预应力筋的关键参数对不对称混合连接节点复位性能的研究

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根据相关结构抗震实验表明,装配式结构的抗震性能很大程度上取决于节点的构造,节点是决定结构整体性能的关键。预应力钢筋混凝土结构表现出震后残余变形较小的特点,所以业界普遍认为该节点性质在抗震性能方面有很大的优势。本文所提出的不对称混合连接节点是一种预制装配式混凝土结构的新型连接方式,是由后张无粘结预应力筋与预制混凝土结构组成的,其中耗能钢筋只布置在梁截面上部。地震下结构的弹塑性变形主要集中在梁柱的连接部位,并通过预应力筋的回弹作用,使结构具备一定的自复位能力,从而使结构的残余变形变小,达到结构震后可修复的要求。本研究针对预应力筋的关键参数,将利用有限元软件Abaqus对装配式框架不对称混合连接节点的复位性能进行了深入的分析。首先,本文采用参考文献中东南大学的一组试件中的实验数据进行模型的建立,通过建立节点模型模拟数据与该节点实验数据进行对比分析,从破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、钢筋的应变变化,验证了本文建模理论的准确性与可靠性。然后,为了研究预应力筋对不对称混合装配式框架节点的复位性能,在上述验证基础上,采用Abaqus有限元软件建立节点模型,针对预应力筋设置不同有效预应力值、配筋率以及梁端下部偏心位置的相关参数,分析节点在低周往复荷载下的骨架曲线、滞回曲线、耗能能力、刚度退化及复位性能。研究表明:预应力值的有效预应力值和配筋率越大,节点的复位性能越好;预应力筋应尽量布置在梁截面中心位置处,以保证节点的良好的复位性能。如若布置在偏心位置,则其距离宜在梁截面中心位置的1/6到1/4处。再者,为了更好的研究节点的复位性能,采用有限元软件Abaqus模拟构件梁柱交界面接缝材料替换过程,对3个节点模型进行修复处理,再次分析节点在各个参数下低周往复荷载下的骨架曲线、滞回曲线、刚度退化及复位性能,与上一次的模拟情况做相应对比,结果表明:只要进行简单的修复,节点修复后的抗震性能基本可达到原节点的水平,但预应力筋如果配置过多钢绞线,过高的配筋率则会在一定程度上降低节点的自复位能力。
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