【摘要】：針對(duì)已有裝配式混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)存在的局限性,本文提出了一種采用短鋼箱梁連接的裝配式混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)(以下簡稱新型節(jié)點(diǎn))。為了進(jìn)一步了解該新型節(jié)點(diǎn)的受力性能并提出可靠的設(shè)計(jì)方法,本文首先參考相關(guān)規(guī)范,給出了初步設(shè)計(jì)方法,并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行試設(shè)計(jì);接著,利用有限元軟件ABAQUS對(duì)試設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模,并驗(yàn)證了建模方法的適用性,同時(shí)對(duì)新型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行單向加載模擬,分析了其在正、負(fù)彎矩作用下的破壞全過程;然后以試設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)模型為基準(zhǔn)模型,建立了22個(gè)基于不同參數(shù)的節(jié)點(diǎn)模型,對(duì)新型節(jié)點(diǎn)的后澆區(qū)和預(yù)制梁端部混凝土強(qiáng)度等級(jí)、柱端連接件高度、開洞長度和位置、栓釘?shù)扔绊懸蛩剡M(jìn)行了參數(shù)化分析,探討了這些因素對(duì)新型節(jié)點(diǎn)各階段剛度、極限荷載值等力學(xué)性能的影響規(guī)律;最后對(duì)新型節(jié)點(diǎn)的初步設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn),并提出相關(guān)設(shè)計(jì)建議。通過上述研究,本文可以得出以下主要結(jié)論:(1)有限元結(jié)果表明,新型節(jié)點(diǎn)滿足設(shè)計(jì)的兩階段原則:在設(shè)計(jì)荷載作用下,節(jié)點(diǎn)處于彈性階段;在極限荷載作用下,滿足強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件,即混凝土梁的破壞先于短鋼箱梁的破壞,因此新型節(jié)點(diǎn)是安全、可靠的。(2)提高新型節(jié)點(diǎn)的后澆區(qū)混凝土強(qiáng)度效果要優(yōu)于提高預(yù)制梁端部混凝土強(qiáng)度。當(dāng)預(yù)制構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度為C30時(shí),后澆區(qū)宜采用C40混凝土。(3)增大柱端連接件的高度,新型節(jié)點(diǎn)的受力性能幾乎沒有變化,但混凝土柱的受壓損傷程度會(huì)有所改善,建議其高度取為1.5倍梁高。(4)短鋼箱梁開洞越大,新型節(jié)點(diǎn)各階段的剛度值、極限荷載值隨之減小,當(dāng)開洞長度大于20%的短鋼箱梁長度時(shí),新型節(jié)點(diǎn)的承載力相較未開洞節(jié)點(diǎn)削弱了 10%且不能達(dá)到計(jì)算的極限承載力值,因此開洞長度不應(yīng)超過20%的短鋼箱梁長度。當(dāng)洞口邊緣(靠近柱一側(cè))與柱端連接件翼緣表面的距離小于50%的短剛箱梁長度時(shí),短鋼箱梁的受拉腹板在極限承載力作用下達(dá)到極限強(qiáng)度,因此應(yīng)保證兩者的距離大于50%的短鋼箱梁長度。(5)短鋼箱梁內(nèi)未布置栓釘?shù)墓?jié)點(diǎn),其承載力未達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)就因混凝土梁與短鋼箱梁發(fā)生擠壓碎裂而下降,而其他部件還遠(yuǎn)未發(fā)揮作用,因此其內(nèi)必須布置栓釘。在滿足構(gòu)造和設(shè)計(jì)要求的前提下,采用栓釘直徑小、栓釘數(shù)量多的布置方案,新型節(jié)點(diǎn)的受力性能更好。(6)本文所提出的關(guān)于新型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法和建議,能夠?yàn)槠湓谘b配式混凝土結(jié)構(gòu)中的工程應(yīng)用提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU398.9
【圖文】：

