新型预制装配式混凝土框架节点有限元分析

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预制混凝土结构同现浇结构相比,具有建造工期短、产品质量高、能源损耗低、环境污染小等优点,是实现建筑产业可持续发展的必然选择。由于预制混凝土结构是将预制构件进行现场拼接,各部件之间的连接对整个建筑结构的抗震性能产生关键性的影响。  预制混凝土框架节点可分为等效现浇类节点和装配式类节点,目前研究和应用较多的主要是等效现浇类节点,包括预应力拼接节点、后浇整体式节点等,研究结果都表明通过合理的设计,等效现浇类节点可以达到比较好的抗震性能。而对于传统的装配式类节点,如螺栓连接、焊接连接等,虽然施工简单,但整体性较差,所以应用较少。如何能够利用这类节点的施工简便性,同时还能保证节点的连续性和整体式,是有待解决的一个难题。  本文遵循“强柱弱梁”的设计原则,针对一种新型预制装配式混凝土框架节点进行分析,并对其设计方法进行研究,主要内容包括:  1.采用有限元软件ABAQUS对这种新型装配式混凝土框架节点进行了非线性分析,明确其抗震性能,与现浇节点进行对比,该装配式节点在保持较好延性的同时,承载力和耗能性均有大幅度的提高,并且破坏处从柱边外移,与已有试验结果对比,吻合较好;  2.进一步给出了后浇普通混凝土节点螺栓连接的设计方法,并在此基础上分析了轴压比、梁中预埋钢板长度以及螺栓连接位置等参数改变对节点抗震性能的影响,给出了相应的设计建议,可供工程实际参考;  3.利用SAP2000确定了装配式框架的二维平面杆系简化模型,并通过与ABAQUS建立的有限元实体模型进行Poshover对比分析,验证了采用SAP2000的简化建模方法对本文研究的这种装配式框架的有效性。在此基础上,利用SAP2000对装配式框架进行了整体线性动力分析,包括模态分析、反应谱分析以及地震时程分析等,进一步明确了与普通现浇混凝土框架相比,这种预制装配式混凝土框架的动力性能。
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