二層二跨預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架抗震性能試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、發(fā)展預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工業(yè)化的必由之路，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)可以提高機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)低能耗、低排放的建造過(guò)程，有效實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的綠色發(fā)展要求。由于裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接可靠性差，難以滿足反復(fù)荷載下的受力要求。本文將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)預(yù)壓連接形成整體受力節(jié)點(diǎn)和連續(xù)受力框架，滿足結(jié)構(gòu)抗震要求，使得裝配式結(jié)構(gòu)在地震區(qū)得以應(yīng)用。
　　 本文對(duì)2榀二層二跨預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架在擬動(dòng)

2、力和擬靜力試驗(yàn)下進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究和理論分析。探討了試驗(yàn)框架的動(dòng)力特性、承載能力、滯回性能、截面延性及耗能能力等抗震性能。采用多種有限元分析軟件對(duì)試驗(yàn)框架進(jìn)行數(shù)值模擬和受力分析，可為預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架的實(shí)際應(yīng)用提供可以借鑒的方法。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下。
　　 對(duì)預(yù)壓裝配式框架進(jìn)行水平加載擬動(dòng)力試驗(yàn)，研究預(yù)壓裝配式框架的動(dòng)力性能、破壞機(jī)制、變形性能、剛度退化及耗能能力等抗震性能，得到了兩榀框架加載時(shí)程曲線。試驗(yàn)結(jié)果

3、表明，框架層間屈服位移角實(shí)測(cè)值在1/107～1/173之間，小于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》混凝土框架彈塑性層間位移角1/50的限值。加載至框架屈服，殘余變形很小，卸載后變形基本恢復(fù)，預(yù)壓裝配式結(jié)構(gòu)有著很強(qiáng)的變形恢復(fù)能力。
　　 對(duì)預(yù)壓裝配式框架進(jìn)行水平加載擬靜力試驗(yàn)，了解預(yù)壓裝配式框架延性特征和耗能能力，得到框架在反復(fù)荷載下的滯回曲線?？蚣芮?，梁端率先出現(xiàn)塑性鉸，柱剛度尚未出現(xiàn)大的退化，預(yù)壓裝配式框架屬“強(qiáng)柱弱梁”型結(jié)構(gòu)。由于預(yù)應(yīng)

4、力筋有較強(qiáng)的變形恢復(fù)能力，卸載后梁的殘余變形不大。試驗(yàn)實(shí)測(cè)的框架各層位移延性系數(shù)在3.67～4.44之間，試驗(yàn)框架具有較好的延性性能。加載至最后循環(huán)，一、二層層間最大位移角分別為1/29、1/36，滿足“大震不倒”的要求?？蚣芄?jié)點(diǎn)由于施加了預(yù)壓力并受到柱軸壓力的作用處于雙向受壓狀態(tài)，提高了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗裂性能，符合抗震設(shè)計(jì)“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的要求。
　　 對(duì)擬動(dòng)力試驗(yàn)框架采用DRAIN-2DX程序中纖維梁.柱單元建立分析模型，對(duì)預(yù)壓裝配

5、式框架進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析:利用MIDAS/Gen釋放梁端剛域的功能，考慮裝配式框架梁、柱的半剛性連接，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力裝配式框架動(dòng)力反應(yīng)分析。層間屈服位移角計(jì)算值與實(shí)測(cè)值兩者較為吻合。對(duì)擬靜力試驗(yàn)框架采用彈塑性靜力Pushover分析，得到框架的基底剪力，頂點(diǎn)位移關(guān)系曲線和框架出現(xiàn)塑性鉸的位置及順序圖，分析結(jié)果與實(shí)測(cè)狀況基本一致。采用ANSYS程序模擬擬靜力試驗(yàn)框架得到框架柱極限荷載，極限荷載計(jì)算值和分析值誤差不大。
　　 考慮預(yù)壓裝