新型自复位PC框架节点抗震性能研究

发布时间：2020-06-06 20:39

【摘要】：装配式整体框架节点以其高效环保和节省人工的特点而具有良好的发展前景,但是该节点需要在现场进行二次浇注,所以在建造速度上仍存在提升空间。为了提高结构建造速度的同时使结构具有良好的抗震性能,本文提出了一种新型的自复位PC框架节点,该节点所需现场浇筑少所以具备更快的建造速度,设置的预应力钢绞线可以提高节点复位能力,附加的耗能元件也可以提高节点的耗能能力。为了进一步明确新型自复位PC框架节点的破坏模式、承载能力、位移延性、耗能能力及复位能力,本文所完成工作如下:(1)首先,设计、完成了一个足尺的新型自复位PC框架节点模型和装配式整体框架节点对比模型的拟静力试验。并从该试验中获得了两种节点的裂缝开展情况和滞回曲线等试验结果。试验表明:自复位节点的梁端叠合面灌浆料先出现裂隙、梁纵向钢筋屈服然后角钢屈服,所以自复位节点出现的是一种角钢屈服的梁端塑性铰模式,装配式节点出现的是常见的梁塑性铰模式;装配式节点极限承载力为131.6kN,自复位节点为186.5kN,比装配式节点提高29.4%。(2)其次,对比两种节点的抗震性能。具体分析两种节点的骨架曲线、刚度变化、延性和耗能等指标。具体来说,从梁端开始屈服到节点破坏,自复位节点的刚度降低了8.6kN/mm,比装配式节点的12.5kN/mm小31.2%,自复位节点的位移延性系数μ=6.203比装配式节点μ=5.021大19.1%,这表明自复位节点具有良好的屈服后刚度与更好的延性。自复位节点在角钢屈服前耗能最大低于装配式节点1025.3kN·mm 但随着角钢屈服耗能,角钢耗能量占自复位节点耗能总量的比重从20%以下增长至80%以上,自复位节点耗能总量最大超过装配式节点1974.71kN·mm,表明自复位节点具有良好的耗能能力。(3)然后,对两种节点的残余变形与自复位能力进行分析。结果如下:在自复位节点的预制梁为弹性状态时,最大梁端残余位移仅为9.5mm,最大梁端残余变形率Rrd保持在0.2以下,而装配式节点的梁端残余位移达到24.8mm,该值为自复位节点的2.6倍。同时,最大梁端残余变形率Rrd为0.55,是自复位节点的2.75倍,表明自复位节点具有更小的残余变形以及更好的复位能力。(4)最后,利用耗能角钢的梁端弯矩设计值Mba和预应力钢绞线梁端弯矩设计值Mbp平衡的梁端弯矩平衡原理,得出节点耗能角钢的抗拉力Fa和后张预应力钢绞线面积AP;并通过角钢力-位移的双线性理想模型得到角钢尺寸和高强螺栓用量;从而得到新型自复位PC框架节点的设计理论与计算方法。
【图文】：

装配式,整体框架,结构节点

混凝土框架结构ｍ，并且可以采用和现浇结构相同的方法进行结构分析ｊｇｇｉ十。逡逑图１－１装配式整体框架结构节点逦图１－２装配式整体框架结构板逡逑如图１－１为装配式整体框架结构梁柱节点，如图１－２为装配式整体框架结构逡逑楼面板［８】。这种结构，，对推动装配式建筑的发展做出了巨大的贡献，但是存在如逡逑下两个方面的不足［９］。一方面，因为梁柱节点处施工困难、节点混凝土需现浇另逡逑外由于叠合梁板的使用等，并不能使该型节点发挥出装配式结构施工周期短的优逡逑势ｆｌＱ］。另一方面，其抗震设计理念是按小震作用的承载能力设计，采用构造措施逡逑使结构具有足够的延性来抵抗大震ｍ］。这样可能导致结构在低、中震作用下屈服，逡逑对结构震后损伤后的加固不利［１２】。而在较强地震作用下，结构会产生过大的峰值逡逑１逡逑

框架结构,装配式,整体框架,结构板

框架结构在采用了可靠的节点连接方式和合理的构造措施后性能可等同于现浇逡逑混凝土框架结构ｍ，并且可以采用和现浇结构相同的方法进行结构分析ｊｇｇｉ十。逡逑图１－１装配式整体框架结构节点逦图１－２装配式整体框架结构板逡逑如图１－１为装配式整体框架结构梁柱节点，如图１－２为装配式整体框架结构逡逑楼面板［８】。这种结构，对推动装配式建筑的发展做出了巨大的贡献，但是存在如逡逑下两个方面的不足［９］。一方面，因为梁柱节点处施工困难、节点混凝土需现浇另逡逑外由于叠合梁板的使用等，并不能使该型节点发挥出装配式结构施工周期短的优逡逑势ｆｌＱ］。另一方面，其抗震设计理念是按小震作用的承载能力设计，采用构造措施逡逑使结构具有足够的延性来抵抗大震ｍ］。这样可能导致结构在低、中震作用下屈服，逡逑对结构震后损伤后的加固不利［１２】。而在较强地震作用下，结构会产生过大的峰值逡逑１逡逑
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.4;TU352.11

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