局部外包鋼管裝配整體式柱試驗(yàn)及數(shù)值分析.pdf

1、混凝土裝配整體式結(jié)構(gòu)具有環(huán)保、工期短、施工方便及安全等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)建筑工業(yè)化的發(fā)展方向。其中節(jié)點(diǎn)連接問題又是制約裝配整體式結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要因素之一。柱子作為框架及框剪等結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件,其性能好壞對(duì)整個(gè)建筑的影響重大。對(duì)于裝配整體式結(jié)構(gòu),柱-柱接頭連接的抗震性能頗為重要。
　　提出一種全新的柱-柱連接方式(局部外包鋼管裝配整體式柱-柱接頭):預(yù)制混凝土柱-柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域采用外包鋼管連接,栓筋橫穿預(yù)制混凝土柱預(yù)留孔洞,再將其與鋼管焊接的連接

2、方式。為了保證柱-柱連接接頭的整體性,用具有微膨脹和高強(qiáng)速凝性能的灌漿材料對(duì)外包鋼管與混凝土柱之間預(yù)留的縫隙進(jìn)行灌注填充。
　　設(shè)計(jì)和制作了3個(gè)足尺高強(qiáng)螺旋箍筋的裝配整體式柱、1個(gè)足尺普通高強(qiáng)螺旋箍筋整澆柱,進(jìn)行了低周反復(fù)水平加載(擬靜力)試驗(yàn)。觀測(cè)了4個(gè)試件受力-變形-損傷-裂縫-屈服-破壞的全過(guò)程;分析了試件的滯回曲線、骨架曲線、強(qiáng)度和剛度衰減、延性及耗能性能等抗震性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:在相同條件下,裝配整體式柱的抗震性能與承載

3、能力均不低于整澆柱,連接節(jié)點(diǎn)未先于試件破壞,裝配整體式柱的節(jié)點(diǎn)連接安全可靠。
　　分析了局部外包鋼管裝配整體式柱接頭的受力性能和承載能力,推導(dǎo)出連接節(jié)點(diǎn)正截面、斜截面承載力公式和水平栓筋強(qiáng)度驗(yàn)算公式;分析了公式的正確性和實(shí)用性,為這種新型連接方法的具體應(yīng)用和裝配整體式框架及框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),提供了理論依據(jù)和計(jì)算方法。
　　以試驗(yàn)成果為基礎(chǔ),采用大型有限元分析軟件,建立了裝配整體式柱的三維實(shí)體有限元計(jì)算模型,進(jìn)行了仿真分析;對(duì)比