装配式混凝土框架结构及其抗震性能研究_董挺峰(3)
发布时间:2021-06-05
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$85建筑技术第!"卷
力连接的基础上增加普通钢筋,利用其屈服来耗能,这样就形成了预应力钢筋和普通钢筋混合配筋的连接,简称混合连接#$%。
部的上下表面均去除一部分混凝土,梁上下伸出的高强钢筋与端部的预埋连接块体连成整体。柱中预埋延性杆,延性杆的两端带有杯状端头,杯中设有丝扣以便通过高强螺栓和梁端的预埋连接块体连接#:%。
!"!"#连接构造
可混合连接的构造如图!所示。梁和柱均为预制,
不设永久牛腿。梁的端部为矩形截面(顶部和底部设预留孔道),中部则在梁的顶部和底部分别设槽而呈&形截面,以便穿入普通钢筋。梁柱连接借助于灌浆的普通钢筋和后张预应力筋来实现。普通钢筋分别穿入梁顶和底及柱中的预留孔道,并在柱子两表面以外的一小段长度内设不粘结区,以防地震时普通钢筋过早断裂。预应力筋为无粘结或在梁跨中部分粘结。
!"$"!抗震性能
(’)构件破坏小。由于塑性变形集中发生于梁柱接触面处,因而这种连接比现浇连接的破坏少。
(()变形能力强。试验表明这种连接在相对位移
图!
混合连接
达到!/76时强度未退化,而现浇连接则在此时强度已明显降低。
(!)这种连接的滞回曲线有捏缩现象。由于延性杆受拉屈服后再反向加载时,压区只有延性杆接触受压,所以直到压区混凝土重新接触之后刚度才会增加。
(8)节点域箍筋应力较大。由于延性杆的作用使节点域更依赖于桁架传力机制,因而箍筋的应力较现浇节点大。
!"!"!抗震性能
(’)强度与现浇结构相当。与现浇钢筋混凝土相同尺寸的混合连接框架可以具有与之相同的强度,且在受到变形时普通钢筋断裂之前强度不降低。
(()混合连接的自恢复性好。由于预应力的作用使该种连接在外荷载移去后的残余变形非常小。
(!)变形能力强。混合连接在变形很大时仍能有一定的强度。)*++*,-./01234在试验中发现,一个混合连接达到约56的相对位移时,强度仍保持最大强度的776。
(8)耗能性能好。已有试验表明,混合连接在’/76的相对位移之前比现浇连接耗散更多的能量,之后耗散的能量约相当于现浇连接的"76。
(7)构件损坏小。体系的混凝土损坏即使在位移达到设计位移甚至更大时也几乎可忽略,构件裂缝很窄(除梁与柱接触面的集中裂缝外构件的裂缝宽度均在’--以内),荷载移去后裂缝全部闭合,只在梁端角部出现很少的保护层混凝土劈裂。
(5)节点域抗剪能力优于现浇结构。大变形时抗剪能力无下降,按常规配筋时节点箍筋中的应力很小,试验中发现未超过9/’7倍的屈服应力,没有剪切破坏迹象。这种现象与现浇试件形成了鲜明的对照:现浇试件节点域受到了严重的剪切开裂,已不能修复。
!"%其他连接
关于装配式框架的干连接,除上述三种以外还有
拉压屈服连接、拉压屈服带缝连接(;.<=>,?)、剪切连接和摩擦连接。前两种连接从性能上不如上述三种连接,后两种连接目前已完成概念开发,但就其复杂程度和潜在的适用性而言,难于与上述三种相提并论,因此对其研究成果相对较少#’9%。
$装配式混凝土框架结构的分析和设计方法
湿连接的混凝土框架结构由于其仿现浇特性而使
其除构造不同外,分析与设计方法与现浇结构完全相同。而干连接的框架结构,其塑性变形集中于连接处,此处出现裂缝集中;同时,由于预应力筋和普通钢筋的无粘结区域的出现,使得截面上钢筋与混凝土的变形协调条件不再适用,因而必须采用新的分析方法。
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延性杆连接连接构造
如图8所示。梁和柱均为预制,不设永久牛腿。梁端
J,-?,3*3#’(%在分析了预应力连接和混合连接的特点之
后,分别给出了变形协调分析方法。通过总结分析可知,建立连接区域甚至整个构件变形协调条件,有望解