【摘 要】
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梁-柱节点作为装配式框架结构中重要的传力纽带,其抗震性能和整体性对于结构的安全使用尤为关键,目前常用的装配式梁柱节点连接形式有干连接和湿连接。结合干连接和湿连接各自的特点,本文提出了一种新型装配式梁柱节点连接形式,主要依靠高强螺栓和反丝套筒实现连接,既克服了干连接效果较差、延性不足的缺陷,也克服了湿连接作业量大、施工复杂、不符合节能环保标准的缺陷。论文通过数值仿真结合试验分析,对该新型装配式连接节
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梁-柱节点作为装配式框架结构中重要的传力纽带,其抗震性能和整体性对于结构的安全使用尤为关键,目前常用的装配式梁柱节点连接形式有干连接和湿连接。结合干连接和湿连接各自的特点,本文提出了一种新型装配式梁柱节点连接形式,主要依靠高强螺栓和反丝套筒实现连接,既克服了干连接效果较差、延性不足的缺陷,也克服了湿连接作业量大、施工复杂、不符合节能环保标准的缺陷。论文通过数值仿真结合试验分析,对该新型装配式连接节点的工作性能和受力特性进行了深入研究,工作内容如下:(1)设计了一种新型装配式梁柱耗能节点连接形式。按照结构抗震设计原则,确定了构件的尺寸、材料、连接形式等参数;严格按照施工规范,制作了三个足尺的框架边节点模型。三个边节点模型中,考虑不同装配施工位置,分别设置了不同的节点连接处到梁端的距离。(2)为了深入研究该节点的抗震性能,对三个节点进行了低周往复荷载MTS试验,详细观察了构件的破坏形态和裂缝发展规律,得到了节点的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明,该耗能节点能有效的实现结构塑性铰外移,保护了节点核心区,符合抗震设计规范的要求。连接螺栓在试验过程中表现良好,能够提供良好的摩擦力和紧固力。同时发现该连接节点设计在连接处的纵筋处理方法上存在一定的问题,由于预留的现浇区宽度太小,焊接施工难度大,焊接强度得不到保障,从而导致连接处纵筋在试验加载过程中很快退出工作。(3)在有限元软件ABAQUS中精细化建模,对比有限元模拟与试验结果的滞回曲线和骨架曲线。结果表明,有限元仿真结果可以很好地反映该新型节点的受力性能。在节点开裂前的现象与试验结果吻合度较高,而随着加载位移的增大,仿真结果与试验结果之间出现了一定的偏差,总体上来看模拟得到的滞回曲线会比试验测得的滞回曲线更加饱满。(4)根据试验结果中发现的影响该节点性能的固有缺陷,结合数值仿真结果提出了该新型节点的改进装配方案。将改进后的节点在ABAQUS中进行精细化建模分析,对比改进前后节点的各项性能。结果表明,改进后节点的滞回曲线更加饱满,承载能力和耗能能力都有了明显的提高。进一步横向对比改进后的三个节点,发现当节点连接处到梁端的距离超出一定范围时,此时连接处位置的变化对节点性能的影响并不大。
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