预应力钢筋混凝土框架新型节点试验研究.pdf

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1、装饰装修天地预应力钢筋混凝土框架新型节点试验研究李真真付秀艳华北理工大学河北省063009摘要：装配式混凝土结构具有施工生产效率高、构件质量好、2.加载方案有利于环境保护和可持续发展等诸多优点，但节点连接复杂、施工试验水平加载采用荷载-位移混合控制的加载方法进行，即在中难操作，且装配式结构的抗震性能不如现浇式结构。本文针对试件屈服之前采用荷载控制，分级加载增量相同；试件屈服之后采目前预应力装配式结构的不足，提出在装配节点处附加角钢的解用位移控制。每级加载进行反复两个循环，当节点水平承载力下决方法。通过对不同预压应力下附加角钢的预应力装配式混凝土降到

2、极限承载力的85%或位移角加载到1/30时结束加载。加载方框架节点进行低周反复加载试验，并用现浇节点进行试验对比，研案如图3所示。究了不同预压应力对装配节点裂缝发展、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及能量耗散与延性等抗震性能指标的影响。关键词：钢筋混凝土；预应力；框架结构；角钢连接；节点连接前言装配式混凝土结构构件的生产可以采用先进的工业化生产方式，与现浇结构相比发展装配式结构可以提升建筑的质量和品质、提高劳动生产效率、降低建造成本并有利于环境保护，实现文明施工。但由于装配结构节点连接可靠性和整体刚度不如现浇结构，节点的破坏会引起整个结构

3、的破坏，抗震性能较差。因此，装配式结构在抗震设防地区的推广和应用受到很大的限制。预应力装配式混凝土结构是预制梁、柱吊装就位后，将后张预图3加载方案应力筋或钢绞线穿过预制梁、柱的预留孔道，对节点实施预应力张3.测量内容拉。后张预应力筋即可作为装配式结构施工的拼装手段，也可以(1)在梁柱节点核芯区及节点核芯区附近的梁端和柱端的箍筋承受梁端受力产生的弯矩，构成整体受力节点和连续受力框架，从和纵筋上分别布置钢筋应变片，用来测量试验过程中节点受力区而即克服了装配节点连接可靠性差的缺点，又解决了预应力混凝域的钢筋应变。应变片布置如图4所示。土框架的装配问题，形

4、成了预制预应力混凝土装配整体式框架。预应力装配式结构可以优化结构受力性能、提高节点的变形恢复能力、减轻结构自重、方便构件的生产和装配等，此外由于预应力筋的预压作用使得预应力装配节点处于双向受压状态，从而提高了节点的抗剪强度和开裂荷载，这些都有利于提升结构的抗震性能。一、试件设计及制作试验所用节点均按“强柱弱梁”的抗震设计原则设计，3个试件除附加的角钢或施加的预压应力不同外其它设计参数均相同。梁截面尺寸均为200mm×400mm，柱截面尺寸均为400mm×400mm；混凝土强度等级为C40；梁柱纵筋和箍筋均采用HRB400热轧钢筋，梁柱均为对称配筋，

5、梁的配筋率是0.7%，柱的配筋率为1.0%。MCJ-1是现浇混凝土中节点，0.2ZPJG-1，0.3ZPJG-1分别是预压应力为0.2fptk，0.3fptk附加角钢的预应力装配式混凝土中节点。试验节点的详细尺寸和配筋见图1。试件装配见图2。图4应变片立面布置(2)在预应力钢绞线一侧的锚固端安装量程为20T的压力传感器，用来测量试验过程中无粘结预应力钢绞线的应力变化。(3)在柱上和梁上分别布置布置高精度LVDT和倾角仪来测量试验过程中梁、柱位移和转角的变化。三、试验结果分析1.滞回曲线滞回曲线是在反复荷载作用下结构的荷载－变形曲线，它反映结构在反复

6、受力过程中的变形特征、刚度退化及能量消耗等抗震性能。梁柱节点试件的P-Δ滞回曲线如图5所示，其中P为柱上图1试验节点端的水平荷载，Δ为柱上端的水平位移。图2试件装配二、试验方案1.加载装置试验加载装置为固定在反力墙上的MTS-500kN电液伺服作用器，通过作用器对柱上端施加水平低周反复荷载。（a）试件MCJ-1滞回曲线268施工技术(1)在预应力装配节点中，预制梁柱只通过角钢和预应力钢绞线装配在一起，没有贯通的纵向受力钢筋，所以装配节点在位移加载到最大值时，梁柱接缝处虽然大量开裂，但预制梁中的钢筋并未受拉屈服。(2)由于施加的初始预应力较小，钢绞线

7、的装配位置距梁截面中和轴位置较近，所以钢绞线整个试验过程中也未屈服。(3)通过3个试件骨架曲线的对比可以得出，试验试件的屈服位移相差并不大，但装配节点的承载力和极限位移均大于现浇节点。依据延性的概念可以得出：附加耗能装置的预应力装配节点的延性要优于相同设计参数的现浇节点。5.耗能能力结构的耗能能力可以用荷载-位移滞回环所包围的面积来衡量。(b)试件0.2ZPJG-1滞回曲线从位移加载至10mm开始计算，根据不同加载位移下试件滞回环所包围面积做出不同预应力下的构件耗能对比见图8。(c)试件0.3ZPJG-1滞回曲线图5滞回曲线图8耗能能力2.骨架曲线

8、根据图8可以得出：骨架曲线是每次循环加载达到的水平力最大峰值的轨迹，即(1)加载初期，各个节点的耗能能力几乎没有差别。滞回