基于SMA/ECC的新型自复位框架节点抗震性能试验研究

发布时间：2024-03-02 18:42

　　为了提高框架节点塑性铰区损伤自修复自复位能力,减小结构的残余变形,实现框架结构震后结构功能的快速恢复,文章采用超弹性SMA筋和超高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)增强RC框架节点的抗震性能。设计制作了5个1/2缩尺比例框架节点,其中2个为考虑了梁端塑性铰区不同长度的SMA增强ECC节点模型,3个为对比节点模型,即普通混凝土节点、ECC增强混凝土节点和SMA增强混凝土节点。在新型SMA/ECC节点梁端塑性铰区,采用超弹性NiTi-SMA筋代替普通纵筋、ECC代替普通混凝土以增强其复位能力和耗能能力。通过低周往复加载试验,研究了新型节点的破坏过程、耗能能力、位移延性、残余变形和自复位性能。试验结果研究表明:往复荷载作用下,SMA节点均呈现"旗帜形"滞回性能,具有良好的自复位能力;ECC材料够优化框架节点梁端塑性铰的发展,提高结构的延性及耗能能力,延缓结构的屈服;SMA/ECC复合材料系统虽然会降低结构的初始刚度,但能够显著提高节点的延性及自复位能力,延缓刚度退化速度,提高结构抗侧移能力,可以实现结构损伤自修复和功能的快速恢复;覆盖梁端塑性铰区,SMA的长度的改变对自复位性能影响不大。

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【部分图文】：

图13加载制度

图12位移传感器测点布置2试验结果及分析

图1试件配筋图

试件R-ECC在节点核心区及梁柱端塑性铰区(一倍柱截面高度)用PVA-ECC代替普通混凝土。试件SMA-C和SMA-ECC-300在梁端塑性铰区(一倍梁截面高度)用SMA代替普通纵向受力钢筋,同时考虑到SMA筋和钢筋之间的连接件为易损构件,为了避免SMA-钢筋连接件处于梁端最大受....

图2SMA筋和ECC的使用区域

图1试件配筋图钢筋和SMA之间采用直螺纹套筒连接,如图3所示。连接SMA筋和钢筋的套筒的可靠性对节点的力学性能影响较大,因此首先对套筒进行拉伸试验测试。SMA和钢筋连接件试验性能测试结果表明,SMA最大应变达5.4%时,SMA在端部螺纹处发生断裂。试验结果表明,连接套筒性能可以....

图3SMA筋和钢筋连接件

钢筋和SMA之间采用直螺纹套筒连接,如图3所示。连接SMA筋和钢筋的套筒的可靠性对节点的力学性能影响较大,因此首先对套筒进行拉伸试验测试。SMA和钢筋连接件试验性能测试结果表明,SMA最大应变达5.4%时,SMA在端部螺纹处发生断裂。试验结果表明,连接套筒性能可以满足本次试验需求....

本文编号：3917238