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预制装配式混凝土结构是工业化生产的建筑结构形式,以其施工速度快、湿作业少和环境效益好等优点越来越受到业主和设计人员的关注。但是,由于装配整体式楼盖结构仍需要湿式连接,施工过程比较麻烦;而目前装配式楼盖结构的干式连接节点可靠性较差,抗震性能有待提高;同时,我国装配式混凝土楼盖的干式连接在理论方面的研究还比较滞后,使装配式楼盖结构在地震地区的应用受到限制。本文结合相关的试验资料,采用理论分析和试验分析相结合的方法对新型预制装配式混凝土楼盖的平面内受力性能进行了分析探讨,主要内容如下:
(1)通过对新型预制装配式混凝土楼盖进行低周反复荷载试验,对新型预制装配式混凝土楼盖的抗震性能进行较为全面的研究。观测了构件在反复荷载下的开裂、屈服、破坏全过程及破坏形态等,分析探讨了荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、开裂位移、屈服位移、极限位移、延性、刚度、等效粘滞阻尼系数等试验结果和抗震性能等,同时分析了正应力在跨中板间的分布特征和剪力连接件沿板顺缝方向的剪力分布特征等。试验结果表明,新型预制装配式楼盖具有较高的承载力和一定的抗震性能。
(2)采用非线性有限元软件ABAQUS对试验构件进行模拟计算,有限元计算所得的结果与试验结果吻合良好,证明了建模方法的可行性。对新型楼盖在整个受力过程中的混凝土、钢筋、连接件的应力和应变分布规律以及裂缝的形成和发展情况进行分析。在此基础上,改变相关影响参数进行有限元模拟计算,分析相关参数对新型预制装配式混凝土楼盖结构荷载一位移曲线的影响,以进一步了解新型楼盖的平面内受力性能。
(3)在试验研究和有限元分析的基础上,结合相关初等梁理论和国外的一些研究成果,对新型预制装配式混凝土楼盖的平面内弹性变形计算方法进行推导,提出了等效梁模型的计算方法。对比分析表明:由等效梁模型计算出的平面内弹性变形与试验值总体吻合良好,误差均可控制在理想的范围内。
另外,对剪力连接件在水平荷载作用下的内力分配计算方法进行了简单推导,提出了采用水平简支梁模型的计算方法,分析结果表明采用这种简化方法是合理的。
最后,对本文的研究作了总结,并提出研究存在的问题和后续研究建议。