常用装配整体式框架结构连接节点服役期抗震性能研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangxiaoxi21
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针对装配式节点因其材料性能退化及节点连接约束较弱等特点可能导致服役期抗震性能衰减问题,本文选取常用装配整体式框架结构连接节点为研究对象,分别采用ABAQUS有限元软件及动力往复加载试验等方法对连接节点滞回性能进行数值仿真及试验研究。基于Park-Ang模型概念,结合变形及耗能等重要参数的退化特征,建立服役期内连接节点抗震性能随龄期衰减的损伤模型。应用SAP2000软件,对某常用装配整体式框架结构工程实例进行增量动力分析。根据易损性分析原理,对该结构在不同服役期及不同地震动强度水平下的震害情况进行分析。本文取得主要结论如下:(1)基于ABAQUS有限元软件,建立常用装配整体式框架结构节点有限元模型,设置非线性弹簧模拟预制与现浇混凝土结合面粘结性能,该结合面的粘结性能力学模型通过对既有数据的分析建立。节点滞回性能仿真研究结果与动力往复加载试验结果对比显示:两种研究方法得到的滞回曲线能基本重合,骨架曲线趋势一致,吻合较好。(2)在服役期常用装配整体式框架结构连接节点的有限元模型中使用锈蚀钢筋本构,碳化混凝土本构以及既有未碳化混凝土本构,对其服役期抗震性能的退化规律进行研究。研究结果显示,节点承载力、变形能力、刚度及耗能能力等在前10年内退化不明显,在10年后下降趋势明显。基于服役期内连接节点抗震性能随龄期衰减的损伤模型计算出不同服役期的损伤值,损伤值在前10年增长速率较缓,10年后增长速率明显变快,且呈现线性增长趋势。(3)利用SAP2000软件对某常用装配整体式框架结构进行增量动力分析,结果显示,在达到相同等级破坏状态的前提下,服役时间越长,结构需要输入的地震动强度越小,表明结构抗震性能随着服役时间的增长逐渐减弱。(4)装配整体式框架结构的易损性分析结果表明:随着常用装配整体式框架结构节点抗震性能的不断降低,整体结构在同一地震动强度水平下达到各级破坏的概率不断增加,易损性指数升高,表明整体结构的抗震性能不断减弱。
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