二層二跨預壓裝配式預應力混凝土框架抗震性能試驗與理論研究.pdf

1、發(fā)展預制裝配式混凝土結構是建筑工業(yè)化的必由之路，預制裝配式結構可以提高機械化水平，加快施工進度，降低勞動強度，實現低能耗、低排放的建造過程，有效實現建筑業(yè)的綠色發(fā)展要求。由于裝配式結構節(jié)點連接可靠性差，難以滿足反復荷載下的受力要求。本文將預應力技術應用于預制裝配式混凝土結構，通過節(jié)點預壓連接形成整體受力節(jié)點和連續(xù)受力框架，滿足結構抗震要求，使得裝配式結構在地震區(qū)得以應用。
　　 本文對2榀二層二跨預壓裝配式預應力混凝土框架在擬動

2、力和擬靜力試驗下進行了系統的試驗研究和理論分析。探討了試驗框架的動力特性、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試驗框架進行數值模擬和受力分析，可為預壓裝配式預應力混凝土框架的實際應用提供可以借鑒的方法。本文主要研究內容及成果如下。
　　 對預壓裝配式框架進行水平加載擬動力試驗，研究預壓裝配式框架的動力性能、破壞機制、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程曲線。試驗結果

3、表明，框架層間屈服位移角實測值在1/107～1/173之間，小于《建筑抗震設計規(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，預壓裝配式結構有著很強的變形恢復能力。
　　 對預壓裝配式框架進行水平加載擬靜力試驗，了解預壓裝配式框架延性特征和耗能能力，得到框架在反復荷載下的滯回曲線?？蚣芮?，梁端率先出現塑性鉸，柱剛度尚未出現大的退化，預壓裝配式框架屬“強柱弱梁”型結構。由于預應

4、力筋有較強的變形恢復能力，卸載后梁的殘余變形不大。試驗實測的框架各層位移延性系數在3.67～4.44之間，試驗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)點由于施加了預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)點核心區(qū)的抗裂性能，符合抗震設計“強節(jié)點”的要求。
　　 對擬動力試驗框架采用DRAIN-2DX程序中纖維梁.柱單元建立分析模型，對預壓裝配

5、式框架進行彈塑性時程分析: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，進行預應力裝配式框架動力反應分析。層間屈服位移角計算值與實測值兩者較為吻合。對擬靜力試驗框架采用彈塑性靜力Pushover分析，得到框架的基底剪力，頂點位移關系曲線和框架出現塑性鉸的位置及順序圖，分析結果與實測狀況基本一致。采用ANSYS程序模擬擬靜力試驗框架得到框架柱極限荷載，極限荷載計算值和分析值誤差不大。
　　 考慮預壓裝