【摘 要】
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近年来我国在大力发展装配式建筑。节点连接形式作为装配式建筑的重要研究方向,备受国内外学者的青睐。节点的性能好坏对装配式建筑结构整体性能起控制作用。已有装配整体式框架结构的节点连接方法采用后浇形式,与全干法连接装配式建筑相比,存在现场湿作业多、工期长、不易拆装等问题。也不易应用于施工条件恶劣的地区。本文提出一种新型全干式连接中部节点连接预制柱,通过有限元计算方法对中部节点连接预制柱进行了参数化分析、
【基金项目】
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国家重点研发计划课题(编号:2018YFC1505405); 四川省科技计划项目(编号:2020YJ0323); 中央高校基本科研业务费专项资金(编号:2682020CX64);
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近年来我国在大力发展装配式建筑。节点连接形式作为装配式建筑的重要研究方向,备受国内外学者的青睐。节点的性能好坏对装配式建筑结构整体性能起控制作用。已有装配整体式框架结构的节点连接方法采用后浇形式,与全干法连接装配式建筑相比,存在现场湿作业多、工期长、不易拆装等问题。也不易应用于施工条件恶劣的地区。本文提出一种新型全干式连接中部节点连接预制柱,通过有限元计算方法对中部节点连接预制柱进行了参数化分析、优化,并提出相应的一套计算方法。本文具体的研究内容如下:(1)基于装配式框架结构的国内外研究成果,对装配式混凝土结构节点连接技术的研究现状进行了分析,提出了一种新型全干式中部节点连接预制柱,并给出本文的技术路线。该预制柱将节点连接处设置于靠近反弯点处,受力较小,连接可靠性有保障的同时,经济性更好,同时方便现场施工。解决了现有湿式连接混凝土技术在施工作业条件恶劣地区的应用受限的问题(第一章)。(2)提出中部节点连接预制柱节点构造形式,结合实际工程背景确定了构件尺寸,并进行了相关力学性能的初步验算。计算结果证明中部节点连接预制柱的设计符合设计要求(第二章)。(3)利用试验反演的方法对有限元分析方法的正确性进行验证。通过对既有的干式连接预制柱的试验研究进行有限元模拟,对比了4组加载试验的试验结果和有限元结果,验证了有限元分析方法在模拟干式连接预制柱的有效性和适用性(第三章)。(4)利用有限元分析方法对中部节点连接预制柱的抗震性能进行分析,模拟了中部节点连接预制柱在低周反复荷载作用下的破坏形态、应力分布、滞回曲线、耗能能力、延性等抗震性能与现浇柱进行对比。结果表明中部节点连接预制柱滞回曲线饱满,在破坏前的耗能能力与现浇柱耗能能力相近。以轴压比、肋板厚度和钢板箍长度设计参数,对中部节点连接预制柱的抗震性能进行了研究,总结了不同参数对中部节点连接预制柱的抗震性能的影响程度,得到了中部节点连接预制柱的适用范围(第四章)。(5)基于参数化分析结果,对中部节点连接预制柱的设计进行了优化,并对优化后的中部节点连接预制柱进行了的抗震性能分析。分析结果表明:优化后中部节点连接预制柱的性能提升明显且具有和现浇柱相当的抗震性能。根据节点的受力情况和相关规范,提出了中部节点连接预制柱的计算方法和设计要点,为工程实践提供了设计依据(第五章)。
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