【摘 要】
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当前,为解决建筑行业生产效率低、过程不够环保、施工质量难以保障等问题,我国出台了多项政策鼓励发展装配式建筑,以推进建筑工业化进程。由于装配式建筑由预制构件组装而成,要将装配式建筑正式投入使用,装配式建筑连接节点的抗震性能就成为重要的研究方向。在实际使用过程中,装配式框架结构节点除了连接梁、柱构件外,楼板的存在也会对节点的受力性能和抗震性能产生影响,所以在研究新型节点的抗震性能时,应对楼板的组合作用
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当前,为解决建筑行业生产效率低、过程不够环保、施工质量难以保障等问题,我国出台了多项政策鼓励发展装配式建筑,以推进建筑工业化进程。由于装配式建筑由预制构件组装而成,要将装配式建筑正式投入使用,装配式建筑连接节点的抗震性能就成为重要的研究方向。在实际使用过程中,装配式框架结构节点除了连接梁、柱构件外,楼板的存在也会对节点的受力性能和抗震性能产生影响,所以在研究新型节点的抗震性能时,应对楼板的组合作用加以考虑。因此,本文在课题组现有的研究成果上,主要研究考虑楼板组合效应的条件下,新型装配式SRC柱-钢梁框架结构中节点的受力性能,为新型节点的进一步优化设计与应用提供参考和理论依据。本文的主要内容如下:(1)对节点进行试验研究,设置了3个梁柱线刚度比和钢梁抗弯承载力不同的中节点试件,利用MTS作动器对节点施加拟静力荷载,分析了节点破坏现象和性能退化等受力特性。实验结果表明,梁柱线刚度比最小的试件主要趋向于梁端弯曲破坏,随着梁柱线刚度比的增加,试件最终破坏偏向柱端压弯破坏。三个试件的滞回曲线饱满,具有较好的耗能性能。(2)利用ABAQUS有限元软件建立了3个与试验节点相对应的精细化有限元模型,一方面进一步明确节点应力分布情况,另一方面通过对比数值模拟结果和实验结果验证模型的可靠性和准确性,为进一步研究奠定基础。从对比结果可知,试验和数值模拟所得的试件破坏模式、滞回曲线和骨架曲线基本一致,屈服荷载和破坏荷载平均误差为8.51%,小于10%。可以认为,3个试件的有限元模型有效可靠。(3)根据数值模拟与试验结果的验证,选取出拟合度较好的PCJ2节点模型添加楼板。利用数值模拟的方法研究了“楼板组合作用”这一因素对节点的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线的影响。结果表明考虑楼板组合作用的节点在破坏时更偏向于发生柱端破坏,节点耗能能力有所下降。(4)为探究在楼板组合作用下节点的静力性能,模拟了12个参数不同的节点试件单调加载过程。模拟结果显示,节点承载力随着轴压比的增大而增大,但节点塑性变形能力与延性明显下降;适当提高楼板宽度能提高节点的承载力;提高混凝土厚度或楼板配筋率能一定程度上增加节点的承载力和延性,但总的来说影响不大。(5)模拟了考虑楼板组合作用的中节点模型低周循环往复加载过程,设置了12个节点,详细探讨了不同轴压比、楼板计算宽度、楼板厚度和楼板配筋率下,节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能和刚度退化情况,得到了各参数对新型装配式SRC柱-钢梁节点的影响规律,为后期进一步优化设计提供参考。
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