干法混合连接PC框架梁柱节点力学性能研究

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提出了一种干法混合连接PC框架梁柱节点,搭建了节点简化设计方法,构建了数值模型,结合既有同类节点试验结果,验证了数值模型的正确性,进一步比较了简化设计与数值模型结果,论证了两者的有效性。通过建立恢复力模型,开展了动力弹塑性时程分析,研究了结构罕遇地震响应,并与同条件下的现浇混凝土结构进行对比,发现新节点装配式混凝土框架结构具有良好的抗震性能,可用于实际工程。论文主要研究工作和成果如下:1.对PC框架节点的现状进行了研究(第1章),对现有节点进行了分类梳理,从力学性能、地震响应以及施工难易程度等三个方面进行了比较分析,指出了既有研究的不足,拟定了本文的研究内容2.提出了一种干法混合连接PC框架梁柱节点(第2章)。该节点采用企口牛腿节点构造形式,结合钢板及高强螺栓连接,可实现弯剪综合承载,并具有摩擦耗能特性。依据现行规范搭建了节点简化设计方法,开展了实际节点的设计分析。3.构建了节点数值分析方法,结合两组现浇混凝土节点和一组螺栓连接节点的试验文献数据,验证了数值分析方法的正确性(第3章)。研究表明,低周往复荷载作用下现浇节点和螺栓连接节点的数值模拟结果与试验结果吻合较好,误差在允许范围内,数值模拟方法可用于研究本文提出的干法混合连接梁柱节点。4.构建了节点数值分析模型,研究了节点的力学行为包括极限承载力、恢复力特征、刚度退化特性、耗能能力以及延性(第4章)。研究表明节点极限承载力与现浇节点近似相当,滞回曲线饱满未出现明显的捏缩效应,由于引入了钢砼混合连接,等效粘滞阻尼及节点延性略优于相似现浇节点。通过5组节点参数化数值模型,研究了节点螺栓个数、混凝土强度、配筋率、牛腿等主控设计参数对其力学性能的影响。研究表明,节点牛腿部位配筋为其承载力关键影响因素,经优化后,可实现与现浇节点相同的力学性能。5.将本文提出的节点应用于实际PC框架结构设计(第5章)。基于提出的节点恢复力模型,建立了结构整体抗震分析模型,开展了动力弹塑性时程分析,研究了PC框架结构罕遇地震响应,并与同条件下的现浇混凝土结构进行对比,发现两者抗震性能近似相当。
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