后张预应力压接装配混凝土框架结构足尺试验研究

为研究预应力压接高效装配式混凝土框架体系(PPEFF体系)的抗震性能和预应力筋锚具意外失效情况下的抗连续倒塌性能,开展了二层三跨足尺平面框架模型的试验研究。框架模型首层层高4.2 m,顶层层高3.5 m,中梁跨度为8.5 m,边梁跨度为7.5 m,按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中抗震设防烈度8度(0.3g)进行设计。试验中首先在框架顶部施加低周水平往复荷载,当加载至0.01 rad位移角时,框架梁端和柱脚耗能钢筋屈服;当加载至0.019 5 rad位移角时,结构残余位移角为0.005 rad,展现了良好的低损伤和自复位特性;当加载至0.04 rad位移角时,水平荷载达到峰值,预应力筋仍处于弹性工作状态,展现了良好的抗侧能力和耗能能力。详细观测了加载全过程结构的变形、刚度退化、耗能、预应力变化和梁伸长等行为,并进行了数值分析,与试验结果吻合良好。为进一步验证经历强震损伤后梁端受剪承载力和梁跨中局部有黏结构造措施的有效性,在水平加载试验结束后,人为去除框架一层端部预应力筋锚具,对梁端进行了剪切试验,获得了预应力筋有效和失效情况下PPEFF节点梁端受剪破坏模式,验证了PPEFF梁柱节点具有良好的抗剪能力和安全储备。

装配式预应力混凝土框架梁柱压接接缝受扭性能试验研究

装配式预应力混凝土框架结构体系适用于大柱网重荷载建筑,其边框架梁受扭是不可忽视的受力状态,因此对梁柱压接接缝扭转受力机理和承载性能进行研究很有必要。本文设计制作了15个装配式梁柱压接试件,并对其进行静力纯扭转试验,试验中观察了试件的破坏现象、记录了扭矩-扭转角关系及相关特征点。结合试验现象及对试验结果进行分析表明:预加力可显著提升接缝的受扭承载力和延性,受扭承载力和延性与预压应力呈正相关关系;预应力筋的销栓作用可提高接缝的受扭承载力和延性;结合面凿毛处理,接缝材料掺入适量聚丙烯纤维均有利于提高受扭性能。

低周反复荷载下预压装配式预应力混凝土框架抗震性能试验研究

文章通过对一榀预压装配式预应力混凝土框架在低周反复荷载作用下的试验,深入研究了预压装配式预应力混凝土框架的裂缝分布、破坏形态、滞回曲线及位移延性等抗震性能。研究结果表明,预压装配式预应力混凝土框架具有良好的抗震性能。

预压装配式预应力混凝土框架边柱拆除时抗连续倒塌性能试验研究与理论分析

对一榀二层二跨预压装配式预应力混凝土(PC)平面框架进行了静力拆除底层边柱的试验及理论分析,探究了裂缝发展、变形能力、破坏模式及连续倒塌机理。根据试验框架达到极限承载力时的状态,提出了边柱失效时简化的结构抗力分析模型,并推导出结构抗倒塌极限承载力的计算方法;基于能量法建立近似的动力响应评估模型,根据试验框架静力加载荷载-位移曲线近似得到其在边柱瞬时失效时的动力响应曲线。结果表明:框架的受力过程可分为弹性、弹塑性、塑性铰以及倒塌4个阶段;加载时试件的混凝土裂缝开展及破坏集中在失效边柱相邻区域框架梁两侧梁端结合部,除失效边柱外,其余框架柱以及失效柱远离区域框架梁端基本完好;框架在小变形阶段按梁机制受力,存在压拱效应及空腹效应;在大变形阶段不能按悬链线机制受力,由梁的受弯机制和空腹机制共同抵抗不平衡荷载;边柱失效时预压装配式预应力混凝土框架最大抗力达到60.9 kN,最终倒塌位移为430 mm,梁端转角为10.0°~15.3°,具有较好的抗连续倒塌能力。

装配式预应力混凝土梁与高强钢筋约束混凝土柱连接节点抗震性能试验研究

提出了一种新型全装配式预应力混凝土梁与高强钢筋约束混凝土柱端板螺栓连接节点形式,在低周反复水平荷载作用下,进行了6个装配式预应力中间节点试件和1个现浇节点试件的对比试验,得到了试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化以及耗能能力等抗震指标,确定了该新型装配式梁-柱连接节点的抗震性能。试验结果表明,新型全装配式预应力混凝土梁与高强钢筋约束混凝土柱端板螺栓连接节点试件均实现了"强柱弱梁"的设计目标。试件的滞回曲线饱满,抗震性能良好,研究成果可为预制装配式框架在地震区的推广应用提供理论依据和技术支持。

