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预压装配式预应力混凝土框架结构研究及发展前景

第四届全国预应力结构理论与工程应用学术会议论文集?综述

图1预压装配式预应力框架示意图

台肥工业大学土木建筑工程学院分别对两榀预压装配式预应力框架梁柱组合节点和两榀预压装配式预应力混凝土框架进行了试验,分析其节点连接区及整榀框架在低周反复荷载下的抗震性能。图2、图3分别为组合节点的破坏,图4、图5为框架节点区及跨中部分的破坏。试验过程中,随着荷载的不断增加,梁根部首先出现裂缝,出现第一条裂缝后,构件进入弹塑性阶段,继续加载,裂缝宽度和数量不断增加,裂缝数量达到一定数量后趋于稳定。试验表明,无论是梁柱组合节点.还是整榀框架中的梁柱节点区均未发生脆性破坏,表现出较好的延性,满足规范对普通混凝土结构延性的要求,延性系数均能达到4左右,延性系数最高值达到4.77Ⅲ。同时,试验过程中节点连接区表现出很好的变形恢复能力。加载初期,每完成一加载卸载周期,梁中变形基本恢复,构件表现出较强的变形恢复能力,在接近破坏的最后两、三个周期出现可以分辨的残余变形,继续加载,直至破坏,变形达到最大,受压区混凝土剥落。承载能力在极值点处无法维持,构件丧失承载能力,完伞卸载后,构件残余变形较大,测得框架梁在破坏时的最大位移及卸载后的残余变形,并对两位移值进行比较,见表1,其中GJ一1,2代表两梁柱组合节点“1,KJ.1,2代表框架”。。从表中可以看出,组合节点的变形恢复能力好于框架节点,框架正向加载变形恢复能力优于反向加载,主要是因为梁中配置了预应力筋,当作用在结构上的荷载部分或全部卸载时,山于预应力的作用,部分裂缝闭合,变形恢复。

图2组合节点1破坏图3组合节点2破坏

图4框架节点区破坏图5框架梁跨中破坏

预压装配式预应力混凝土框架结构研究及发展前景

作者:徐远征

作者单位:上海同吉建筑工程设计有限公司,上海,200092

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1.学位论文姜东升上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构施工监控与空间节点抗震试验研究2006

本文对预应力混凝土空间节点的抗震性能进行了较为深入、系统的试验研究和理论分析,并对上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构进行了施工全过程监控。主要研究工作包括:

(1)通过4个预应力混凝土空间节点的低周反复荷载试验,对上海旗忠网球中心空间节点的安全性进行评判,并对预应力混凝土空间节点的破坏形态、特征荷载、恢复力模型、剪切角延性、刚度退化、耗能能力等进行了较为系统的研究,主要分析了空间加载、环梁和环向预应力的约束等因素对预应力混凝土空间节点抗震性能的影响。研究表明:上海旗忠网球中心预应力混凝土空间节点具有较高的安全储备,且具有较好的延性和耗能能力。

(2)开展了RC梁、PC梁以及预应力混凝土空间节点在低周反复荷载作用下的全过程有限元计算,结果表明:ANSYS有限元计算值与试验结果基本吻合。

(3)基于空间斜压杆和空间桁架模型,在试验研究、有限元参数计算和理论分析的基础上,得出了预应力混凝土空间节点受剪承载力计算公式,公式考虑了加载角度、预应力、轴压比、梁柱斜交以及空间节点两主轴方向梁不等高等因素对节点承载力的影响。

(4)采用Bragg光栅光纤应变传感器、振弦式智能钢筋应力计和混凝土应变计等先进的仪器,对上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构在混凝土浇注、预应力张拉、钢结构屋盖吊装和滑移等施-l-_-I-况下的各控制截面混凝土、钢筋和预应力筋的应力以及结构的变形进行了监测。研究表明:结构基本处于弹性工作状态,在整个施工过程中结构控制截面的应力及结构的变形均处于安全的变化范围之内。

