新型裝配式混凝土框架結構整體式梁柱節點研究

王豐磊

裝配式框架結構相對于裝配式剪力墻結構布置更加靈活，能夠獲得開敞大空間并具有良好的延性[1～3]。TheParamount（1棟位于美國San－Francisco的39層建筑）和我國的民族飯店均采用了裝配式框架結構[4～5]。可靠的節點形式必須能夠有效傳遞內力，同時還必須具有良好的剛度、延性和耗能能力。為了研究預制裝配式框架結構梁柱節點的抗震性能，設計制作了預制裝配式梁柱節點試件，對其進行了ABAQUS有限元軟件對其做擬靜力分析，得到其滯回曲線。

1 構件設計

框架梁柱柱長為2000mm，梁取實際長度為1500mm，柱與截面尺寸分別為500mm×500mm及 300mm×300mm；《混凝土結構設計規范》（GB500102010）相關要求進行設計梁柱的配筋，采用直徑為12mm和14mm的HRB335鋼筋作為預制梁柱的配筋，箍筋采用直徑為6.5mm的HPB235鋼筋；混凝土強度等級均為C30。

2 有限元模型的建立

本工程中ABAQUS中混凝土本構模型選用的是混凝土損傷塑性模型，鋼材的本構關系模型采用雙折線隨動強化模型。

3 不同設計參數下構件性能分析

對軸壓比和螺栓的預緊力不同情況下，進行有限元結構分析，建立三種工況，第一種工況就是軸壓比是0.6下，螺栓預緊力是200kN時的狀態；第二種工況就是軸壓比是0.6下，螺栓預緊力是100kN時的狀態；第三種工況就是軸壓比是0.9下，螺栓預緊力是100kN時的狀態。

從上面三種工況中可以得到：當軸壓力相同時，預緊力不同時，預緊力越大，連接板處受到的應力就越大；當預緊力相同時，柱壓比越大，柱受到應力就越大，同時柱和梁連接處受到的應力也會增大。同時可知結構破壞的時候，首先破壞的地方是梁柱節點連接處，螺栓最先達到屈服，達到強柱弱梁的設計原則。

滯回曲線是在力循環往復作用下，得到結構的變形－荷載曲線。它反映結構在反復受力過程中的剛度退化、變形特征及能量消耗，是進行非線性地震反應分析和確定恢復力模型的依據。同時對三種工況滯回曲線做了對比分析：工況一和工況二對比是預緊力不同時情況下如圖1所示，工況二和工況三對比是軸壓比不同時情況下如圖2所示。

圖1 軸壓比相同，預緊力不同

圖2 軸壓比不同，預緊力相同

從圖1～2所示可知：預緊力加大時，其滯回曲線比較飽滿但是效果相差沒有那么大，當軸壓比加大時，滯回曲線耗能面積會比較小，說明隨著軸壓比的增加，構件的耗能性能和等效阻尼系數變化都比較大，高軸壓比下，構件損傷較為明顯。

4 結論

通過對設計的梁柱節點構件進行低周往復荷載作用下的數值仿真分析可以得出：

（1）梁柱節點破壞時，最先屈服的梁柱節點的連接處，能滿足強柱弱梁設計原則。

（2）當預緊力加大時，對結構的滯回曲線沒有太大的影響。

（3）當軸壓比加大時，滯回曲線的包絡面積會減少，是由于構件的耗能性能和等效阻尼系數變化變大，導致構件損傷變大。

[1]陳子康，周云，張季超，吳從曉.裝配式混凝土框架結構的研究與應用[J].工程抗震與加固改造，2012，34.

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