装配式混凝土框架结构新型梁柱型钢连接节点研究

发布时间：2017-08-05 15:01

  本文关键词：装配式混凝土框架结构新型梁柱型钢连接节点研究

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【摘要】：装配式混凝土结构是建筑结构进入产业化发展的一种重要结构形式,其经济、便捷、环保的优势更是得到了国内外的重视。装配式混凝土框架体系是应用最广泛的装配式结构体系,它较其他结构体系预制率高且建筑空间可灵活布置。根据以往的地震灾害发现,装配式建筑倒塌以后,预制梁、预制柱等只是发生轻微的破坏,而引起这种装配式混凝土框架结构倒塌的主要原因是预制构件间的连接处先发生的破坏。因此在大规模推广装配式混凝土框架结构之前的首要任务就是保证其抗震性能,解决这一问题的关键环节就在于装配式混凝土框架节点的连接方式。因此装配式框架结构梁柱节点的连接方式一直是这一领域的一个研究热点。本文针对装配式混凝土框架梁柱节点提出了一种新型连接方式,采用高强螺栓将装配式节点的预制梁和预制柱通过预埋型钢连接在一起。首先通过足尺试验方法与现浇混凝土梁柱节点进行对比,研究了这种新型装配式框架节点的滞回曲线,骨架曲线,延性,刚度,耗能能力等受力机理和抗震性能。试验研究结果表明这种新型装配式框架连接节点可以获得与传统现浇节点相当的抗震性能。然后再通过MSC.MARC有限元分析软件,对这两种节点试件进行数值模拟,并将数值模拟得出的结果与实验结果进行验证对比。最后通过参数分析深入研究了节点内预埋的型钢板厚度、型钢板长度、梁内受拉钢筋面积以及节点柱顶施加轴压比等对这种新型装配式混凝土框架节点受力性能的影响。参数分析结果表明预埋型钢板厚度和柱顶施加轴压比对装配式节点的受力性能影响很小。而预埋型钢板长度和预制梁内受拉钢筋截面面积对装配式节点的承载力影响很大。装配式节点的承载力随着型钢板长度的减小而降低,因此型钢板长度需要满足最小锚固长度,否则构件承载力会下降很多,耗能性能也会降低。装配式节点的承载力随着梁内受拉钢筋面积的增加而增大。本论文的研究成果为装配式混凝土框架节点在工程中的应用提供了一定的参考。
【关键词】：装配式混凝土框架结构 梁柱节点 预埋型钢 抗震性能
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU37
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-22
• 1.1 引言7-8
• 1.1.1 课题研究背景及其意义7-8
• 1.1.2 装配式结构的分类8
• 1.1.3 装配式框架结构的特点8
• 1.2 装配式框架节点的连接方式8-14
• 1.2.1 梁、柱预制，，节点核心区和板现浇8-10
• 1.2.2 梁、柱预制10-12
• 1.2.3 梁预制，柱、板现浇12
• 1.2.4 梁、柱预制，板现浇12-14
• 1.3 装配式结构的连接研究现状14-20
• 1.3.1 国内的研究现状14-18
• 1.3.2 国外的研究现状18-20
• 1.4 问题的提出20-21
• 1.5 本文的主要研究内容21-22
• 第2章 新型装配式混凝土框架型刚连接节点试验研究22-48
• 2.1 新型装配式混凝土框架型钢连接节点的构造思路22-23
• 2.2 试验简介23-36
• 2.2.1 试件的设计23-28
• 2.2.2 试件的制作28-31
• 2.2.3 材料力学性能31-33
• 2.2.4 试验装置33-34
• 2.2.5 加载制度34-35
• 2.2.6 测量方案35-36
• 2.3 试验结果分析36-46
• 2.3.1 试验破坏形态和试验结果概述36-40
• 2.3.2 滞回曲线40-41
• 2.3.3 骨架曲线41-42
• 2.3.4 延性系数42-43
• 2.3.5 刚度退化43-44
• 2.3.6 节点耗能能力44-46
• 2.4 本章小结46-48
• 第3章 新型装配式混凝土框架型刚连接节点有限元模拟48-70
• 3.0 有限元分析软件简介48
• 3.1 有限元模型的建立48-54
• 3.1.1 模拟试验构件的基本信息50-51
• 3.1.2 单元类型选取51
• 3.1.3 材料的本构关系51-53
• 3.1.4 数值模型建立53-54
• 3.2 有限元结果分析54-60
• 3.2.1 破坏形态54-57
• 3.2.2 滞回曲线57-59
• 3.2.3 骨架曲线59-60
• 3.3 装配式节点数值模拟参数分析60-68
• 3.3.1 预埋型钢板厚度61-64
• 3.3.2 型钢钢板长度64-66
• 3.3.3 装配式节点梁内受拉筋面积66-67
• 3.3.4 装配式节点柱顶轴压比67-68
• 3.4 本章小结68-70
• 第4章 结论与展望70-73
• 4.1 研究内容和结论70-72
• 4.2 研究展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 硕士期间发表论文77

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本文编号：625460