预制装配式RC柱UHPC连接节点抗震性能研究

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为了推动和激励装配式建筑的发展,我国已经制定了一系列的政策措施。2022年,在《“十四五”建筑业发展规划》中,明确了“大力推动我国装配式建筑发展”的目标。目前,预制装配式钢筋混凝土柱连接技术已经有较为广泛的应用,但预制装配式钢筋混凝土柱湿连接节点还存在一些问题,如部分节点施工实现难度大、部分节点质量检测难度大等。本文针对湿连接在施工中实现难度大的问题提出了一种新型预制装配式RC柱UHPC连接节点,通过有限元模拟研究不同因素对该节点抗震性能的影响。这对预制装配式RC柱UHPC连接节点应用于实际工程有着积极作用。首先,选择合适的有限元软件并确定模拟方法,将有限元软件模拟的结果与试验结果的比较,检验模拟方法的适用性。其次,提出预制装配式RC柱UHPC连接节点(下文称“UHPC节点”)的具体构造。再次,将采用UHPC节点连接柱的抗震性能与现浇钢筋混凝土柱的抗震性能的进行对比,初步验证采用UHPC节点连接柱的抗震性能较现浇钢筋混凝土柱的抗震性能略优。最后,研究节点连接区域构造变化对不同截面形状、截面尺寸柱的节点柱抗震性能的影响。得到了以下结论:(1)轴压比对UHPC节点连接柱的抗震性能影响很大。随着轴压比的增大,UHPC节点连接柱的极限承载力也随之增大,耗能能力减弱。矩形截面与正方形截面采用UHPC节点连接柱轴压比取0.2-0.3为宜,圆形截面的采用UHPC节点连接柱轴压比取0.3-0.5为宜。(2)UHPC区域的高度和厚度都对采用UHPC节点连接柱的抗震性能影响较大。当柱截面为正方形时,UHPC区域高度17.5d时,柱的抗震性能较好;UHPC区域厚度为d/6时,柱的抗震性能较好。当柱截面为矩形时,UHPC区域高度在20d时,柱的抗震性能较好;UHPC区域厚度在长边9b1/20、短边b2/4或者长边9b1/20、短边5b2/28时,柱的抗震性能较好。当柱截面为圆形时,UHPC区域高度15d时,柱的抗震性能较好;UHPC区域厚度为d/6时,柱的抗震性能较好。UHPC区域高度取15d-17.5d为宜。UHPC区域厚度取六分之一到四分之一柱截面直径或者边长为宜。(3)键槽接缝宽度、键槽接缝形状、键槽深度对采用UHPC节点连接柱的抗震性能影响较小。键槽接缝宽度20mm的情况下,采用UHPC节点连接柱的抗震性能较好。键槽接缝形状为倒梯形时,采用UHPC节点连接柱的抗震性能较好。当键槽深度50mm-75mm时,采用UHPC节点连接柱的抗震性能较好。采用UHPC节点连接柱的键槽接缝宽度以20mm为宜,键槽深度以50mm-75mm为宜,键槽接缝形状以倒梯形为宜。
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