件对试验框架进行非线性静力Pushdown分析,得出了结构在拆除中柱后的铰状态结果和荷载-位移曲线,通过分析荷载-位移曲线以及塑性铰的开展顺序与发展情况,并与试验实际情况进行对比,探讨并验证了框架的抗倒塌性能与机制。结果表明,模拟结果与试验结果吻合度较好,塑性铰首先出现于梁端且靠近中柱一端发展更为快速,结构基本上满足“强柱弱梁”构型,具有良好的抗连续倒塌能力。(4)采用有限元软件对试验框架进行非线性动力时程分析,得出了结构在拆除中柱后的铰状态结果和相关时程曲线,通过分析模拟结果,并与非线性静力分析结果以及实际试验结果进行对比,进一步验证了框架抗连续倒塌性能与机制。结果表明,结构具有一定的抗连续倒塌动力能力,其倒塌破坏机制与非线性静力分析和试验结果分析得出的规律较为一致;结构的动力放大系数超过了GSA等规范中2.0的限值。
【图文】：

RonanPoint公寓

AlfredP.Murrah联邦政府办公楼Fig1.1RonanPointApartmentFig1.2AlfredP.MurrahFederalBuilding
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU378.4;TU312.3

【参考文献】

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本文编号：2597541