装配整体式RPC-NC组合梁柱中节点抗震性能研究

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为实现建筑工业化的目标,装配式建筑以其承载能力强、施工效率高、施工场地不受约束、绿色环保等优点成为新型建筑模式的首要选择。对于装配式建筑的设计和施工,节点的拼装一直是关键的环节也是主要难点,为了提高现场施工效率,节点设计不宜过于复杂,同时为了提高结构承载力,节点设计也不宜过于简单。因此,目前节点是装配式建筑主要研究内容。本文依托现行的《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》,设计了4个装配式梁柱中节点,其中梁的预制部分采用水泥基复合材料,活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC),为了提高现场拼接效率、减少支模,将预制梁做成U型梁外壳。对4个梁柱中节点试件进行拟静力加载试验,得到了滞回曲线和骨架曲线,分析其延性、耗能以及刚度退化规律,运用ABAQUS有限元软件建立装配式RPC-NC梁柱中节点模型,对比试验结果验证建模的合理性,并改变参数分析轴压比、剪压比、节点核心区混凝土强度对梁柱中节点的抗剪强度和抗震性能的影响。采用简化拉-压杆模型,计算装配式梁柱中节点的受剪承载力,将理论值与试验值对比验证模型的可行性。通过试验得到的滞回曲线和骨架曲线,拟合出三线型骨架曲线模型和刚度退化恢复力模型。主要结论如下:(1)装配整体式RPC-NC梁柱中节点的破坏过程可分为初裂、通裂、极限、破坏四个阶段,其中3个试件为节点核心区破坏,1个试件为梁端纵筋滑移破坏;(2)节点核心区浇筑RPC在一定程度上起着和箍筋相同的作用,随机分散的钢纤维就像是细小的钢筋,可承担一部分剪力,从而减少配置箍筋的数量;(3)节点核心区配箍率不是越高越好。节点受剪承载力和核心区水平钢筋呈双线性关系,箍筋的数量存在一个限值,在限值之内,节点受剪承载力随箍筋的增大而增大,超过这个限值,节点受剪承载力提高幅度不大,并且会导致结构延性、耗能及变形能力都很差;(4)低剪压比(0.135、0.149)时,位移延性系数随节点核心区配箍率的增大而增大;高剪压比(0.161)时,位移延性不会随节点核心区配箍率的增大而增大。
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