【摘 要】
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结合装配式结构易拼装的特点,课题组提出采用“π形”可更换连接件的震后易修复的新型柱-柱节点。该节点主要由十字焊接型钢上柱、下柱,贯穿上、下柱的通长预应力钢绞线,连接段以及“π形”可更换连接件组成。作为可更换结构,该节点将地震荷载引起的塑性变形限制在柱-柱节点的“π形”连接件部位,其余部位保持弹性,实现“中震不坏,大震可换”的目标。该节点可在工厂预制成型,具有施工工期短、安装便捷、震后可修复的优点。
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:采用可更换梁柱连接的预制装配型钢混凝土结构受力行为及抗震设计方法研究(编号:51778525);
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结合装配式结构易拼装的特点,课题组提出采用“π形”可更换连接件的震后易修复的新型柱-柱节点。该节点主要由十字焊接型钢上柱、下柱,贯穿上、下柱的通长预应力钢绞线,连接段以及“π形”可更换连接件组成。作为可更换结构,该节点将地震荷载引起的塑性变形限制在柱-柱节点的“π形”连接件部位,其余部位保持弹性,实现“中震不坏,大震可换”的目标。该节点可在工厂预制成型,具有施工工期短、安装便捷、震后可修复的优点。本文依据4组试件的拟静力试验,对该种新型可更换柱-柱节点的抗震性能展开了研究,并在试验数据的基础上建立了适用于该种节点的恢复力模型。本文试验包括4组试件,研究参数包括可更换连接件的强度等级(Q160,Q235钢)、腹板厚度(6mm,10mm,14mm)以及“π形”两肢的截面形式(开孔与不开孔)。其中3组试件在加载至一定的水平位移后更换连接件,并对预应力钢绞线重新张拉,研究震后节点的可更换性能。主要工作及结果如下:(1)对可更换连接件的强度等级进行研究发现:连接件强度对节点耗能影响较大,使用Q160连接件的节点在小震情况下(试验中对应1/500~1/150位移角)具有较好的耗能性能,对比使用Q235连接件的节点耗能有6.9%的提升。但使用Q235钢连接件的节点在中震及大震下(试验中对应1/150~1/18位移角)耗能性能表现良好,对比使用Q160连接件的节点耗能性能提升了14.5%。(2)对可更换连接件的腹板厚度进行研究发现:增大连接件腹板厚度可以提高试件的峰值荷载、初始刚度及耗能能力,但会加快试件的刚度退化。(3)对可更换连接件“π形”两肢的截面形式进行研究发现:使用不开孔连接件可以提高试件的初始刚度及耗能能力,但会加快试件的刚度退化。在试验结果的基础上,本文提出该种新型柱-柱节点的恢复力模型。恢复力模型采用三折线形式,对节点的屈服荷载点、峰值荷载点和加载破坏荷载点进行计算。经比较,计算模型曲线与试验骨架曲线吻合程度良好,为后期的设计方法提供了理论基础。
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