考虑灌浆套筒初始缺陷的PC框架结构地震损伤分析

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近年来,由于预制装配式建筑符合我国的绿色可持续发展要求,在我国得到了大力的推广,发展较为迅速。但是由于相关的技术规程规范尚未完备、操作工人的技术水平良莠不齐,导致装配式建筑在施工过程中存在许多施工缺陷。灌浆套筒连接作为预制装配式建筑最重要的一种连接形式,对装配式构件之间的连接起到了非常重要的作用,针对灌浆套筒对节点连接性能的影响研究较为广泛但是,各国的研究人员把研究的重心放在对灌浆套筒的峰值荷载大小的影响因素、套筒内部钢筋、灌浆料、套筒之间力的传递机理、灌浆套筒发生破坏时的破坏形态等方面,对灌浆套筒的初始缺陷研究则少之又少。本文针对灌浆套筒的初始缺陷损伤对节点以及整体框架结构的性能影响进行研究,研究内容及结果如下:(1)首先,对灌浆套筒初始缺陷进行模拟,对不同类型的初始缺陷以及各种不同的初始缺陷的不同损伤程度对灌浆套筒的竖向连接性能进行分析。模拟结果表明,在灌浆料缺失、钢筋偏心以及灌浆料与构件接触面剥离三种不同的初始缺陷中,灌浆料缺失对灌浆套筒竖向连接性能的损伤更为严重。钢筋偏心工况下对竖向连接性能的影响最弱。灌浆料与套筒接触面产生剥离在相同百分比的剥离面积,对灌浆套筒竖向连接性能的影响要显著低于灌浆料与钢筋接触面剥离的情况。(2)随后,通过对实体灌浆套筒模型的简化,对灌浆套筒出现初始缺陷的模型力学性能参数平均值进行计算。在此基础上,通过建立装配式框架梁柱节点有限元模型,对框架节点施加柱顶推拉往复荷载。模拟结果表明:当节点受力处于弹性阶段时,节点截面带有初始缺陷的灌浆套筒对节点的影响可以忽略不计;当节点进入弹塑性受力阶段,随着损伤套筒数量的增加,节点的承载力、刚度等力学性能都发生一定程度的下降;柱顶的轴压比对节点性能有十分重要的影响。(3)最后,建立一榀装配式框架模型,全部节点柱截面出现带有初始损伤缺陷的灌浆套筒的数量越多,地震作用下结构的地震响应越大;在底层出现带有损伤套筒的节点,在地震作用下响应和损伤要明显高于上层节点;中柱节点截面损伤对结构的地震损伤影响要大于边柱节点。
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