(5)采用ANSYS结构分析软件,基于子结构有限单元法对上海旗忠网球中心施工全过程进行了有限元分析,计算值与实测结果吻合较好。

本文的研究成果已在上海旗忠网球中,tS-l-_程中得到实施与应用。该工程已于05年lO月建成并顺利地举办了2005上海网球大师杯赛,使用效果良好。

2.期刊论文李振宝.董挺峰.闫维明.周锡元.LI Zhen-bao.DONG Ting-feng.YAN Wei-ming.ZHOU Xi-yuan混合连接

装配式框架内节点抗震性能研究-北京工业大学学报2006,32(10)

为了提供一种适用于高烈度抗震设防区的装配结构连接方式,并为建立该结构的抗震设计方法提供依据,通过6个混合连接装配式混凝土框架内节点试件在低周反复荷载下的加载试验,对其破坏形态、滞回特性、变形恢复能力、位移延性、能量耗散等进行了研究.结果表明,混合连接装配式混凝土框架节点的耗能能力与整体现浇混凝土节点相当,而其延性和变形恢复能力则优于整体现浇混凝土节点,其综合抗震性能优于整体现浇混凝土节点.

3.学位论文王冬雁无粘结预应力装配混凝土节点抗震及震损加固性能研究2008

无粘结预应力装配结构的特点利用高强预应力钢筋施加预应力,把预制混凝土梁、柱等构件在现场装配起来,其中梁是单开间构件,柱可以是单层也可以是连续通过2-3层的构件。这种结构把预应力混凝土和装配混凝土有机的结合起来,它同时具有预应力结构和装配结构的特点。本文在国内外研究的基础上,针对无粘结预应力装配混凝土节点抗震性能及其震损加固性能展开了试验研究和理论分析,内容概括如下:

1.预应力直接装配和混合装配节点连接方式的确定。通过对比分析现有连接,确定了本文所采用的两种节点连接方式--直接装配和混合装配节点。阐述了节点连接的工作机理、构造特点、设计注意事项及施工方法。

2.两种预应力装配节点抗震性能研究。通过低周反复加载试验,对1个现浇节点试件、4个无粘结预应力直接装配节点和3个混合装配节点试件进行了抗震性能研究。分析了预应力直接装配和混合装配节点试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、能量消耗、预应力筋应力变化和节点缝隙变形等各项抗震性能。得出了两种无粘结预应力装配节点的破坏模式,确定了节点的抗震性能。

3.两种无粘结预应力装配节点震损加固后性能研究。对前述1个现浇节点、4个预应力直接装配节点和3个预应力混合装配节点进行震损加固,之后对其进行低周反复加载试验研究。分析了加固后节点的破坏形式、恢复力曲线、能量消耗、预应力筋应力变化、节点缝隙变形等性能和加固材料与试件协同工作情况。确定了震损加固后节点的抗震性能。

4.对两种无粘结预应力装配节点进行非线性性能分析,得出了理想三线性弯矩曲率模型、简化双线性模型和预应力筋应力增量理论计算公式。利用计算机编程,进行了弯矩转角关系曲线的绘制。利用有限元方法分析了节点的非线性性能。

5.对预应力装配框架进行了静力非线性分析和基于性能抗震设计评估。利用Pushover静力非线性分析方法,分析了普通混凝土框架结构和预应力装配框架结构的变形和破坏机制,利用Pushover分析结果,对预应力装配结构进行基于性能的抗震设计的评估。

6.对无凝结预应力装配框架结构提出设计建议,利用本文提出的截面弯矩计算公式、预应力筋应力增量计算公式和装配板柱结构体系抗剪承载力计算公式,建立了预应力装配结构中梁、柱交界面处梁端截面的承载力计算公式,并且用试验数据验证了公式的有效性,最后对预应力装配式混凝土框架结构的构造要求提出了设计建议。文中研究的无粘结预应力装配节点及其整体结构具有优良的抗震性能,并且其震后损伤程度轻,震后残余抗震能力能够满足抗震设计要求。这种结构可以广泛的用于我国抗震地区,有广阔的应用前景。

4.期刊论文种迅.孟少平.潘其健.张林振.CHONG Xun.MENG Shaoping.PAN Qijian.ZHANG Linzhen部分无黏结预制

预应力混凝土框架及其节点抗震能力研究-地震工程与工程振动2007,27(4)

首先介绍了采用后张预应力筋将预制梁和柱构件拼装在一起组成的框架结构的基本形式及特点,接下来对两榀预制框架中节点进行了低周反复加载试验研究,并对一榀三层两跨框架结构进行了弹塑性静力分析,试验和理论分析结果表明经过合理设计的部分无黏结预制预应力混凝土框架结构能够满足抗震设防的要求,且卸载后残余变形较小,具有较强的恢复性能.

