论文部分内容阅读
城市化进程的推进,建筑工业化生产在政府的大力鼓动下,装配式建筑前景美好,成为建筑结构发展的趋势之一。为了解决目前普遍采用的现浇梁柱节点施工难度大、施工周期长等问题,其制约着装配式建筑的发展,研究新型的干式连接装配式梁柱节点势在必行。本实验提出牛腿支撑梁T形端,使用8根承压高强螺栓穿过梁T形端挑耳和预制柱连接形成半刚性干式连接梁柱节点。对设计的预制牛腿柱和T形端预制梁足尺实验模型施加低周复荷载,研究节点抗震破坏特征。运用试验结果与ABAQUS有限元模拟软件结果研究该新型半刚性梁柱干式连接节点的节点延性系数,承载能力,耗能能力等抗震性能。通过该研究,主要结论如下:(1)地震组合轴力下轴压比满足二级框架要求。本试验所研究的新型半刚性梁柱干式连接节点,实验最终破坏在梁柱节点处,靠近框架柱的梁T形端上下区域混凝土被压碎;螺栓和螺帽有较大变形;梁T形端挑耳与主梁相交附近有穿透裂缝;梁T形端一直延伸到梁悬挑端大概三分之二有衍生裂缝出现;梁悬挑端没有裂缝出现,柱端,牛腿柱上和节点核心区没有裂缝出现。由实验现象表明本实验新型装配式梁柱半刚性节点塑性铰出现在梁上,可以让框架柱在除底层柱脚以外的地方不会产生塑性铰,满足强柱弱梁。预制牛腿柱的支撑平台,使得螺栓群受拉力来平衡主梁弯矩,节点更可靠,使T形端预制梁满足强剪弱弯。(2)结构层间位移角较大时,连接部位螺杆与孔壁接触之后具有很大承载力,梁T形端与牛腿柱子2个接触面的摩擦阻尼作用,梁T形端挑耳内纵筋极限强度销栓作用还有其内纵筋不规则倾斜抵抗主梁弯矩并且T形端预制梁支撑在牛腿上长度大于250毫米,这样即便在大震下连接失效,此实验节点仍然能够防止结构倒塌。还有影响因素未考虑为更有利于提升节点抗力,梁T形端挑耳断裂截面闭合时的骨料咬合力和梁T形端挑耳厚钢板的存在,使螺栓群拉力有朝着均匀分布的趋势。(3)实验位移到125毫米时,破坏荷载大于最大荷载的0.85倍,结构承载能力优秀,节点延性系数大于3表现优秀。(4)新型半刚性梁柱干式连接节点施加低周复荷载,装配式半刚性节点最大承载力比现浇节点增加大概27.27%。现浇节点的耗能主要靠节点核心区钢筋和砼的塑性变形还有梁端弯曲变形。装配式半刚性节点的耗能主要靠梁T形端挑耳钢筋和砼的塑性变形以及断裂面闭合时的骨料咬合力,梁端弯曲变形,承压高强螺栓的塑性变形以及牛腿柱与梁T形端接触面产生的阻尼效应。实验节点耗能种类比现浇节点丰富。进一步通过数值模拟研究节点的属性(强度、刚度、延性)改进上和耗能减震技术对抗震性的提升。进一步在牛腿上设置抗震阻尼器,进行数值分析表明,增加阻尼器可以形成耗能节点与装配式框架结构组合成三道防线;通过减震把“强节点”设计引向深入。通过该研究,主要结论如下:(5)梁T形端挑耳尺寸对节点变形影响敏感,对节点承载力有所提高,如需控制结构的变形可以改变梁T形端挑耳尺寸,从而控制PΔ效应。(6)适当改变梁T形端挑耳纵筋截面面积对节点承载力影响敏感,对节点变形影响不敏感,对节点耗能有所提升。(7)消能减震半刚性耗能节点外加荷载和位移延性明显提高,滞回曲线非常饱满,吸收地震能力超强。(8)消能减震半刚性耗能节点改变了节点受力模式,有效减少和控制了梁T形端挑耳和梁T形端裂缝的开展,降低了梁端挑耳纵筋和承压高强螺栓应变值。阻尼作用明显降低了地震对节点的外作用,很好地防止梁柱节点受到破环。(9)若考虑板的恒载和楼面活荷载存在,梁T形下端与牛腿接触面的压力更大,在其安装阻尼器耗能效果更明显。阻尼器与柱子留有20毫米空间让其有足够的剪切滞回变形从而更好的消耗能量。图[62]表[21]参[88]