新型装配整体式预应力混凝土框架结构体系建造关键技术

预制预应力混凝土框架结构体系结合了预制混凝土结构与预应力混凝土技术的优势,具有构件自重小、结构整体性好、变形恢复能力强等优点,在大开间住宅、公共建筑与工业建筑中具有广阔的应用前景。重点介绍了一种新型装配整体式预应力混凝土框架结构体系,该体系由预制柱、预应力叠合梁和现浇节点核心区组成,并采用后张、连续、曲线预应力筋;阐述了体系深化设计要点、难点及相应的构造措施;研究提出了钢筋精准定位、多层柱交叉安装施工、预制构件中后张预应力实施等成套建造技术,解决了大跨度预制结构施工中的重难点问题,大大提高了施工效率;在某项目中得到成功应用。

预应力自复位装配式混凝土框架节点抗震性能研究

提出一种新型装配式混凝土框架梁柱节点,其具有震后自主复位,低损伤等特点。为了解该新型节点的抗震性能,进行了新型装配式节点与现浇节点的拟静力对比试验研究,并与Open Sees有限元分析结果进行了对比。试验结果表明,新型装配式节点在梁端位移角达到1/18时,仍保持承载力不降低,结构构件基本完好,仅在梁端出现少量弯曲裂缝,且在荷载卸除后实现自主复位,裂缝基本闭合。有限元分析结果表明,该装配式节点的承载能力随初始预应力的增大而增大,同时也随耗能钢筋截面面积的增大而增大,耗能能力则主要来源于耗能钢筋。

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

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。

预应力装配混凝土框架结构抗震性能研究

简要介绍了预制装配混凝土结构的发展现状,详细阐述了预应力装配式混凝土框架节点抗震性能研究的最新成果。预应力装配式节点的延性、变形恢复能力等性能优于现浇节点,附加适当的阻尼耗能措施后在高烈度地区同样具有良好的应用前景。

预应力装配式混凝土框架结构的抗震性能研究

应用OpenSEES有限元软件中带有转动弹簧和剪切弹簧的简化二维节点梁柱单元模型,编制了预应力装配式混凝土框架结构低周往复荷载试验和拟动力荷载试验的计算程序,并对国内研究者已完成的一榀一层两跨的预应力装配式混凝土框架低周往复荷载试验和一榀两层两跨的预应力装配式框架的拟动力荷载试验进行了模拟分析,分别得到了计算的滞回曲线和时程曲线。结果表明:计算曲线与试验曲线吻合良好,可为预应力装配式框架的设计分析提供一种途径。

带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土框架动力弹塑性分析

针对预应力自复位装配式混凝土(PSCPC)框架耗能较差、地震作用下易产生侧向变形集中的缺点,本文提出了一种带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土(PSCPC-RF)框架体系。为了研究摇摆架对PSCPC框架抗震性能的影响,利用OpenSEES分别建立了一榀3跨6层的RC、PSCPC和PSCPC-RF框架的有限元模型,进行多遇、设防和罕遇地震作用下的动力时程分析。分析结果表明:地震作用下,PSCPC框架与RC框架的变形模式相似,层间变形集中在底部楼层,但PSCPC框架的刚度退化速率缓慢,残余位移小,自复位能力强;增设摇摆架后,PSCPC框架的变形模式得到改善,底部楼层的层间变形显著减小,滞回耗能减小,预应力筋的受力也减小;摇摆架在充分发挥上述作用的同时,并未影响PSCPC框架本身良好的震后自复位能力,故增设摇摆架可提高自复位框架的抗震性能。

预应力混凝土框架抗连续倒塌压拱承载力研究

为了研究预应力混凝土框架抗连续倒塌的压拱机制承载力,首先建立了有黏结预应力框架非线性有限元分析模型,并采用试验数据对分析模型进行了验证,在此基础上研究了有黏结预应力框架与普通钢筋混凝土框架在连续倒塌过程中压拱受力机制的区别,并分析了预应力框架压拱机制承载力的影响因素.研究表明:预应力的施加会增加压拱效应,减弱边柱的破坏,但会加剧中柱的破坏.非预应力筋配筋率、梁高和跨度对压拱机制承载力Fa.u影响较大,顶部非预应力筋配筋率从0.66%增加到1.32%时,Fa.u增加了19.6%,底部非预应力筋配筋率从0.66%增加到1.32%时,Fa.u增加了31.5%;梁高从700 mm增加到900 mm时,Fa.u增大了220.7%,跨度从9 m增加到15 m时,Fa.u减小了64.0%.柱截面尺寸较小时,增大柱截面尺寸对Fa.u的影响较大;但柱截面尺寸较大时,增大柱截面尺寸对Fa.u的影响较小.预应力筋配筋率和初始张拉控制应力对Fa.u的影响较小.

