混合裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架節(jié)點試驗研究.pdf

1、預(yù)制裝配技術(shù)是實現(xiàn)國家建筑工業(yè)化要求的關(guān)鍵技術(shù)，裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)是符合我國國情并具有廣闊應(yīng)用前景的熱門結(jié)構(gòu)形式，裝配式混凝土框架節(jié)點的研究是推動此類結(jié)構(gòu)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵問題。本文通過總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，提出了一種新型混合裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架節(jié)點形式，即采用螺栓連接的耗能角鋼作為耗能元件、通過預(yù)制柱柱側(cè)牛腿進(jìn)行拼裝連接的后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架節(jié)點。為了驗證節(jié)點的抗震性能，本文針對耗能角鋼進(jìn)行了前期試驗和有限元參數(shù)分析，根據(jù)

2、耗能元件的受力特性進(jìn)行了新型節(jié)點的試驗設(shè)計與研究，并根據(jù)試驗結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值模擬驗證及分析。論文的主要工作包括:
　　(1)總結(jié)并對比國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于預(yù)制裝配式混凝土框架節(jié)點的研究成果，分析確立裝配式干性連接節(jié)點的優(yōu)勢及不足，通過改進(jìn)課題組先前提出的干性連接裝配式節(jié)點形式，提出了一種新型混合裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架節(jié)點形式。
　　(2)針對節(jié)點的耗能元件進(jìn)行了深入的試驗及有限元分析，對12組無肋角鋼進(jìn)行在低周往復(fù)荷載和單調(diào)荷載的試

3、驗研究，通過控制耗能角鋼的長度、厚度、螺栓位置等參數(shù)對其受力性能進(jìn)行了對比與分析。試驗結(jié)果驗證了角鋼作為耗能元件出色的承載能力和耗能能力，得出了角鋼在低周往復(fù)荷載下的滯回模型，總結(jié)了耗能角鋼的受力變形機(jī)理。
　　(3)利用大型通用有限元分析軟件Abaqus分別對無肋角鋼與帶肋角鋼進(jìn)行數(shù)值模擬分析，模擬結(jié)果與試驗基本吻合。結(jié)合試驗中無肋角鋼的變形情況，利用有限元方法對帶肋角鋼在低周往復(fù)荷載作用下的受力機(jī)理進(jìn)行了模擬分析，對比闡述了加

4、勁肋對耗能角鋼受力機(jī)理的影響，結(jié)果證明帶肋角鋼具有更高的承載力、剛度和耗能能力。
　　(4)按照1∶1比例，完成了3個新型節(jié)點的低周往復(fù)荷載試驗，通過控制節(jié)點初始預(yù)應(yīng)力大小、耗能角鋼規(guī)格等參數(shù)，對新型節(jié)點的抗震性能進(jìn)行了分析研究。試驗結(jié)果表明，新型混合裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架節(jié)點具有良好的自恢復(fù)能力和耗能能力，在試驗荷載作用下，損傷集中在角鋼及梁柱結(jié)合面處，預(yù)制梁柱及牛腿均保持彈性狀態(tài)，滿足震后修復(fù)的要求。
　　(5)利用非線