悬臂触碰式自复位RC框架节点的试验研究

摘要

随着我国城市化进程的不断加快，资源成本与劳动力成本越来越高，为了适应这一社会发展趋势，建筑业需要进一步强化标准化与工业化生产，实现建筑产业的升级转型。预制装配式结构作为未来建筑业发展的一个重要方向，可以适应建筑产业社会发展的新趋势。如果将“功能可恢复”与“构件可更换”的设计思想运用到目前的预制装配式结构，就会在减震隔震以及震后修复等方面对结构本身进行优化设计。这种优化的结构称为可恢复功能结构，其可以有效地改善预制装配式框架结构的薄弱环节，即框架节点的整体性与耗能能力。 本文针对传统自复位RC框架节点存在的缺陷和悬臂摩擦式自复位RC框架节点的构造设计，提出了一种悬臂触碰式RC自复位框架节点，并对该节点进行了理论分析、数值模拟分析及试验验证。 本文介绍了悬臂触碰式RC自复位框架节点的试件设计。该节点汲取了悬臂摩擦式框架节点的悬臂构造形式，预应力钢绞线的自复位机制以及摩擦阻尼器的耗能机制等设计优点的同时，合理地提出了本节点的创新点:独立的摩擦阻尼装置和强制预应力筋触碰装置设计。通过低周反复加载试验，对悬臂触碰式RC自复位框架节点在循环荷载下的复位机制和耗能特性进行研究，并针对该节点进行了理论分析并初步利用ABAQUS有限元软件进行了数值模拟分析。 数值模拟分析及试验结果表明:预应力钢绞线提供了节点的复位能力，框架梁、柱悬臂端构成了节点的保护机制，但该节点包括强制预应力筋触碰装置在内存在诸多的试验缺陷。本文针对其所反映的缺陷进行了原因分析并提出了相应的改进设计。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1研究背景及其研究意义

1．2可恢复功能结构的发展现状

1．2．1自复位结构和摇摆结构的发展现状

1．2．2基于抗震性能的可更换构件的发展现状

1．2．3悬臂触碰式自复位RC框架节点构造介绍

1．3本文的主要研究内容

第二章悬臂触碰式自复位RC框架节点的试件设计及材料性能测试

2．1设计思路

2．2试件设计

2．2．1悬臂触碰式框架节点的梁、柱设计

2．2．2框架梁、柱悬臂端外包钢板设计

2．2．3框架梁、柱悬臂端的内部锚固设计

2．2．4独立摩擦阻尼装置设计

2．2．5强制预应力筋触碰装置设计

2．3材料性能测试

2．3．1钢绞线、钢板及黄铜板性能测试

2．3．2钢筋性能测试

2．3．3混凝土性能测试

2．4本章小结

第三章悬臂触碰式自复位RC框架节点的理论推导及试验方案设计

3．1悬臂触碰式自复位RC框架节点的理论推导

3．1．1滞回曲线特征点的含义

3．1．2三种滞回曲线及试验加载工况的设计原则

3．1．3悬臂触碰式框架节点计算所需理论公式的推导

3．2试验方案设计

3．2．1试验方法选择

3．2．2试件安装方式

3．2．3试验中扭力与螺杆正压力的关系确定

3．2．4测点布置及测量内容

3．2．5试验加载方案设计

3．3本章小结

第四章悬臂触碰式自复位RC框架节点的试验数据分析及其缺陷分析和改进设计

4．1悬臂触碰式自复位RC框架节点的试验数据分析

4．2悬臂触碰式自复位RC框架节点的试验缺陷分析

4．2．1预应力钢绞线孔道的试验缺陷分析

4．2．2框架节点悬臂端竖向预留间隙的试验缺陷分析

4．2．3强制预应力筋触碰装置的试验缺陷分析

4．2．4位移传感器测点布置的试验缺陷分析

4．3悬臂触碰式自复位RC框架节点的改进设计

4．4本章小结

第五章悬臂触碰式自复位RC框架节点的ABAQUS的有限元分析

5．1模型基本信息

5．2模型材料的本构关系

5．2．1混凝土的本构关系

5．2．2钢筋的本构关系

5．3模型研究的主要问题及解决方法

5．4 ABAQUS计算模型分析

5．5本章小结

结论

展望

参考文献

致谢

附录