5.学位论文张少坤无粘结预应力砼框架边节点抗震试验研究2007

无粘结预应力混凝土结构具有自重轻、施工方便等优点,有广阔的发展前景。目前,针对无粘结预应力混凝土框架节点,尤其是边节点的抗震试验研究较少;这阻碍了无粘结预应力混凝土结构的推广应用。

本文进行了3个无粘结预应力混凝土框架边节点和1个普通混凝土框架边节点的低周反复荷载试验,试件的主要设计参数是梁中预应力和节点核心区配箍量。通过对滞同曲线、钢筋应变等的分析,对无粘结预应力混凝土框架边节点的力学和抗震性能进行了评价。通过对相同轴压比下,不同梁中预应力和不同核心区配箍节点的对比分析,研究了它们对节点力学和抗震性能的影响,完善了预应力混凝土框架边节点的抗震构造措施。结合相关试验数据,对无粘结预应力混凝土梁柱边节点的计算理论进行了验证,提出了新的节点强度计算公式,计算值与试验值符合程度较好。本文还对混凝土框架梁柱节点核心区的传力模型理论,进行了分析总结。

本文研究表明,无粘结预应力混凝土框架边节点的滞同曲线呈梭形,滞同环饱满且稳定,有较好的力学性能和抗震性能,可以在二级抗震结构中应用。其核心区构造配箍直径与普通混凝土相同,但箍筋间距可以增大。在计算预应力混凝土框架边节点的抗剪强度时,预应力提供的抗剪强度分项建议采用0.6N<,pe>。

6.期刊论文蔡健.李光星.李璟.吴源青无粘结预应力混凝土平板-T形中柱节点抗震性能试验研究-建筑结构学报

2004,25(6)

在6个1:1.5缩尺无粘结预应力混凝土平板-T形中柱节点试件的试验基础上,本文对各试件在低周反复荷载作用下的受力过程和破坏特性进行描述,分

度ct对节点的抗震性能和不平衡弯矩分配系数等方面具有决定作用.文中采用隔离体方法对板柱节点进行受力分析,推导了节点剪力传递弯矩系数的计算公式,提出了节点理论抗弯承载力的计算方法.试验结果对工程设计有一定的参考价值.

7.学位论文刘庆文预应力混凝土水平加腋框架节点抗震性能试验研究及非线性分析2007

钢筋混凝土框架结构梁柱节点是受力较为复杂的部位,并且在抗震中具有非常重要的作用。自20世纪60年代开始,研究人员对框架节点在地震作用下的受力性能进行了很多的试验和理论研究并制定了相应的规范。但到目前为止,大部分的节点研究工作都是针对框架结构中的常规节点,对于上海长峰商城中大量使用的预应力混凝土水平加腋框架节点则还未见报道。本文针对此类节点,进行了以下几方面的研究:

首先通过6个按1/2比例缩尺的预应力混凝土框架节点在低周反复荷载作用下的试验研究,对加腋节点和普通节点在模拟地震作用下的破坏形态、滞回特性、特征荷载、延性以及耗能能力等抗震性能问题进行了对比分析。研究表明,预应力筋加腋节点具有良好的延性和耗能能力,其抗震性能不比普通预应力节点差,能够满足抗震设防要求。针对预应力混凝土水平加腋框架节点中预应力筋呈三维空间曲线分布特点,推导了几种常见的空间多曲线型预应力钢索的预应力损失计算方法。在节点模型试验的基础上,本文采用有限元程序ANSYS对节点进行了非线性有限元分析。通过对比分析荷载位移曲线、裂缝的发展以及破坏模式,有限元分析结果与试验结果符合较好。有限元分析表明:在节点核心区有一条很明显的斜压应力带,斜压杆的倾斜角度为节点核心区对角线的角度;节点核心区中间位置的压应力值较大,两端应力较小;预应力穿柱试件中有效预应力对节点区混凝土的约束作用有利于混凝土抗压强度的充分发挥,从而有利于提高节点的抗剪能力;节点区的混凝土第一主应力最大值并不是发生在节点核心区的中部,在节点核心区在沿柱方向上端部分较大,下部分较小;在模型达到屈服强度时,节点区中混凝土的最大拉应力大于其轴心抗拉强度值,表明节点核心区内部混凝土发生了开裂,但节点核心区并没有形成通裂,同时混凝土并没有达到轴心抗压强度,开裂后节点核心区仍然能够承受较大剪力,这时节点区的抗剪强度由混凝土和箍筋承担,混凝土斜压杆和钢筋混凝土桁架模型两种机理共同作用。

