叠合装配式梁柱连接结构及性能研究

摘要

装配式建筑相对于传统建筑具有施工简便、工期短、污染少等优势，在我国建筑中的应用越来越广泛。由于装配式建筑各构件通常采用工厂预制、现场拼接的施工方法，其节点的连接情况是影响结构整体性的重要因素。对此，本文设计了一种叠合装配式梁柱连接结构，并采用室内试验和仿真分析相结合的方法，对设计结构的受力性能、变形特征和性能影响因素进行了研究。主要工作和相关结论如下。 1、针对现有装配式梁柱节点存在连接强度弱、施工定位不准、整体性差的问题，设计了一种叠合装配式梁柱连接结构；相对于现有梁柱连接结构，所设计结构从承载性能改善和施工吊装准确定位角度出发，有针对性的设置了连接钢体、补强角板、补强板及连接钢板。 2、根据结构性能测试的需要，设计了一套适宜的室内试验方案。在试验构件方面，分别制备了现浇梁柱节点试件和叠合梁柱节点试件，在试件内部和表面布置了应变测试点，并测试了各构件材料的性能；在加载装置方面，对实验室内的单梁弯曲加载装置进行改装，使其满足横向荷载及竖向荷载同步施加的需要。 3、对制备的试件分别进行了抗压和抗剪试验。从试验成果来看，总体上叠合梁柱节点与现浇梁柱节点在变形特征及受力性能具有一定的一致性。然而，叠合梁柱节点在抗变形性能、抗压性能和抗剪强度相比于现浇梁柱节点具有一定的提升。在钢筋及混凝土应变变化趋势方面，叠合梁柱节点应变值增长较为缓慢、应变峰值更小；在节点破坏状态方面，叠合梁柱节点破坏时，裂缝分布更广裂缝条数更多；在抗压承载力方面，叠合梁柱节点比现浇梁柱节点提高约10.1%；在抗剪强度方面，叠合梁柱节点比现浇梁柱节点提高约19.8%；在裂缝方面，产生相同裂缝长度和宽度时，叠合梁柱节点比现浇梁柱节点须多施加8%-20%的荷载。 4、建立了室内试验相一致的仿真分析模型，对结构的受力性能及影响因素进行仿真分析。从分析情况来看，叠合梁柱节点试件模型在变形、应力及位移曲线变化上优于现浇梁柱节点试件模型，连接钢管直径、补强角板及梁底补强板长度、柱顶补强板厚度和混凝土强度等因素的改变均会对其性能产生影响，但从仿真模拟及层次分析情况来看，混凝土强度、连接钢管直径和补强角板长度的改变对其性能的影响更为明显。

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