装配式木框架结构消能节点拟静力试验研究

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带消能节点的装配式木框架结构,是作者所在课题组提出的一种适合于工业化生产的新型木结构体系,该体系以钢消能节点将规格材制成的梁、柱连接成具有较大抗侧刚度的延性框架体系,采用装配式技术建造木结构抗震房屋。本文针对在广东省清远市、玉树地震灾区建造的该结构体系示范工程设计需要,进行了三个足尺消能节点的拟静力试验,并对试验结果进行了分析和研究,内容包括:1.研究设计了具有恰当刚度与较大延性的消能减震节点,使木梁、柱连接成具有抗震能力的框架体系,研究了消能节点的力学性能;2.通过三个足尺装配木框架消能减震节点的拟静力试验,研究了消能减震节点的耗能能力、破坏形态,得到了节点从加载到丧失承载能力全过程的弯矩—转角关系曲线,即将节点视为塑性铰时的非线性本构关系;3.装配式木框架结构消能节点的弹塑性分析,参照拟静力试验模型并经过简化处理,在程序中建立两个消能节点数值模型,并模拟木材材料的性能和受力,将所得结果与试验结论进行比较;4.设计并建造完成了一幢青海玉树州的装配式木框架结构抗震示范房;5.对示范房进行了基本荷载组合作用下的承载力和刚度验算,进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,从理论上证明了本文所提出的带消能减震节点的木框架结构能够达到我国现行结构规范所规定的各项性能指标要求。结果表明:在弹性工作阶段,消能节点将木梁、柱连接成具有较大抗侧刚度的框架体系;在非线性工作阶段,结构通过节点的塑性变形消耗外部输入结构的能量;结构破坏时,结构变形主要集中在节点上,节点钢板达到屈服强度,而木构件处于弹性工作状态;节点的位移延性系数达到5左右,其等效阻尼比达20%左右。因此,本文提出的木框架消能节点,具有良好的延性、耗能能力与减震效果。带消能节点的装配式木框架结构体系,可以满足现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)所要求的性能目标。
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