最后通过试验以及理论分析结果,对预应力混凝土水平加腋框架节点的抗震性能进行了综合评价,并参考国内外规范和相关的文献资料,对梁柱节点区构造及水平加腋节点区的构造设计措施提出了建议。

8.期刊论文程浩德.房贞政.周翔.Cheng Haode.Fang Zhenzheng.Zhou Xiang考虑轴压比影响的预应力混凝土扁梁

框架内节点抗震性能试验研究-地震工程与工程振动2005,25(4)

通过3个不同轴压比的预应力混凝土扁梁框架内节点试件的低周反复荷载加载试验,对节点的破坏形态、滞回曲线、延性、耗能能力以及刚度退化等抗震性能进行了初步研究,并着重探讨了轴压比对预应力混凝土扁梁框架内节点抗震性能的影响规律.

9.学位论文韩重庆部分预应力混凝土框架结构抗震生设计方法及中节点抗震性能的试验研究1998

该文共计五章.第一章概述多层多跨部分预应力混凝土结构抗震性能研究现状;第二章为部分预应力混凝土框架节点的试验及理论研究;第三章研究了部分预应力混凝土框架的延性二次设计;第四章为延性设计的算例;第五章为结论.在第二章详细记录并分析了三个部分预应力混凝土框架中节点的试验

.三个试件的配筋均由工程中实际配筋换算而来,这使得该次节点试验与以往预应力混凝土中节点试验有较大差异,而该文正是试图从这些差异中发现一些过去节点试验所不能发现的问题.试验表明:正常配筋的部分预应力混凝土节点核心区具有足够的抗剪承载力,增加柱的宽度和给梁加腋都可有效的提高节点抗震性能.在该次试验基础上,着重分析了柱子宽度对节点核心区抗剪性能的影响,并推导了梁柱宽度比的限值.对以前对称配筋预应力节点试件与该次非对称配筋预应力节点试件受力性能的差异进行了对比分析,并从理论上阐述了为什么会出现差异.第三章的中心内容是多层多跨部人预应力混凝土框架结构的延性二次设计.前人的研究表明,对于多层多跨部分预应力混凝土框架结构,不容易满足规范中规定的强柱弱梁的条件,而且也不必严格遵守此规定,因为梁柱同时出铰的混合机制可以满足抗震要求.该文在此基础上,进行了更进一步的探讨.提出了一套完善的延性二次设计方法,与以往的方法相比有较大的改善.第四章是将第三章提出的延性设计方法应用于工程设计,将计算结果与规范规定的配筋相比较,发现规范中的配箍在某些情况下不能够满足抗震延性要求.第五章为全文总结,进一步明确了前面几章得出的结论.

10.会议论文程浩德.房贞政.周翔.陈红媛预应力混凝土扁梁框架内节点抗震性能试验研究

本文通过3个不同轴压比的预应力混凝土扁梁框架内节点试件的低周反复荷载加载试验,对节点的破坏形态、滞回曲线、延性、耗能能力等抗震性能进行了初步研究,并探讨了轴压比对预应力混凝土扁梁框架内节点抗震性能的影响规律。

本文链接:https://www.doczj.com/doc/045124511.html,/Conference_6246097.aspx

授权使用:华南理工大学(hnlgdx),授权号:cb379490-a657-467b-a0bb-9e610131c3cd

下载时间:2011年1月4日

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