新型装配整体式柱的抗震性能研究

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与传统的现浇结构相比,装配整体式结构不仅环保、质量高、节约劳动力,而且还具有高效、低成本,节约材料等优点。通常,节点连接区域是装配整体式结构的薄弱部位,也是影响其抗震性能和制约其发展的关键问题。针对以往装配整体式柱柱-柱节点连接方式较为复杂、传力不明确、施工不方便等问题,课题组提出了新的柱-柱连接形式。新型装配整体式柱节点区域采用外包钢板,栓筋横穿预留孔洞,再将其与钢板焊接的连接方式。通过新型装配整体式柱的拟静力试验,研究了其抗震性能,再根据其节点受力特点提出了节点连接区域正截面和斜截面承载力公式,最后建立了适合本文新型装配整体式柱的恢复力模型。设计、制作了2个高强螺旋箍筋约束混凝土装配柱和2个高强螺旋箍筋约束混凝土现浇柱,分别对其在不同轴压比下进行低周反复水平荷载试验。从滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、延性等方面研究了该装配整体式柱的抗震性能和破坏过程。试验证明该装配整体式柱具有良好的抗震性能,由于高强螺旋箍筋对核心混凝土的约束作用,使装配整体式柱在大轴压比下仍发生大偏心受压破坏。分析了节点连接区域纵筋,箍筋以及钢板箍的应变规律,从微观上反映了节点区域的受力情况,为建立该区域计算模型提供了依据。经过对计算模型进行合理的简化与假设,得出了节点连接区域受弯和受剪承载力公式,并对接触面强度进行了验算。应用ABAQUS有限元软件建立并分析了该装配柱的三维实体有限元模型,从滞回曲线和应力云图中可以看出该模型计算结果与试验结果比较符合,对该模型的非线性分析是合理、正确的。根据试验结果,建立了该装配柱的理论骨架曲线。给出了构件屈服荷载、屈服位移、峰值荷载、峰值荷载点对应位移及退化刚度等参数的确定方法。再根据构件的滞回曲线,确定了其加卸载规则,建立了符合该新型装配整体式柱的恢复力模型。
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