裝配式結構的抗震性能介紹
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按照美國NEHRP(National Earthquake Haz-ardsReduction Program)2000規(guī)范,預制混凝土框架連接可以分為等效現澆連接和裝配式連接,等效現澆連接要求達到或超過現澆混凝土連接的抗震性能,裝配式連接和現澆混凝土連接力學性能不同,NEHRP另行給出抗震規(guī)定。
常用的等效現澆節(jié)點有后澆整體式和預應力拼接式,常用的裝配式節(jié)點有焊接節(jié)點和螺栓連接節(jié)點。
1. 等效現澆節(jié)點
2. 無黏結預應力筋拼接節(jié)點
加利福尼亞大學Priestley對部分黏結預應力拼接節(jié)點進行了理論研究,他指出由于預應力筋在節(jié)點內和節(jié)點兩邊一定范圍內不與混凝土發(fā)生黏結,因此在節(jié)點產生較大變形時預應力筋仍可保持彈性。這種節(jié)點在大變形后強度和剛度的衰減及殘余變形都較小,節(jié)點復原能力強;由于預應力的夾持約束作用,對節(jié)點區(qū)抗剪有利,可以減少節(jié)點區(qū)箍筋用量。
Priestley進行了8個無黏結預應力梁柱節(jié)點的低周反復加載試驗。試驗表明:節(jié)點最大層間變形可達2.8%~4%,殘余變形約為最大層間變形的2.2%;大變形時,由于梁柱界面處混凝土的塑性發(fā)展使節(jié)點剛度有所下降,但節(jié)點只有輕微損壞。與現澆混凝土節(jié)點相比,預制混凝土無黏結預應力拼接節(jié)點耗能較小,損傷、強度損失和殘余變形也較小。1.2黏結預應力筋拼接節(jié)點2004年合肥工業(yè)大學柳柄康等進行了兩榀預壓裝配式預應力混凝土框架梁柱組合體的低周反復加載試驗，試件尺寸和配筋如圖1。
試驗表明：由于牛腿的存在，反向加載時存在掀起效應，正截面受彎承載力應予以折減，梁端剪力摩擦作用能夠抵抗梁端剪力;預應力的作用使得試件有很強的變形恢復能力，有利于震后修復。
2005年北京工業(yè)大學進行了6個混合連接裝配混凝土框架內節(jié)點試件在低周反復荷載下的加載試驗，試件尺寸及配筋圖如圖2。
試驗表明：混合連接裝配混凝土框架節(jié)點的耗能力與整體現澆混凝土節(jié)點相當，而其延性和變形恢復能力則優(yōu)于整體現澆混凝土節(jié)點，其綜合抗震性能優(yōu)于整體現澆混凝土節(jié)點。
3. 后澆整體式節(jié)點
1998年,Vasconez進行了13個預制混凝土節(jié)點的反復加載試驗,這些節(jié)點包括9個鋼纖維混凝土節(jié)點、1個聚乙烯醇纖維混凝土節(jié)點和3個普通混凝土節(jié)點。試驗結果表明:鋼纖維比聚乙烯醇纖維對改善節(jié)點性能更為有效;采用后澆鋼纖維混凝土可以提高鋼筋與混凝土的黏結強度,有助于提高節(jié)點延性、推遲破壞發(fā)生,同時還可以提高節(jié)點抗剪強度;與普通后澆節(jié)點相比,鋼纖維混凝土節(jié)點的強度、耗能和變形能力分別增加約30%,35%,65%;使用3%體積含量的鋼纖維混凝土可以使節(jié)點區(qū)箍筋用量減少50%,并獲得更好的抗震性能。
2004年，同濟大學趙斌等對高強混凝土后澆整體式梁柱組合件和高強鋼纖維混凝土后澆整體式梁柱組合件在低周反復荷載作用下進行試驗研究，試驗表明：預制高強混凝土結構后澆整體式梁柱組合件與現澆高強混凝土結構梁柱組合件具有相同的抗震能力，采用高強鋼纖維混凝土澆筑預制混凝土結構后澆節(jié)點，可以減小節(jié)點區(qū)域箍筋用量，改善節(jié)點承載性能。
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