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随着国家经济水平的提升,建筑工业化进程的不断发展,传统的建筑形式以及施工工艺开始显现出很多弊端,而装配式结构在此过程中展现了良好的应用前景。装配式叠合结构作为装配式结构的一种,由于预制和现浇部分不是同时浇筑,预制部分可以做为模板使用,因此,存在着“二次受力”的特性,而且预制和现浇部分的叠合接触面是否可靠连接也会对结构的整体性造成影响。本文针对以上问题,详细做了下列工作:
(1)针对装配式叠合结构具有两个阶段受力特性的特征,本文从装配式叠合梁构件入手,利用ANSYS有限元分析软件中的“单元生死”和“重启动分析”等技术模拟叠合梁的“二次受力”过程。针对其受力特性,利用通用后处理器和时间历程后处理器提取出相关云图和应力曲线,并与一般整浇梁作对比。得出“二次受力”叠合梁具有预制截面内箍筋、底部纵向受拉钢筋“应力超前”,后浇截面内箍筋、混凝土“应力滞后”,预制面内的混凝土存在荷载预压力等特点。
(2)针对两个阶段受力的装配式叠合梁,通过考虑预制部分截面高度、第一阶段受力大小、先后浇筑混凝土强度等级、新旧混凝土龄期差异等因素,研究对“二次受力”装配式叠合梁受力性能的影响,得到了各叠合梁的荷载-挠度曲线,并分析了对其极限承载能力的影响,据此提出了合理的参数取值范围。当考虑新旧混凝土龄期差异影响时其会降低叠合梁的极限承载力,在施工过程中应该注意对混凝土保温、保湿的处理。
(3)针对装配式叠合整体结构建立一榀三层两跨的装配式叠合梁框架结构,通过模拟倒三角形荷载作用,得到了结构在破坏时的混凝土、钢筋应力云图和裂缝分布图以及荷载-位移曲线等,并对比分析了装配式叠合梁框架结构与现浇框架结构的极限承载力、位移延性和刚度退化系数等。得出装配式叠合梁框架结构与现浇框架结构在破坏时的形态基本相同,极限承载力要稍小于现浇框架结构,位移延性稍大于现浇框架结构,刚度退化系数稍小于现浇框架结构,但是,综合来看,两者之间的差别并不大,可以得出装配式叠合梁框架结构与现浇框架结构力学性能相当的结论。
(4)对装配式叠合梁框架结构进行动力时程分析,输入天津波、EL-Centro波和人工波三条不同的地震波,分析结构在多遇地震作用下的动力响应。得到了结构的自振频率与周期、顶层位移时程曲线、各楼层最大位移、层间位移、层间位移角以及顶层加速度时程曲线,并与现浇框架结构作对比。得出:装配式叠合梁框架结构具有良好的抗震性能,能够在抗震设防地区使用;同时,装配式叠合梁框架结构在地震作用下的动力反应整体与现浇框架结构相差不大,能够认为装配式叠合梁框架结构的抗震能力与现浇框架结构相当。
(1)针对装配式叠合结构具有两个阶段受力特性的特征,本文从装配式叠合梁构件入手,利用ANSYS有限元分析软件中的“单元生死”和“重启动分析”等技术模拟叠合梁的“二次受力”过程。针对其受力特性,利用通用后处理器和时间历程后处理器提取出相关云图和应力曲线,并与一般整浇梁作对比。得出“二次受力”叠合梁具有预制截面内箍筋、底部纵向受拉钢筋“应力超前”,后浇截面内箍筋、混凝土“应力滞后”,预制面内的混凝土存在荷载预压力等特点。
(2)针对两个阶段受力的装配式叠合梁,通过考虑预制部分截面高度、第一阶段受力大小、先后浇筑混凝土强度等级、新旧混凝土龄期差异等因素,研究对“二次受力”装配式叠合梁受力性能的影响,得到了各叠合梁的荷载-挠度曲线,并分析了对其极限承载能力的影响,据此提出了合理的参数取值范围。当考虑新旧混凝土龄期差异影响时其会降低叠合梁的极限承载力,在施工过程中应该注意对混凝土保温、保湿的处理。
(3)针对装配式叠合整体结构建立一榀三层两跨的装配式叠合梁框架结构,通过模拟倒三角形荷载作用,得到了结构在破坏时的混凝土、钢筋应力云图和裂缝分布图以及荷载-位移曲线等,并对比分析了装配式叠合梁框架结构与现浇框架结构的极限承载力、位移延性和刚度退化系数等。得出装配式叠合梁框架结构与现浇框架结构在破坏时的形态基本相同,极限承载力要稍小于现浇框架结构,位移延性稍大于现浇框架结构,刚度退化系数稍小于现浇框架结构,但是,综合来看,两者之间的差别并不大,可以得出装配式叠合梁框架结构与现浇框架结构力学性能相当的结论。
(4)对装配式叠合梁框架结构进行动力时程分析,输入天津波、EL-Centro波和人工波三条不同的地震波,分析结构在多遇地震作用下的动力响应。得到了结构的自振频率与周期、顶层位移时程曲线、各楼层最大位移、层间位移、层间位移角以及顶层加速度时程曲线,并与现浇框架结构作对比。得出:装配式叠合梁框架结构具有良好的抗震性能,能够在抗震设防地区使用;同时,装配式叠合梁框架结构在地震作用下的动力反应整体与现浇框架结构相差不大,能够认为装配式叠合梁框架结构的抗震能力与现浇框架结构相当。