原创《预制装配混凝土框架结构抗震特性分析》：这是一篇与框架结构论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：装配式框架结构抗震耗能力相比于现浇式框架结构差,在已发生的地震该类型结构均存在一定程度的破坏,甚至倒塌,给社会带来了较大的损失及灾难.因此,对预制框架结构抗震性能的特性展开深入分析研究己经刻不容缓.文章主要从装配式混凝土的结构类型和要求出发,以世构体系框架结构为研究切入点,对该类型结构的抗震特性进行了深入分析,为提高预制装配混凝土框架结构抗震性能提供了一定的参考价值.
关键词：预制装配；混凝土；框架结构；抗震特性
中图分类号：TU352.11 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）14-0146-03
由于预应力装配式框架结构前期在抗震及预制构件质量上研究不够深入,实际应用上存在一定的问题,这也导致在一段时间对装配式混凝土结构的持续发展造成了一定的影响.最近几年,伴随着经济的快速发展以及节能环保要求的不断提升,国内装配式结构相关的研究以及实际应用均取得了全面进展,很多研究工作者和研究单位均在该领域进行了大量的理论及试验研究,并出现了一大批标杆工程.本文主要从装配式混凝土的结构类型和要求出发,以世构体系框架结构为研究切入点,对该类型结构的抗震特性进行了深入分析.
1 装配式混凝土的结构类型和要求
就目前国内而言,国内外预制装配式混凝土结构可以分为三类结构,即预制装配式框架、预制装配式剪力墙、预制装配式框架-现浇剪力墙三类结构.承受竖向荷载的主要构件均可全部要求现浇、预制或预制和现浇结合.
装配式框架结构通常由预制柱、预制梁、预制楼板以及非承重墙板组成.因为预制混凝土框架容易在震区遭受破坏,因此,其在震区的应用在很长一段时间内均止步不前,但是,美国统一建筑规范许可在高烈度地震区应用预制混凝土结构,这也从侧面表明装配式框架结构在刚度、强度等方面经试验和分析证明强于现浇混凝土结构.所以,评价装配框架结构体系或者分析该结构的抗震机理时往往一致于现浇结构,而承重构件之间的节点,拼缝连接设计和施工均和现浇结构要求相同,所形成的结构体系在性能上应等同于现浇结构,同时具备基本一致的适用高度、抗震等级.
2 装配式混凝土的结构形式及其特点
在装配式混凝土的结构形式中,其中世构体系技术是一项最典型的技术,它是我国从国外引进混凝土装配整体式框架结构的一种全新的体系,该体系为整浇节点的一次受力叠合框架,包括预制混凝土柱、预制预应力混凝土叠合梁、板等预制构件.
世构体系内的预制柱、预制预应力梁、板的生产一般会在合作预制厂内依照图纸施工,施工完毕后将形成各类构件的拆解设计图纸,然后完成构件模具的设计,并对预制构件钢筋笼进行加工,试配混凝土,确定各个预制构件分项工程的预制顺序后,最终生产出符合设计要求的预制构件.这种装配式结构形式引入国内后,被广泛地应用于大卖场、住宅等多类建筑施工过程中.
世构体系之所以特殊,是由于其节点构造较为特殊.世构体系的结构主要由U形钢筋、键槽、和现浇混凝土这三部分节点组成.U形钢筋在键槽里面和预应力钢绞线相互搭接链接,U形钢筋对节点的抗震性能有直接的影响,因此,必须重视起设计及施工过程.因为该体系结构不是全预制,构件需要现场浇筑,所以,世构体系属于强连接类型的一种.世构体系的结构形式,如图1和图2所示.
世构体系不仅具有工期短、经济相对实惠、施工速度快等诸多优点,而且先张预应力技术在该体系中得到了很好的运用,从而使构件截面得到了大面积的减小,这样使结构本事重量得到减轻的同时,而且使工程造价得到了很多程度的控制和节省.
在施工方面,该体系使用钢材的量也相对较低,而且施工形式也简单快捷.
3 装配式混凝土的框架结构抗震能力分析
为了能全面深入的熟悉和掌握世构体系整体框架结构对抗震性能的影响程度,我们通过实验设计了一个三层两跨的平面框架结构形式,通过反复的观察实验,然后通过计算机程序对静力塑性进行分析研究.
3.1 装配式混凝土的框架结构算例
假定实验模型为完全刚性的装配式混凝土框架节点,是按照现浇结构相同的方式建立的；现取上下层结构中柱长度的一半即H0/2的反弯点位置和混凝土框架结构边框处的梁长的三分之一即L0/3为切入点,按1：3缩尺比例进行实设计,一共为三个节点,分别为一个现浇节点和两个预制节点.实验算例模型的结构示意图和梁、柱、板的截面及其配筋情况,如图3所示.
3.2 建立合适的计算模型
为了能更加清楚的分析装配式混凝土的框架结构的性能,我们必须建立起一个简捷且高效适用的计算模型,文章的计算模型将是通过梁柱中含塑性铰的单元和纤维截面对多个部位进行模拟的：
①梁柱中含塑性铰的单元：此部分主要由位于中心位置的线弹性和分列于两旁的塑性铰区部分组成.塑性铰区往往是集中出现单元塑性的部位.我们通常采用自定义截面的方式来定义出塑性铰区,这里我们所讲的塑性铰区采用的是下面纤维截面.至于框架梁的部分,因为该单元中最薄弱的部位为键槽,因此键槽部位的长度和塑性铰区的长度定义一致；至于框架柱的部分,我们选取的是弯矩作用方向柱所在的截面尺寸的一半即0.5 h的位置（弯矩作用方向柱所在的截面尺寸为h）.
②纤维截面部分：纤维截面主要组成部分为通用形状且简单方便的片（path）,例如三角形、圆形和四边形等等.另外,截面里面的配筋情况截面可以根据使用层（Layer）来确定.然后根据精度的要求不同,把片继续细分成单独个体的纤维.提供约束作用箍筋将受压强度的核心区混凝土截面和根据属性各异的材料的提升极限应变归类到纤维.在进行计算纤维截面的过程中,轴向力和截面弯矩的互相约束都包含在其中.纤维截面的部位图,如图4所示.
3.3 应变关系模型的建立
我们在研究装配式混凝土的框架结构时,应该建立起合适应变关系模型,使用理想弹塑性的应变—应力关系模型的为非预应力筋,而我们实验组长期进行实验分析的对数模型为预应力筋,如图5所示.
框架结构论文参考资料：
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