全装配式混凝土框架结构抗连续倒塌破坏机理研究

现有的建筑结构抗连续倒塌研究主要针对现浇结构展开,对装配式结构讨论的相对较少。为研究全装配式混凝土框架结构在中柱失效情况下的抗连续倒塌性能,从某四跨七层空间框架结构底部提取出一榀单层两跨的框架子结构,按照1/2缩尺比例分别设计了一个现浇(RC)试件和两个全装配式(PC)试件,其中PC试件在梁柱节点处分别采用明(暗)牛腿-插梢杆-角型钢板的连接方式。对上述试件分别开展了中柱移除状态下的静力试验,并对加载过程中测试所得的结构持荷能力、构件应变响应及失效破坏模式依次进行了分析。试验结果表明,RC试件在加载过程中先后产生了压拱效应和悬链线效应,而PC1试件只出现了压拱效应阶段,PC2试件也仅发展了短暂的悬链线效应,均表明该类型全装配式结构的二次抗倒塌能力相对不足。试验过程中,RC试件梁端部及跨中截面处纵筋应变响应均达至屈服状态,而PC试件的受力及变形区域则主要集中在节点连接处,表明其构件的材料利用率不如现浇结构充分。同时,PC1和PC2试件的极限承载力分别为RC试件在压拱效应阶段峰值荷载的76%和81%,相应极限位移仅为RC试件的72%和77%,表明该全装配式结构与现浇结构相比承载力和延性均相对有限。结构失效模式方面,RC试件最终由于梁端纵筋被拉断而发生破坏,PC1及PC2试件则分别因节点处插销杆被剪断及梁端混凝土被压溃而丧失承载力,表明插销杆抗剪强度和节点区域混凝土抗压强度为该类型全装配式结构抗连续倒塌设计的关键参数。