新型预制装配式钢骨混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

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近年来,为实现建筑行业的转型,以预制装配式建筑为核心的建筑产业化得到了国家政策的大力支持。与传统的现浇钢筋混凝土结构相比,预制装配式建筑具有现场施工效率高、能耗少和环境污染低等优势,然而现有的装配式节点连接构造复杂、节点抗震性能较差,柱角和节点核心区容易发生脆性的剪切型破坏。优化装配式连接节点的连接构造方式、提高装配式连接节点的抗震性能是目前装配式建筑发展的研究热点。采用钢骨与钢筋混凝土结合的连接形式是解决上述不足的途径之一,但现有的该连接方式的连接区域集中在梁端,节点构造依旧复杂,梁端承载力难以保证,同时梁端受力大,导致梁端容易出现塑性铰,节点容易出现剪切破坏,降低结构整体性和抗震性能。为解决现有的钢混结构连接节点的不足,本文将提出一种新型的预制装配式钢骨钢筋混凝土连接方式,使装配式的连接节点的连接区域从梁端外移至距梁端一定距离的位置,使装配式的连接从柱与梁连接变成了梁与梁连接的形式,连接构造简单,保证装配式结构连接方式的可靠及整体结构较好的抗震性能。本文提出的新型预制装配式钢骨钢筋混凝土框架节点,利用内嵌工字钢将预制混凝土梁和预制混凝土柱通过螺栓和焊接连接,并通过梁预制连接节点区变截面,达到塑性铰从节点核心区外移至梁上的目的,对预制装配式钢骨钢筋混凝土框架节点的抗震性能和塑性铰外移的设想开展了以下研究工作:(1)设计并制作了4个框架节点足尺试件,其中包括3个预制装配式钢骨钢筋混凝土框架中节点和1个传统钢筋混凝土框架中节点;对试件进行低周往复水平荷载的拟静力试验,记录加载过程中的试件变化发展情况,收集试件位移、转动、筋材应变等数据;(2)基于记录的情况和收集的数据,总结试件的破坏规律,结合表观混凝土裂缝的发展和筋材的应变定性分析试件的破坏机理;(3)通过不同参数(轴压比、后浇区混凝土类型、构造类型)的对比,分析荷载-位移滞回曲线、骨架曲线,研究强度退化、刚度退化、延性和耗能能力等抗震性能,总结各个参数对抗震性能的影响;(4)处理应变和转角位移数据,绘制梁挠度曲线和应变曲线,结合节点核心区裂缝发展情况,验证试件塑性铰外移的可行性。
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