预制装配式框架结构梁柱节点力学性能试验研究

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相比钢筋混凝土结构,钢骨混凝土结构因承载力较高和延性较好等诸多优点而应用广泛。以往的研究多数集中于整体式钢骨混凝土框架节点的研究,有关采用钢板对焊拼接形式的预制装配式钢骨混凝土框架节点的研究相对较少。基于以上考虑,本文设计了2个预制装配式钢骨混凝土框架中节点组合体、2个钢筋混凝土框架中节点组合体、2个预制装配式钢骨混凝土框架边节点组合体和2个钢筋混凝土框架边节点组合体,进行了柱向轴力恒定的拟静力加载试验。着重对比分析了节点组合体的破坏形态、延性、承载力退化、刚度退化和耗能能力等力学性能,并就梁、柱连接区的应变变化来评价其连接方式是否可行。同时探讨了采用钢板对焊拼接的预制装配式钢骨混凝土框架节点的抗剪承载力和抗裂承载力计算方法。本文进行的研究工作和得到的主要结论如下:(1)轴压比对预制装配式钢骨混凝土框架中节点的破坏形态无本质影响;相比钢筋混凝土框架中节点,预制装配式钢骨混凝土框架中节点,具有较高的承载力和较好的延性;预制装配式钢骨混凝土框架中节点的塑形变形能力强,具有较好的耗能能力;随轴压比的增大,采用钢板对焊拼接的预制装配式钢骨混凝土框架中节点的延性系数和耗能能力减小,强度退化和刚度退化速度提高;梁连接区和节点核心区的应变随轴压比的增大而减小,柱连接区的应变随轴压比的增大而增大;梁、柱连接区和节点核心区的钢骨和钢筋均未屈服,采用钢板对焊拼接的连接方式可行。(2)预制装配式钢骨混凝土框架边节点核心区的受弯剪破坏作用随轴压比的增大而减小;预制装配式钢骨混凝土框架边节点较钢筋混凝土框架边节点具有较高的承载力和较好的延性;预制装配式钢骨混凝土框架边节点的塑形变形能力强,具有较好的耗能能力;随轴压比的增大,预制装配式钢骨混凝土框架边节点的延性系数和耗能能力减小,强度退化和刚度退化速度提高;随轴压比的增大,梁、柱连接区和节点核心区的应变增弋;粱、柱连接区和节点核心区的钢骨和钢筋均未屈服,采用钢板对焊拼接的连接方式行。(3)在一定范围内,节点水平极限抗剪承载力随轴压比的增大而增大,轴压比对节点的抗剪承载力有明显影响。(4)提出了采用钢板对焊拼接的预制装配式钢骨混凝土框架节点的抗剪承载力和抗裂承载力计算方法。抗剪承载力计算方法计算的理论值与试验值之比在0.93-1.04范围内;抗裂承载力计算方法计算的理论值与试验值之比在0.95~1.05范围内。
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