裝配式框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)及抗震性能研究.pdf

1、裝配式結(jié)構(gòu)是當(dāng)前我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)做為一種常見的結(jié)構(gòu)形式，如何保證裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)連接區(qū)域具有較好的抗震性能并使其在地震中不先于其它構(gòu)件破壞，對(duì)整體結(jié)構(gòu)的安全具有重大的意義。ECC(Engineered cementitious composites)是一種具有超高韌性和優(yōu)越耗能性能的纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，將其應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中能大大提高構(gòu)件的抗震性能。但由于ECC材料價(jià)格昂貴，本文擬將ECC材料應(yīng)用于裝配式節(jié)點(diǎn)后澆連接區(qū)

2、域，以期提高其抗震性能的同時(shí)減少成本。具體工作如下:
　　(1)本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外框架梁柱節(jié)點(diǎn)連接方式，提出了2種新的梁柱節(jié)點(diǎn)裝配方案，并創(chuàng)新性地將ECC材料應(yīng)用于梁柱節(jié)點(diǎn)后澆連接區(qū)域。然后采用非線性有限元軟件ATENA對(duì)提出的裝配方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明:當(dāng)連接鋼筋與梁底部縱筋的水平搭接長(zhǎng)度達(dá)到一定值后，梁底部縱筋能可靠地將應(yīng)力傳遞到連接鋼筋處;鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)節(jié)點(diǎn)的受力性能有影響，但當(dāng)鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到正常粘結(jié)強(qiáng)度的四分

3、之一后，粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)節(jié)點(diǎn)受力影響可忽略。
　　(2)根據(jù)提出的裝配方案，設(shè)計(jì)了9個(gè)裝配式節(jié)點(diǎn)試件和2個(gè)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)對(duì)比試件，詳細(xì)地介紹了試件的制作過(guò)程和試驗(yàn)流程，并通過(guò)對(duì)11個(gè)試件進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，對(duì)試件的破壞形態(tài)、滯回曲線、強(qiáng)度、剛度、延性、耗能和應(yīng)變等抗震性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:2類裝配方案的連接均可靠。同時(shí)，采用ECC后澆的試件滯回曲線更加飽滿，具有更好的耗能能力。此外，同一級(jí)荷載下，ECC試件的箍筋應(yīng)力水平較混凝土試件低，

4、表明ECC可以分擔(dān)部分剪力，可部分代替箍筋的作用。
　　(3)采用美國(guó)PEER中心開發(fā)的結(jié)構(gòu)非線性分析工具OpenSees，建立了梁柱纖維單元和宏觀節(jié)點(diǎn)單元模型，對(duì)5個(gè)中節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行數(shù)值模擬并進(jìn)行參數(shù)分析。計(jì)算結(jié)果表明:OpenSees能夠較好地模擬在低周反復(fù)荷載作用下試件各個(gè)循環(huán)荷載下滯回路徑;對(duì)比分析數(shù)值模擬和試驗(yàn)所得的骨架曲線，模擬結(jié)果的初始剛度較試驗(yàn)結(jié)果偏大;OpenSees平臺(tái)中ECC單軸本構(gòu)能較好的模擬鋼筋增強(qiáng)受彎構(gòu)件