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作为建筑行业未来的发展趋势,预制建筑成为了目前国内外学者的研究热点之一。众所周知,预制装配式建筑大多采用拼接的方式进行建造,而在地震灾害中,这样的拼接节点作为建筑的脆弱部位,往往更容易发生破坏,从而导致房屋倒塌等。因此,为了保证预制装配式建筑的质量和安全,研究和分析拼接接头的稳定性和可靠性是非常必要的。
本文通过阅读国内外大量有关预制装配式建筑连接方式的文献,并根据实际应用情况,首先研究了钢套筒约束浆锚搭接连接方式对钢筋的连接性能,其次将螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接和钢套筒约束浆锚搭接连接两种灌浆连接节点应用于预制柱的连接,研究了预制柱在不同影响因素下的抗震性能。为保证研究的系统性,首先设计制作36个钢套筒约束浆锚搭接试件,并对试件进行单向拉伸实验,研究不同灌浆料强度和不同搭接长度对搭接试件连接性能的影响,然后设计制作1根现浇柱,6根预制装配柱,并对试件进行低周往复荷载试验,研究其在不同连接方式、不同轴压比和不同塑性铰设置长度下的抗震性能,最后综合考虑试验结果和实际应用情况,对灌浆连接节点的后续研究和应用提出建议。
经综合对比分析,本文得到主要结论如下:
(1)在钢套筒和灌浆料的约束下,钢筋所需的搭接长度远远小于《混凝土结构设计规范》的计算结果,本文建议,当钢套筒内径D与搭接钢筋直径d的比值Dd=3.67时,若灌浆料强度等级为C30,搭接长度取ll=15d,若灌浆料强度等级为C80时,搭接长度取ll=10d,若灌浆料强度等级在C30与C80之间时,搭接长度ll在10d和15d之间线性插值取用。
(2)钢套筒约束浆锚搭接连接技术和螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接技术能够有效连接预制柱,与现浇柱相比,采用上述两种连接技术连接的预制柱拥有更好的抗震性能。
(3)对于钢套筒约束浆锚搭接连接的预制柱,在柱脚处设置适当长度(5d)塑性铰区域时,其承载力、延性、刚度、总耗能均得到提高。若设置的塑性铰区域过长(10d),其承载力小幅提高,总耗能却大幅下降,对延性、刚度和刚度退化速度影响不大。另外,随着轴压比的增大,钢套筒约束浆锚搭接连接的预制柱承载力、各加载阶段耗散能量和刚度退化速度都有所提高,延性降低,但对总耗能和刚度几乎没有影响。
(4)对于螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接的预制柱,柱脚处设置塑性铰区域(5d)可使其承载力、各阶段耗散能量和总耗能都有所提高,而延性、刚度下降。
本文通过阅读国内外大量有关预制装配式建筑连接方式的文献,并根据实际应用情况,首先研究了钢套筒约束浆锚搭接连接方式对钢筋的连接性能,其次将螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接和钢套筒约束浆锚搭接连接两种灌浆连接节点应用于预制柱的连接,研究了预制柱在不同影响因素下的抗震性能。为保证研究的系统性,首先设计制作36个钢套筒约束浆锚搭接试件,并对试件进行单向拉伸实验,研究不同灌浆料强度和不同搭接长度对搭接试件连接性能的影响,然后设计制作1根现浇柱,6根预制装配柱,并对试件进行低周往复荷载试验,研究其在不同连接方式、不同轴压比和不同塑性铰设置长度下的抗震性能,最后综合考虑试验结果和实际应用情况,对灌浆连接节点的后续研究和应用提出建议。
经综合对比分析,本文得到主要结论如下:
(1)在钢套筒和灌浆料的约束下,钢筋所需的搭接长度远远小于《混凝土结构设计规范》的计算结果,本文建议,当钢套筒内径D与搭接钢筋直径d的比值Dd=3.67时,若灌浆料强度等级为C30,搭接长度取ll=15d,若灌浆料强度等级为C80时,搭接长度取ll=10d,若灌浆料强度等级在C30与C80之间时,搭接长度ll在10d和15d之间线性插值取用。
(2)钢套筒约束浆锚搭接连接技术和螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接技术能够有效连接预制柱,与现浇柱相比,采用上述两种连接技术连接的预制柱拥有更好的抗震性能。
(3)对于钢套筒约束浆锚搭接连接的预制柱,在柱脚处设置适当长度(5d)塑性铰区域时,其承载力、延性、刚度、总耗能均得到提高。若设置的塑性铰区域过长(10d),其承载力小幅提高,总耗能却大幅下降,对延性、刚度和刚度退化速度影响不大。另外,随着轴压比的增大,钢套筒约束浆锚搭接连接的预制柱承载力、各加载阶段耗散能量和刚度退化速度都有所提高,延性降低,但对总耗能和刚度几乎没有影响。
(4)对于螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接的预制柱,柱脚处设置塑性铰区域(5d)可使其承载力、各阶段耗散能量和总耗能都有所提高,而延性、刚度下降。