预压装配式预应力混凝土框架结构实训教学方法研究

在预压装配式预应力混凝土框架结构实训教学中,教师指导学生首先按“压着工法”施工技术设计混凝土框架,绘制框架梁、柱预制构件施工图;接着用玻璃钢硬质木夹层复合材料制作预制梁、柱构件模型;最后利用BIM技术模拟“压着工法”的装配过程,并用预制构件模型采用“压着工法”完成框架结构的装配演练。上述实训方法能使学生熟悉预压装配式预应力混凝土框架结构构件设计、制作和装配的全过程工作环境,培养学生专业技术能力和职业能力。

局部后张预应力装配式混凝土框架梁柱节点抗震试验研究

为进一步提高装配式混凝土框架的现场装配效率,提出了一种新型干湿混合式局部后张预应力装配式混凝土框架节点.在施工阶段,采用梁端局部后张预应力的干式连接形成无楼板的可承力框架结构,从而实现逐跨和立体交叉装配施工.在使用阶段,通过预制梁和预制板顶部后浇混凝土面层的湿式连接,形成干湿混合式连接的有楼板装配整体式框架结构.开展了4个预制和1个现浇足尺试件的低周反复荷载试验,对新型节点及可能影响节点性能的相关构造包括弧形预应力筋类型、预应力筋和叠合层纵筋的黏结方式、叠合层纵筋预留孔道内灌浆料类型进行了研究分析.试验结果表明:新型节点为梁端塑性铰破坏,满足强柱弱梁的设计原则;试验强度与理论值相符,具有较好的安全储备;与现浇节点相比,其极限变形能力较强,延性相当,因钢筋滑移的影响耗能较弱.

轴压比对竖向荷载下预应力混凝土框架的影响

在预应力框架中轴压比除对结构的延性性能产生影响外,还将对框架内力产生影响。通过四组共24榀预应力框架的电算并结合已有的参考文献,分别从二阶效应、框架柱的轴向变形及与普通混凝土框架比较三个方面研究和探讨了轴压比对只承受竖向荷载作用的预应力框架的影响。研究表明,轴压比对只承受竖向荷载作用的预应力框架的影响与普通混凝土框架基本一致,但也存在一些自身特点。总体上来说,轴压比对预应力框架的影响较普通混凝土框架显著,但通常情况下影响仍较小。

装配式预应力混凝土框架-剪力墙结构施工技术应用

文中就装配式预应力混凝土框架—剪力墙结构特点进行论述,并结合实例对其应用开展深入探讨。

装配整体式预应力混凝土框架边柱节点抗震性能试验研究

为研究新型装配整体式预应力混凝土框架结构抗震性能,设计制作了2个装配整体式预应力混凝土框架无牛腿梁柱节点和暗牛腿梁柱节点,并进行了低周往复加载试验,分析了其破坏形态、滞回特性、刚度退化、位移延性以及耗能能力等抗震特性。试验结果表明:2个试件均发生了梁端塑性铰弯曲破坏,节点核心区基本保持完整,滞回曲线呈"弓形"特征,且较为饱满,位移延性系数分别达到5.52、4.30,整体表现出良好的耗能与变形能力;暗牛腿节点承载力略高于无牛腿节点,无牛腿节点的耗能能力、位移延性等综合抗震性能略优于暗牛腿节点。

预应力装配式混凝土框架结构的受力性能研究

预应力装配式混凝土框架结构是基于装配式建筑理念进行的一种混凝土框架结构施工技术。预应力装配式混凝土框架结构有效防止了施工过程中因受力不均引起的弯曲变形问题,使建筑结构更安全坚固,而且施工效率高,施工环节少,施工污染少,因此在现代建筑施工中的应用越来越广泛。

预应力装配式框架结构试验研究与分析

通过对1榀现浇框架(KJ1)和1榀预应力装配式框架(KJ2)在水平低周反复荷载作用下的试验,深入研究了预应力装配式钢筋混凝土框架裂缝分布、破坏形态、滞回曲线及位移延性等的抗震性能。并利用ABAQUS有限元分析软件对试件建立分析模型,对比ABAQUS分析数据和试验数据,吻合较好。结果表明,ABAQUS有限元分析软件,可以较好地分析钢筋混凝土结构体系;预应力装配式钢筋混凝土框架具有良好的抗震性能。

预应力混凝土框架结构抗震性能伪静力试验研究

进行了有粘结和无粘结预应力两榀混凝土框架结构在低周反复荷载作用下的伪静力实验。有粘结试件的梁端裂缝和柱脚裂缝均比无粘结试件要早,有粘结试件的破坏水平位移比无粘接的大。比较分析表明,两结构都表现出较好的延性和耗能能力,但有粘结件稍强一些。试验结果说明预应力框架的设计中应适当提高柱梁的强度比要求。