全预制装配式混凝土框架钢梁贯通式梁柱节点拟静力试验研究

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近年来我国建筑行业的发展迎来结构调整和产业升级,建筑行业从业人员以住宅产业化和建筑工业化为目标,加大对装配式建筑的研究投入。目前装配式建筑结构中运用最广泛的是装配式混凝土结构,该结构体系采用在工厂对梁、板、柱等重要承重构件浇模、预制,在现场仅进行构件连接的方式。预制混凝土梁和预制混凝土柱的连接方式分为干连接和湿连接,湿连接在工程中应用较为广泛,干连接施工较为方便。参考干连接节点形式的设计思路,基于美国和日本装配式混凝土梁柱节点现有的研究成果,本文设计了4个全装配式混凝土框架梁-柱节点试件,深入研究这种节点形式的优缺点,补充国内关于此类RCS节点研究内容的空缺。通过对节点进行拟静力试验和有限元分析,研究全装配式混凝土节点的抗震性能和受力机理,主要的研究工作内容如下:对4个全预制混凝土框架钢梁贯通式节点构件进行柱端轴力恒定的拟静力试验,设计变量为面承板的厚度与钢环箍的高度。通过分析数据得出全装配式混凝土框架节点试件的极限承载力、延性以及等效粘性阻尼系数等指标,研究设计变量对预制混凝土框架节点抗震性能的影响。试验结果表明:增加面承板的厚度能有效提高节点的峰值承载力,对构件的刚度退化和承载力退化有明显影响。但面承板厚度增加的同时,节点的延性有所降低;钢环箍高度的增加也能有效提高全装配式混凝土节点的抗震性能。通过对节点的受力机理进行分析,得出节点的破坏模式分为两种,分别是承压破坏和剪切破坏,判断破坏模式的类别需要综合考虑内外单元的破坏形式。根据试验分析结果,判断本文试件均为剪切破坏。在此基础上给出了节点的计算公式推导,并对美国设计指南中节点的抗剪承载力计算公式进行了改进,补充了外部核心区混凝土有效宽度的取值。通过有限元软件对本文设计的全装配式混凝土框架节点试件进行模拟,对比试验和模拟的骨架曲线、云图,充分了解节点的受力性能。在有限元模型的基础上对其他参数进行分析,为该节点后续研究提供思路。
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