装配式剪力墙连接节点抗震性能随龄期变化规律及结构抗震安全性研究

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目前装配式混凝土结构采用“等同现浇”的思想进行设计,但实际上装配式节点的整体性较现浇节点差,预制混凝土与后浇混凝土之间存在新旧混凝土结合面,在较长的服役时间内混凝土及钢筋等材料的力学性能将发生退化,这些因素都将影响装配式节点的抗震性能,导致装配式节点抗震性能随着服役期的延长而退化的状况相较于现浇节点更加明显。本文通过装配整体式剪力墙结构连接节点缩尺试件的动力加载试验及利用ANSYS有限元软件对节点模型进行数值仿真,得到节点的抗震性能参数衰减规律,并根据Park-Ang模型建立服役期内节点抗震性能随服役期衰减的损伤模型,研究不同服役期对连接节点抗震性能的影响;最后应用SAP2000软件,对装配整体式剪力墙结构进行增量动力分析,根据易损性分析原理,对该结构在不同服役期及不同地震动强度水平下的震害情况进行分析。本文取得主要结论如下:(1)对装配整体式剪力墙结构连接节点服役期抗震性能衰减规律进行仿真分析,发现峰值荷载、割线刚度、延性系数和等效粘滞阻尼系数等抗震性能参数在前10年基本没发生变化,10年后,抗震性能参数都明显减小,节点的抗震性能发生明显退化,但装配式节点抗震性能的衰减较现浇节点抗震性能的衰减更为明显。对节点的抗震性能损伤进行研究,建立服役期内连接节点抗震性能衰减的损伤模型,结果表明服役前10年,节点抗震性能基本不变,服役10年后退化速率明显加快。(2)对装配整体式剪力墙结构有限元模型进行增量动力分析,结果显示,在达到相同等级破坏状态的前提下,服役时间越长,结构需要输入的地震动强度越小,表明结构抗震性能随着服役时间的增长逐渐减弱。(3)利用增量动力分析结果对装配整体式剪力墙结构进行易损性分析,结果表明:除10年服役期与0年服役期基本相近外,随着服役时间的增加,装配整体式剪力墙结构的抗震性能不断降低,结构在同一地震动强度水平下发生破坏的超越概率不断增加,结构处于同一程度破坏状态所需PGA值不断变小;随着装配整体式剪力墙结构连接节点抗震性能损伤的增大,常用装配整体式剪力墙结构的易损性指数不断增大。
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