【摘 要】
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预制装配式结构作为目前我国最主要的建筑结构形式之一,具有生产周期短、成本造价低、绿色可持续等众多优点,有利于实现我国建筑产业转型升级和绿色可持续发展。节点连接作为预制装配式结构核心的部分,决定了整个结构的性能。目前,节点连接形式大概分为干法连接和湿法连接两种。所谓干法连接,就是节点在连接时不进行任何的湿作业,完全通过机械的方式进行连接,比如焊接和螺栓连接,连接方式简单易操作。而湿法连接就是将预制构
【基金项目】
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国家自然科学基金(基金编号:51878414、51578337、51622808、51578338); 深圳市基础研究项目(JCYJ20170314105503899);
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预制装配式结构作为目前我国最主要的建筑结构形式之一,具有生产周期短、成本造价低、绿色可持续等众多优点,有利于实现我国建筑产业转型升级和绿色可持续发展。节点连接作为预制装配式结构核心的部分,决定了整个结构的性能。目前,节点连接形式大概分为干法连接和湿法连接两种。所谓干法连接,就是节点在连接时不进行任何的湿作业,完全通过机械的方式进行连接,比如焊接和螺栓连接,连接方式简单易操作。而湿法连接就是将预制构件通过胶凝材料浇筑形成整体,虽然整体性能好,但施工效率却比较缓慢。本文在干法连接的基础上提出了一种新型预制装配式梁节点。该节点连接方式将钢板预埋入钢筋混凝土梁中并与纵筋进行焊接,保证荷载能够在结构中有效传递。节点连接采用螺栓或焊接两种快捷简单的连接方式,连接过程中不需要进行任何湿作业。试验采用反对称的加载方式使节点连接的位置处于梁中弯矩为零的区域,即反弯点。由于反弯点区域的弯矩理论上为零,且该处剪力与梁端部相比也相对较小,降低了节点连接处破坏的可能性。由于节点连接处受力较小的原因,本文提出了可更换性的概念。当预制梁构件发生破坏时,连接件的变形较小,甚至仍处于弹性变形阶段,那么就可以将已破坏的构件拆卸下来,进行更换。对于该新型节点连接方式的性能,本文进行了深入研究。(1)新型装配式梁的抗弯、抗剪研究,本文对不同形式的节点连方式分别设计了预制装配式抗弯梁和抗剪梁,研究不同节点连接方式下的预制装配式梁的承载力、延性以及耗能能力,并与普通现浇钢筋混凝土梁进行比较。(2)有限元软件对试验结果的模拟验证,本文利用有限元软件ABAQUS对所有试件进行建模分析,并与试验结果相比较。并在模型验证的基础上,通过改变不同参数,探讨各参数对结构整体的性能的影响,并找到该种连接方式的最佳设计方案。(3)将最佳的节点连接设计方案运用到框架结构中,进行有限元建模分析。分别建立一榀两层两跨的预制装配式框架和一榀两层两跨的现浇混凝土框架,通过拟静力的加载方式来研究试件在承载力、延性、耗能和刚度退化等方面的性能。
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