局部外包鋼管裝配整體式柱試驗及數(shù)值分析.pdf

1、混凝土裝配整體式結(jié)構(gòu)具有環(huán)保、工期短、施工方便及安全等優(yōu)點,是未來建筑工業(yè)化的發(fā)展方向。其中節(jié)點連接問題又是制約裝配整體式結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要因素之一。柱子作為框架及框剪等結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件,其性能好壞對整個建筑的影響重大。對于裝配整體式結(jié)構(gòu),柱-柱接頭連接的抗震性能頗為重要。
　　提出一種全新的柱-柱連接方式(局部外包鋼管裝配整體式柱-柱接頭):預(yù)制混凝土柱-柱節(jié)點區(qū)域采用外包鋼管連接,栓筋橫穿預(yù)制混凝土柱預(yù)留孔洞,再將其與鋼管焊接的連接

2、方式。為了保證柱-柱連接接頭的整體性,用具有微膨脹和高強速凝性能的灌漿材料對外包鋼管與混凝土柱之間預(yù)留的縫隙進行灌注填充。
　　設(shè)計和制作了3個足尺高強螺旋箍筋的裝配整體式柱、1個足尺普通高強螺旋箍筋整澆柱,進行了低周反復(fù)水平加載(擬靜力)試驗。觀測了4個試件受力-變形-損傷-裂縫-屈服-破壞的全過程;分析了試件的滯回曲線、骨架曲線、強度和剛度衰減、延性及耗能性能等抗震性能。試驗結(jié)果表明:在相同條件下,裝配整體式柱的抗震性能與承載

3、能力均不低于整澆柱,連接節(jié)點未先于試件破壞,裝配整體式柱的節(jié)點連接安全可靠。
　　分析了局部外包鋼管裝配整體式柱接頭的受力性能和承載能力,推導(dǎo)出連接節(jié)點正截面、斜截面承載力公式和水平栓筋強度驗算公式;分析了公式的正確性和實用性,為這種新型連接方法的具體應(yīng)用和裝配整體式框架及框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計,提供了理論依據(jù)和計算方法。
　　以試驗成果為基礎(chǔ),采用大型有限元分析軟件,建立了裝配整體式柱的三維實體有限元計算模型,進行了仿真分析;對比