预压装配框架结构节点承载能力试验研究

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【摘 要】通过对不同预应力，不同配筋率，不同阻尼下预应力装配框架结构的节点的试验研究和现浇混凝土框架结构节点的低周反复荷载试验，比较不同预应力下装配混凝土框架Y构节点的技术特性和抗震性能，如：变形、延性、耗能能力等，来得到比较合适的预压应力的大小，使得该结构有较好的抗震性能，满足结构的安全性和适用性要求，为预应力装配结构在工程领域的广泛应用提供科学依据，为装配框架结构的抗震设计和应用实现新的突破和创新。

【关键词】不同预应力；不同阻尼；不同配筋率；装配式；框架结构；节点；承载能力

前言

发展装配式建筑是我国实现建筑工业化的必经之路，我国对预制混凝土结构抗震性能认识不足，导致预制混凝土结构的研究和工程应用与国外先进水平相比还有明显差距，因此迫切需要展开对预制混凝土结构抗震性能的系统研究。而节点的研究自然是装配式框架结构抗震研究的重点和基础。本试验通过对预压装配框架结构节点承载力的研究，得出预应力、阻尼器、配筋率对承载力的影响。

一、研究方案

（一）研究目标

1.通过理论分析和试验研究，得出预应力装配框架结构的节点的受力特征和破坏机制，并给出相应的设计方法、要点及参数。

2.通过对不同预应力下预应力装配框架结构的节点的试验研究和实验结果、数据的比较分析，得出不同预应力对节点的承载能力的影响。

3.通过对不同配筋率下预应力装配框架结构的节点的试验研究和实验结果、数据的比较分析，得出不同配筋率下对节点的承载能力的影响。

（二）研究内容

1.不同预压应力下附加角钢板对承载力影响

作为参考对象，设计一组梁配筋率为1.0%的现浇钢筋混凝土边节点和中节点试件。根据“强柱弱梁”的原则，抗震等级构造要求，设计柱配筋。

由现浇钢筋混凝土框架节点配筋参数，设计对应的施加不同预压应力的装配框架结构边节点和中节点共4个。根据等强原则，设计装配角钢板。无粘结预应力钢筋的张拉控制应力分别取0.2fptk、0.3fptk。

2.不同预压应力下附加阻尼器对承载力影响

为了增强预应力装配框架结构的耗能，在装配节点的梁端上下附加摩擦阻尼器，同样根据预压参数的不同而设计边节点和中节点共4个试件。无粘结预应力钢筋的张拉控制应力分别取0.2fptk、0.3fptk。

3.不同配筋率下附加角钢板对承载力影响

无粘结预应力钢筋的张拉控制应力取0.2fptk，梁的配筋率分别为1.0%，0.7%。

4.不同配筋率下附加阻尼器对承载力影响

无粘结预应力钢筋的张拉控制应力取0.2fptk梁的配筋率分别为1.0%，0.7%。

通过以上四部分内容的系统研究，得出不同预应力下以及不同配筋率下装配结构体系对承载能力的影响程度的指标，从而能够掌握提高预应力框架结构承载能力的方法，进而实现对预应力装配框架结构的关键技术研究。

二、试验方案

1.不同预应力下附加阻尼器的预应力装配节点低周反复荷载试验。

2.不同配筋率下附加阻尼器的预应力装配节点低周反复荷载试验。

3.现浇节点不同配筋率下附加角钢板的预应力装配节点低周反复荷载试验

4.现浇节点和不同预应力下附加角钢板的预应力装配节点低周反复荷载试

三、加载方案及测量内容

试验水平加载正负向均采用荷载-位移混合控制的加载方法进行，即在试件开裂之前采用荷载控制，分级加载增量相同；试件开裂之后采用位移控制。每级加载进行反复两个循环位移角加载到1/30或水平承载力下降到极限承载力的85%时结束加载。

四、结束语

（一）根据不同配筋率下附加角钢板（阻尼器）试件的滞回曲线可以得出：

1.附加角钢的试件和附加阻尼的试件的滞回曲线都没有明显的曲线滑移平台，且装配试件的滞回曲线最后都呈现出倒S形，说明加载后期斜裂缝开展较大，在柱顶的推拉作用，试件的变形过大导致了试件最终破坏。

2.装配预应力低配筋的试件的承载力与高配筋的承载力相差不明显，说明纵筋率与框架结构的承载力不会是单一的影响关系，可能还有节点的刚度有关。在加载相同位移时，单独滞回环的面积低配筋率试件要小于高配筋率试件。

（二）根据不同预压应力下附加角钢（阻尼器）的装配中节点滞回曲线对比，可以得出：

1.预应力装配节点的滞回环均不如现浇节点的滞回环饱满，但预应力节点试件同样消耗了可观的能量，且滞回环的面积随着位移的增大而增大，说明预应力节点试件具有良好的抗震性能。

2.加载位移较小时，预应力装配式节点试件与现浇试件滞回环相似，呈线性变化。

3.由于预应力的约束作用，与现浇节点相比装配节点的滞回环有明显的捏拢现象，且预应力大的节点的捏拢程度要明显大于预应力小的节点。

4.由于预应力钢绞线的作用，使得装配节点的恢复能力要明显高于现浇节点，且预应力大的节点的恢复能力高于预应力小的节点。

参考文献：

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