新型装配式十字型梁柱节点抗震性能分析

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近年来,基于绿色建筑以及建筑工业化的需求,装配式建筑作为一种具有模块化、高效率、低污染等特点的新兴建筑形式,在国家的大力扶持下逐渐显现出新的生机与活力。节点核心区的钢筋连接对保证装配式混凝土框架结构的整体性能有着非常重要的意义,然而目前常用的机械连接、灌浆套筒连接等连接方式仍然存在质量无法保证、现场操作繁琐、需要临时支撑等问题,增加了成本的同时影响了装配的效率,因此开发出具有良好的抗震性能,同时又具有良好的施工便利性的新型预制装配式梁柱节点具有重要的现实意义。针对上述问题,本文提出一种新型装配式梁柱节点,并通过试验以及数值数值模拟对其抗震性能展开研究。本文主要完成工作如下:(1)本文使用盈建科结构设计软件进行设计,根据计算结果按1/2缩尺比例设计了1个现浇节点试件和1个新型装配式节点试件,并对两个试件进行了低周往复荷载试验。(2)通过对试验采集的数据进行整理,对比分析了现浇试件与新型装配式试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、强度退化、刚度退化、耗能能力以及延性等关键抗震性能参数。研究结果显示:在低周往复荷载作用下,现浇节点试件与新型装配式节点试件均表现为“梁铰机制”破坏,但破坏位置有所不同;新型装配式节点试件表现出更高的承载能力和刚度,耗能能力相当,但是变形性能与现浇试件虽有一定差距,但也满足规范要求,表现出较为良好的抗震性能。(3)使用有限元软件ABAQUS建立了现浇试件和新型装配式试件的精细化有限元模型,并对其荷载-位移曲线、破坏形态以及材料应力云图进行对比分析,验证了模型的合理性;在验证模型有效的基础上,通过变换轴压比、核心区混凝土强度等级、钢套筒厚度以及长度等相关尺寸的参数,来进一步分析这些因素对于新型装配式节点结构性能的影响。(4)基于试验以及有限元分析结果,给出了该新型装配式节点的优化建议,并将该节点与目前常用的装配整体式框架结构梁柱节点进行了受力性能、经济性能以及施工方面的比较。结果表明,本文提出的新型装配式节点连接方式具有良好的应用前景。
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