集成装配式盒子建筑连接性能研究

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jxjc_2008
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模块化盒子建筑是基于一个房间的预制结构。模块化盒子建筑的预制率可以达到85%~95%,是当今社会最具预制性的一种建筑形式。模块单元间连接节点是盒子建筑现场装配的关键部位,其可靠程度直接影响结构的整体性能和装配效率。目前,国内外学者对模块化盒子建筑连接节点做了大量研究,所提出的大多数节点形式可以可靠地连接相邻模块,但节点的连接往往缺乏施工空间,不能满足全装修建筑功能层面模块化作业的需求;一些构造相对比较简单的连接形式,不能实现拆装移动的功能,因而应对节点形式进行研究,进而达到模块化建筑可移动性和灵活性的拆装功能,满足建筑的“新陈代谢”。本文提出一种可与内部装修相结合的、可拆装的模块化盒子建筑连接角件,并对该角件连接节点的力学性能进行研究,其主要研究内容如下:确定适合建造和运输的常用两种盒子建筑单元结构尺寸,分别为:为3.3×6.6、3.3×3.3,结构高度3.3。通过pkpm进行验算,确定梁柱的截面尺寸。梁柱节点采用本文提出的角件连接节点,通过abaqus有限元软件模拟分析,在保证抗震设计原则的前提下,初步确定合理的角件尺寸,3.3×6.6尺度的盒子,角件厚度可取20mm;3.3×3.3尺度的盒子,角件厚度可取10mm。依据文献,通过对十字板端板连接节点采用相同的建模方法进行有限元模拟分析,有限元分析与试验结果较为接近,能够模拟节点模型的真实受力状态,验证了本文有限元模拟分析的有效性。建立模块化盒子建筑角件连接节点的有限元模型,对不同轴压比、角件厚度、螺栓直径下的节点抗弯性能以及滞回性能,进行模拟分析,研究其抗弯及抗震性能。研究结果表明:轴压比对节点的力学性能有较大影响,随着轴压比的增加,试件的承载力和刚度减小,刚度衰减加快,延性下降,试件受“p-Δ”效应影响更加显著,轴压比越高,滞回环所包含的面积越小,对应的峰值荷载降低,抗震性能降低;由于抗剪键的存在,连接螺栓直径的改变对其抗弯性能和滞回性能影响不大;随着角件厚度的增加,加载初期节点刚度有所提升,当角件满足强节点的设计要求时,增加角件厚度对试件的承载力影响不大。本文所提出的角件连接节点满足集成装配式建筑的要求,研究成果可为工程设计应用提供参考。
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