若干新型装配式混凝土框架节点的抗震可靠度分析

发布时间：2020-03-31 04:01

【摘要】：当下,随着国家系列政策的出台,国内学者对建筑工业化领域的研究方兴未艾。众所周知,装配式结构性能的好坏又很大程度上取决于节点区的受力性能,因此,一大批各式各样的装配式节点形式被提出来加以研究。这些节点按照连接方式不同大致可以分为两类:一类是湿式连接节点,一类是干式连接节点。本文在湿式连接节点中选取了三个典型的新型装配式混凝土框架节点作为研究对象,为了科学地评估这些节点的力学性能,同时考虑到在构件制作和安装过程中不可避免的产生性能参数的随机波动,本文对节点在低周反复加载情况下的抗震耗能能力和可靠度进行了研究。主要研究内容和成果如下:(1)系统回顾了可靠度理论研究的发展历程以及在国内外的研究现状,总结了当前可靠度几种主流计算方法的优缺点和今后的发展方向。在可靠度领域中,聚焦抗震可靠度这一分支,介绍了国内外学者在结构动力可靠度研究和抗震设计方面的研究进展。另外,在装配式混凝土框架的研究领域,从应用角度阐述了当前预制装配技术的发展水平,从研究角度着重梳理了国内外学者对装配式混凝土框架节点的试验研究进展。(2)综合当下各种类型的节点形式,总结了装配式混凝土框架节点的不同水平的分类方式。介绍了本文研究的三种新型装配式混凝土框架节点,即梁端底筋锚入式预制梁柱连接节点、梁端带U形钢绞线锚入式预制混凝土梁柱节点和新型无支撑装配整体式混凝土框架节点的构造特点等基本信息。分析了混凝土框架节点的受力过程和传力机理以及由此导致的几种可能的破坏模式,为下文的节点有限元模拟提供了理论依据。(3)利用开源有限元分析软件OpenSees对三种新型装配式混凝土框架节点在低周反复加载下的抗震性能进行数值分析,介绍了建模过程中的模型选取和参数确定过程,特别是对OpenSees中特有的梁柱节点单元模型的定参方法做了研究和说明。采用对比分析的形式,将模拟结果与已有的节点试验数据进行对比,验证建模的客观性和准确性;将现浇节点与预制节点模拟结果进行对比,验证两种节点形式性能接近等同。在基于模拟结果的基础上,选取抗震性能指标如加载点的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力进行分析,系统地评价了新型装配式混凝土框架节点的承载力和抗震耗能性能。(4)从结构可靠度的基本原理和计算方法出发,重点介绍了蒙特卡罗随机有限元法的原理和程序实现方法。借助Matlab平台编译基于蒙特卡罗随机有限元法的可靠度计算程序,考虑材料随机性和加载随机性,通过调用OpenSees软件对三种新型装配式混凝土框架节点进行随机参数情况下的有限元分析。采用Park-Ang双参数损伤模型衡量节点的损伤水平,并以此作为节点的极限状态指标,计算在不同程度损伤水平下的失效概率。基于节点骨架曲线和耗能曲线的统计分析,评估参数的随机变化对节点全生命周期的性能影响情况。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU37;TU352.11

【相似文献】