自复位预制混凝土框架节点抗震性能研究

摘要

从大量地震灾害中的结构破坏状况来看，装配式框架结构的震害通常发生在梁柱节点连接部位，节点的受力性能关系到整个装配式结构的安全性和抗震性能，也是装配式框架结构中最容易受到损伤的位置。本研究设计的具有自复位功能的装配式混凝土结构框架节点采用“延性连接”的方式，该节点构造设计合理，使连接部位具有良好的转动能力，地震下结构的弹塑性变形预计主要集中在连接部位，梁、柱构件则基本维持弹性状态，并且利用预应力筋的回弹作用，提供自复位能力，使得结构残余变形小，震后容易修复。本研究利用有限元分析软件ABAQUS对自复位预制混凝土框架节点的抗震性能进行深入的分析。
　　首先，研究了节点设计时应遵循的原则，详细介绍了自复位预制混凝土框架节点的构造设计、性能分析和本文的研究方案，并介绍了预应力筋的设计与计算方法，为节点在未来实际工程中的运用提供了理论依据。
　　再者，为了研究自复位预制混凝土框架节点的力学性能，以满足实际工程中的抗震要求，本文运用有限元分析软件ABAQUS建立节点模型，分析节点在低周往复荷载下的骨架曲线、滞回曲线、耗能能力、延性系数、刚度退化等抗震性能。结果表明:该节点形式耗能效果良好，具有较好的承载力、耗能能力、刚度和延性性能。
　　最后，建立3组共8个节点，分别以预应力筋张拉应力、柱轴压比、混凝土强度为参数，研究各项参数对自复位预制混凝土框架节点抗震性能的影响。结果表明:提高预应力筋的张拉应力可以提高节点的抗震性能;而在一定范围内提高柱的轴压比可以提高节点抗震性能，但超过一定范围则影响不明显;混凝土强度对节点抗震性能有一定影响，但较不明显。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 装配式预应力框架节点的研究现状

1．2．2 自复位结构的研究现状

1．3 自复位预制混凝土框架节点的形式及影响因素

1．3．1 自复位预制混凝土框架节点的形式

1．3．2 自复位预制混凝土框架节点的影响因素

1．4 本文主要研究内容

第2章 自复位预制混凝土框架节点形式设计

2．1 节点设计应遵循的原则

2．2 自复位预制混凝土框架节点的设计

2．2．1 构造设计和性能分析

2．2．2 研究方案

2．3 预应力筋的设计

2．4 本章小结

第3章 自复位预制混凝土框架节点的有限元分析

3．1 ABAQUS有限元软件简介

3．2 节点的概况

3．3 节点的有限元建模

3．3．1 单元类型的选取

3．3．2 材料的本构关系

3．3．3 模型建立的主要步骤

3．3．4 不同材料的相互作用

3．3．5 预应力筋的建立

3．3．6 加载方式

3．3．7 边界条件

3．3．8 网格划分

3．4 节点的有限元分析计算结果

3．4．1 骨架曲线

3．4．2 滞回曲线

3．4．3 耗能能力

3．4．4 延性性能

3．4．5 刚度退化

3．5 本章小结

第4章 自复位预制混凝土框架节点受力性能影响因素分析

4．1 预应力筋的张拉应力

4．2 柱的轴压比

4．3 混凝土强度

4．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

作者简介