无粘结预应力装配式混凝土框架结构抗震性能研究

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为推进建筑工业化、实现建筑行业可持续发展,国家大力推广装配式建筑。预应力装配式混凝土框架结构,通过张拉预应力筋将梁柱紧紧挤压在一起,施工方便,兼备了预应力结构和装配式结构两者的优势,是一种更加节能、环保的结构形式,具有广阔的应用前景。本文通过ABAQUS有限元模拟,对无粘结预应力装配式混凝土框架节点及框架整体的抗震性能展开研究,主要进行的工作如下:
  (1)建立无粘结预应力装配式混凝土框架节点模型,进行拟静力分析,将模拟得到的滞回曲线、骨架曲线与既有试验结果对比,验证本文建模方法、参数选取的正确性。在此基础上,通过节点的变形、梁柱混凝土的损伤演化、预应力钢绞线应力变化、节点的耗能能力,对该类节点的工作机理进行进一步分析。结果表明,低周往复荷载作用下,无粘结预应力装配式混凝土框架节点的滞回曲线不如现浇节点饱满,耗能较差,但是具有良好的变形恢复能力,混凝土损伤主要集中在节点连接处梁端。
  (2)研究混凝土强度等级、初始预应力大小及预应力钢绞线位置三个因素对节点抗震性能的影响,分别从滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、残余变形四个方面分析各因素的影响效果,最后给出优化建议,为今后研究参数的选取及设计优化提供参考。
  (3)建立预应力装配式混凝土框架模型及现浇框架模型,进行动力时程分析,得到结构在不同地震波下的位移反应、层间位移角、加速度反应,对比分析预应力装配式混凝土框架结构的抗震性能。结果表明,预应力装配式混凝土框架结构的楼层水平位移、层间位移角稍大于现浇结构,加速度反应小于现浇结构,两者的位移时程曲线、加速度时程曲线接近,预应力装配式混凝土框架结构的动力反应与现浇框架相当,抗震性能良好。
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