【摘 要】
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装配式混凝土框架结构具有梁、柱构件可以实现工厂化预制、施工效率高、适用范围广等优点。装配式混凝土框架结构节点处预制构件之间的连接方式的安全性是结构具有良好抗震性能的关键。但是目前研究主要集中于装配整体式结构,且现有的连接方式仍存在质量难以保证、施工现场操作要求精度高、成本较高等问题。全装配式结构常用的连接方式有螺栓连接、焊接、后张预应力筋和销轴连接,不仅可以缩短施工周期,优化设计后的干式连接节点,
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装配式混凝土框架结构具有梁、柱构件可以实现工厂化预制、施工效率高、适用范围广等优点。装配式混凝土框架结构节点处预制构件之间的连接方式的安全性是结构具有良好抗震性能的关键。但是目前研究主要集中于装配整体式结构,且现有的连接方式仍存在质量难以保证、施工现场操作要求精度高、成本较高等问题。全装配式结构常用的连接方式有螺栓连接、焊接、后张预应力筋和销轴连接,不仅可以缩短施工周期,优化设计后的干式连接节点,地震后可以仅修复或替换破损的构件,方便快捷且节省人力物力。其中,销轴是一种标准化的紧固件,与耳板连接成组合件后可在节点中传递剪力和弯矩,工作可靠,拆卸方便。鉴于此,本文提出了一种新型预制插销装配式混凝土梁柱节点。为了研究该新型预制插销装配式节点的抗震性能,本文开展了足尺预制插销装配式节点的拟静力试验研究和数值模拟分析,并基于数值模型对预制插销装配式节点进行参数化研究,最后对装配式节点进行理论分析,并进一步通过回归分析提出了适用于新型预制插销装配式混凝土梁柱节点的抗震恢复力模型。本文的主要研究工作如下:(1)本文以实际工程中一幢四层钢混框架底层中节点为背景,设计了1个现浇梁柱节点与2个预制插销装配式梁柱节点,开展了拟静力试验。整理了试验采集到的数据,对比分析在低周往复荷载作用下新型预制插销装配式节点和现浇节点的破坏模式、滞回曲线。承载能力、刚度退化、变形能力、耗能能力和应变变化等抗震性能指标。结果表明,新型预制插销装配式节点试件表现为延性破坏,但破坏位置有所不同;新型装配式节点虽然承载能力相比现浇试件较差,但是刚度退化幅度更小,且延性与耗能能力较现浇节点更好,表现出较为良好的抗震性能,满足规范要求。(2)本文基于ABAQUS软件提出了可反映预制插销装配式梁柱节点损伤机理和力学性能的数值模拟方法,并对其骨架曲线、应力云图以及混凝土塑性损伤进行分析研究,研究表明模型可反映预制插销装配式节点的关键受力性能。在验证模型有效的基础上,通过对梁端钢板厚度、柱截面尺寸和轴压比等参数的研究,进一步分析了这些参数对新型预制插销装配式节点力学性能的作用。(3)基于试验以及有限元模拟结果,参考国内外现行规范、基础力学公式,给出新型装配式节点受弯、受剪承载力设计公式,并且在试验数据基础上,采用回归分析法,提出新型梁柱节点的抗震恢复力模型,为该类型节点抗震性能评估提供理论参考。
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