裝配式框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點優(yōu)化設(shè)計及抗震性能研究.pdf

1、裝配式結(jié)構(gòu)是當(dāng)前我國建筑業(yè)發(fā)展的一個趨勢?？蚣芙Y(jié)構(gòu)做為一種常見的結(jié)構(gòu)形式，如何保證裝配式梁柱節(jié)點連接區(qū)域具有較好的抗震性能并使其在地震中不先于其它構(gòu)件破壞，對整體結(jié)構(gòu)的安全具有重大的意義。ECC(Engineered cementitious composites)是一種具有超高韌性和優(yōu)越耗能性能的纖維增強水泥基復(fù)合材料，將其應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中能大大提高構(gòu)件的抗震性能。但由于ECC材料價格昂貴，本文擬將ECC材料應(yīng)用于裝配式節(jié)點后澆連接區(qū)

2、域，以期提高其抗震性能的同時減少成本。具體工作如下:
　　(1)本文結(jié)合國內(nèi)外框架梁柱節(jié)點連接方式，提出了2種新的梁柱節(jié)點裝配方案，并創(chuàng)新性地將ECC材料應(yīng)用于梁柱節(jié)點后澆連接區(qū)域。然后采用非線性有限元軟件ATENA對提出的裝配方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。結(jié)果表明:當(dāng)連接鋼筋與梁底部縱筋的水平搭接長度達(dá)到一定值后，梁底部縱筋能可靠地將應(yīng)力傳遞到連接鋼筋處;鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度對節(jié)點的受力性能有影響，但當(dāng)鋼筋的粘結(jié)強度達(dá)到正常粘結(jié)強度的四分

3、之一后，粘結(jié)強度對節(jié)點受力影響可忽略。
　　(2)根據(jù)提出的裝配方案，設(shè)計了9個裝配式節(jié)點試件和2個現(xiàn)澆節(jié)點對比試件，詳細(xì)地介紹了試件的制作過程和試驗流程，并通過對11個試件進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗，對試件的破壞形態(tài)、滯回曲線、強度、剛度、延性、耗能和應(yīng)變等抗震性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:2類裝配方案的連接均可靠。同時，采用ECC后澆的試件滯回曲線更加飽滿，具有更好的耗能能力。此外，同一級荷載下，ECC試件的箍筋應(yīng)力水平較混凝土試件低，

4、表明ECC可以分擔(dān)部分剪力，可部分代替箍筋的作用。
　　(3)采用美國PEER中心開發(fā)的結(jié)構(gòu)非線性分析工具OpenSees，建立了梁柱纖維單元和宏觀節(jié)點單元模型，對5個中節(jié)點試件進(jìn)行數(shù)值模擬并進(jìn)行參數(shù)分析。計算結(jié)果表明:OpenSees能夠較好地模擬在低周反復(fù)荷載作用下試件各個循環(huán)荷載下滯回路徑;對比分析數(shù)值模擬和試驗所得的骨架曲線，模擬結(jié)果的初始剛度較試驗結(jié)果偏大;OpenSees平臺中ECC單軸本構(gòu)能較好的模擬鋼筋增強受彎構(gòu)件