新型预制混凝土框架结构连接及抗震性能研究

作     者：翁传尧 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张继文

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：建筑工业 预制混凝土框架结构 连接设计 抗震性能 

摘      要：在未来几十年中，我国经济仍将以一定的速度持续发展，随着人们对生活品质要求的不断提高以及我国城镇化建设进程的加快，未来社会需要在一定时间内获得更多的高品质建筑产品。逐步实现建筑工业化，是我国建筑产业发展的必然趋势。\n 预制混凝土框架结构是未来建筑工业化发展的重要方向之一，具有经济周期短，预制构件质量高，现场湿作业少，环境污染小等优越性。本文根据多层民用建筑的特点和功能要求，按照力学分析原理，合理地划分结构构件的组合形式，通过力学计算提出系统的设计模型;结合当今的新技术、新材料，提出新型连接的设计方案和具体构造。新型预制框架连接分为梁-节点连接和柱-节点连接，通过这两种连接将预制的框架梁段、柱段和节点区装配成框架整体。并且在上述连接区设置塑性铰，控制塑性铰出现位置，提高预制框架的抗震性能，使其与普通现浇混凝土框架相接近。\n 本文研究主要通过理论设计与试验研究相结合的方式进行，根据钢筋混凝土设计基本原理以及塑性铰等理论，进行新型预制框架的构件设计和连接设计;然后对提出的四种新型框架连接，即钢筋搭接连接、预埋角钢连接、套管插筋连接和体外钢板连接，进行梁式受弯试验，研究这四种类型连接的受弯承载力、塑性发展能力、抵抗变形能力及耗能能力，根据屈服弯矩、极限弯矩以及截面弯矩-转角曲线等试验值，确定综合性能较好的连接并加以优化，再进行后续框架整体抗震性能研究。\n 随后根据上述框架连接梁式受弯试验的研究结论，结合框架设计基本理论和抗震设计理论，将钢筋搭接连接、预埋角钢连接、套管插筋连接作为梁-节点连接，将套管插筋连接作为柱-节点连接，制作三榀预制装配框架，进行低周反复试验，与普通现浇框架进行抗震性能对比分析。主要对四榀框架的破坏形态、耗能能力、延性、强度和等效刚度等性能指标进行量化分析。钢筋搭接连接和预埋角钢连接的框架各项指标数值与普通现浇框架较为接近，基本可以认为连接区设置的塑性铰对预制框架的抗震性能有一定的改善，使得采用两种新型连接的预制框架，与等尺寸、等截面、等配筋率的普通现浇框架总体抗震性能相当。\n 最后综合上述研究成果，完善预制框架结构连接和塑性铰设置的设计思路及技术要求。