邐（ｂ）現(xiàn)澆梁端節(jié)點(diǎn)邐（ｃ）疊合式節(jié)點(diǎn)逡逑圖１－１邋Ｏｚｔｕｒａｎ等人提出的節(jié)點(diǎn)詳圖逡逑Ｐａｒａｓｔｅｓｈ等【１７］提出的節(jié)點(diǎn)如圖１－２所示。該節(jié)點(diǎn)的預(yù)制梁端部采用Ｕ型截面，逡逑且在預(yù)制柱與混凝土梁連接的水平高度處預(yù)留出空隙，現(xiàn)場(chǎng)配置的一側(cè)梁端縱筋穿過逡逑柱預(yù)留的空隙錨固在另一側(cè)梁端內(nèi)，接著將開口上箍筋與預(yù)制梁中的開口下箍筋連接逡逑在一起形成封閉箍筋，最后再澆筑混凝土形成柱端節(jié)點(diǎn)和疊合層。此外，該節(jié)點(diǎn)在預(yù)逡逑制柱間隙的縱筋之間設(shè)置了對(duì)角交叉的鋼筋，此鋼筋起到類似桁架的作用，以提高柱逡逑子在施工、運(yùn)輸荷載作用下的軸向強(qiáng)度以及安裝過程中的穩(wěn)定性。預(yù)制柱的兩端安裝逡逑了臨時(shí)角鋼以支撐預(yù)制梁。該節(jié)點(diǎn)不需支模，梁縱筋也無需焊接或機(jī)械連接，而且經(jīng)逡逑過試驗(yàn)證明其具有比整澆節(jié)點(diǎn)更好的延性和能量耗散能力。逡逑圖１－２邋Ｐａｒａｓｔｅｓｈ等人提出的節(jié)點(diǎn)詳圖逡逑八１0）（：＾等［１８］提出的濕節(jié)點(diǎn)如圖１－３所示。該節(jié)點(diǎn)預(yù)制梁在端部的截面高度、寬逡逑度都有所減小，可以使得預(yù)制梁端直接搭接在預(yù)制柱上，梁的截面設(shè)計(jì)成倒Ｔ型以便逡逑＿邐梁上部縱筋通過。預(yù)制梁中埋置開口箍筋

柱連接起來。干連接與整澆節(jié)點(diǎn)相比的話，其整體性能較差，但采用正確構(gòu)造的干連逡逑接在延性和能量耗散方面比整澆節(jié)點(diǎn)更勝一籌［１５］。逡逑Ｏｃｈｓ等［２（）］提出一種通過焊接連接的節(jié)點(diǎn)，如圖１－４邋（ａ）所示。該節(jié)點(diǎn)在柱中預(yù)逡逑埋了兩個(gè)Ｔ型角鋼，同時(shí)在其上焊接９０度彎筋以使Ｔ型板在柱中有足夠的錨固，而逡逑預(yù)制梁則在上、下縱筋上焊接了Ｌ型角鋼作為預(yù)埋件。施工現(xiàn)場(chǎng)，通過焊縫將梁中的逡逑Ｌ型角鋼和柱中的Ｔ型角鋼連接起來，從而實(shí)現(xiàn)梁柱連接。Ｏｃｈｓ接著在此基礎(chǔ)上提出逡逑＝種改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)，如圖ｌ－４（ｂ）所示：該節(jié)點(diǎn)將預(yù)制柱中的下部Ｔ型鋼改為平直鋼板，逡逑以作為預(yù)制梁的支座；預(yù)制梁底部也采用平直鋼板；上部采用Ｖ型角鋼，梁上部縱筋逡逑放置其中后再進(jìn)行焊接；完成所有的焊接工作后，澆筑高強(qiáng)混凝土以增強(qiáng)整體性。通逡逑過試驗(yàn)可知，此節(jié)點(diǎn)與整澆節(jié)點(diǎn)具有相近的強(qiáng)度、延性。逡逑４逡逑

美國加州的Ｒｏｂｅｒｔ邋Ｅ．Ｅｎｇｌｅｋｉｒｋ［２１］提出一種延性傳感器（ＤＤＣ）：在預(yù)制柱中埋逡逑置延性桿，將延性桿伸出一定的距離，通過螺栓將預(yù)制柱和預(yù)制梁中預(yù)埋的構(gòu)件連接逡逑起來。該節(jié)點(diǎn)施工工序簡單、安裝方便，同時(shí)連接器按承載力設(shè)計(jì)，即當(dāng)延性桿達(dá)到逡逑非彈性階段時(shí)，其他部位仍處于彈性階段，從而避免了梁、柱的破壞。對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行逡逑試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在２５次大位移循環(huán)后，節(jié)點(diǎn)仍沒有破壞，具有良好的抗震性能。逡逑Ｎｉｇｅｌ等［２２］提出的干連接節(jié)點(diǎn)為暗牛腿，其中預(yù)制梁中的縱筋焊接在預(yù)埋的鋼構(gòu)逡逑件上，現(xiàn)場(chǎng)將預(yù)制梁搭接在預(yù)制柱的鋼牛腿上，通過預(yù)制柱中預(yù)埋的栓桿與預(yù)制梁中逡逑的鋼連接器螺栓連接實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的連接。該連接底部為鉸接，上部可以發(fā)生滑動(dòng)，從而逡逑使非彈性作用發(fā)生在上部。同時(shí)也可將上部改為鉸接，使底部發(fā)生摩擦滑移，以避免逡逑樓板發(fā)生非彈性位移，減少地震作用下的損壞。逡逑５逡逑

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