腹板摩擦式自定心預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能研究.pdf

1、地震是全人類共同面對的自然災(zāi)害之一，對人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)采用延性設(shè)計(jì)理念，通過結(jié)構(gòu)預(yù)期損傷部位的延性變形來吸收地震能量，以避免結(jié)構(gòu)在地震中倒塌，保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)的安全。然而，在這一指導(dǎo)思想下設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)往往在地震后產(chǎn)生較大的殘余變形和難以修復(fù)的破壞，造成巨大的直接、間接損失。
　　 為減少鋼筋混凝土框架在地震作用下的殘余變形和損傷，本文提出了一種新型的“腹板摩擦式自定心預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)”

2、。圍繞這一新型節(jié)點(diǎn)，先后開展了節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式、理論分析、低周反復(fù)加載試驗(yàn)以及數(shù)值模擬研究，完成的主要工作及結(jié)論如下:
　　 (1)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式研究。采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線對預(yù)制的鋼筋混凝土梁柱進(jìn)行現(xiàn)場拼接。當(dāng)梁端彎矩超過節(jié)點(diǎn)的臨界張開彎矩時(shí)，梁柱接觸面張開;震后，接觸面在預(yù)應(yīng)力的作用下重新閉合。梁柱的接觸部位分別預(yù)埋鋼套和鋼板，以避免梁柱相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)混凝土的壓碎。在梁端鋼套的腹板處設(shè)置了摩擦耗能件，從而可以在梁柱相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)耗散地

3、震能量。
　　 (2)節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為的理論分析。根據(jù)腹板摩擦式自定心預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，推導(dǎo)了梁端軸力、剪力、彎矩以及節(jié)點(diǎn)張開后轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的表達(dá)式，建立了節(jié)點(diǎn)梁端彎矩-相對轉(zhuǎn)角關(guān)系和側(cè)向力-側(cè)向位移關(guān)系的理論分析模型，并得到了節(jié)點(diǎn)耗能系數(shù)和等效粘滯阻尼系數(shù)的計(jì)算公式。理論分析結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好，為腹板摩擦式自定心預(yù)應(yīng)力混凝土框架的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和參考。
　　 (3)節(jié)點(diǎn)抗震性能的試驗(yàn)研究。通過14個(gè)低周反復(fù)加載

4、試驗(yàn)，對節(jié)點(diǎn)在循環(huán)荷載下的抗震性能進(jìn)行了研究，分析了鋼絞線預(yù)應(yīng)力、螺桿預(yù)應(yīng)力、梁端鋼套、螺旋箍筋等參數(shù)對于節(jié)點(diǎn)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，腹板摩擦式自定心預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)具有震后自動(dòng)復(fù)位、主體結(jié)構(gòu)基本無損、耗能機(jī)制明確等優(yōu)點(diǎn)。梁端的鋼套避免了混凝土梁柱在相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的局部受壓破壞，而位于梁端腹板的摩擦裝置則提供了良好的耗能能力。隨著初始預(yù)應(yīng)力的加大，節(jié)點(diǎn)的初始剛度、臨界張開彎矩加大并具有更強(qiáng)的自定心能力;節(jié)點(diǎn)的耗能效果主要受摩擦力大