内填Y型偏心钢支撑的全装配式混凝土组合结构抗震性能研究

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建筑结构的震后功能快速恢复是当前抗震研究的重要内容。装配式混凝土结构具有建设速度快、经济性高等特点,但全装配式混凝土结构由于采用干式连接节点,抗侧刚度与抗震性能较差。在装配式混凝土框架结构中使用Y型偏心支撑进行加固可以显著提高其抗震性能,但存在耗能段与混凝土梁连接节点震后损伤严重且不易更换,混凝土梁柱与钢支撑连接处在轴力-剪力-弯矩共同作用下易发生损伤等问题。因此,要实现Y型偏心支撑在全装配式混凝土结构中的预期性能,全装配式混凝土梁-耗能段连接节点、全装配式混凝土梁-混凝土柱-钢支撑的连接节点需重点研究。本文研究工作如下:(1)基于耗能段与全装配式混凝土梁的受力特点,提出一种对穿高强螺杆连接式组合节点和基于弯剪分离的全装配式混凝土梁-耗能段组合节点(简称:弯剪分离式组合节点),并采用校正的有限元分析法对新型节点分别进行力学性能分析。其中对穿高强螺杆连接式组合节点考虑螺栓预紧力、螺栓直径和混凝土强度对其力学性能的影响;对弯剪分离式组合节点考虑混凝土强度、抗剪键长度、两侧竖向板高度、螺栓间距等因素的影响,评估该节点再剪力和弯矩共用作用下的力学性能。(2)提出一种新型全装配式混凝土梁-混凝土柱-钢支撑组合节点,通过泛均匀力法对支撑节点进行设计,探究抗剪键构造、混凝土强度对抗剪键受剪承载力的影响。对新型节点在达到罕遇地震层间位移角限值时的力学性能进行分析,并考虑抗剪钢板剪切面积、截面尺寸、螺栓直径、混凝土强度对新型节点性能的影响。(3)对一座12层内填Y型偏心支撑的装配式混凝土结构进行抗震分析,在关键节点上均采用所上述弯剪分离式组合节点、全装配式混凝土梁-混凝土柱-钢支撑节点,并与Y型偏心支撑跨未设铰接的装配式组合结构进行对比。在地震作用下,结构层间位移角均满足层间位移角限值要求,且耗能段为第一道抗震设防线,达到“保险丝”作用,采用上述新型节点能够保证关键节点处均不出现塑性铰,满足预期抗震设防目标。
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