裝配式鋼節(jié)點混凝土組合框架地震模擬試驗

裝配式鋼節(jié)點混凝土組合框架地震模擬試驗

  地震模擬試驗系統(tǒng)包括試驗承臺、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及高速成像系統(tǒng)。在性能參數(shù)不變的情況下升級了振動臺激震方向，由初始的水平雙向升級為三向六自由度，同時升級了試驗系統(tǒng)的控制方式，提升了地震動輸入控制精度。振動臺臺面尺寸為3m×3m，負載能力17t，最大水平位移±10cm，豎向位移±10cm，最大水平加速度雙向2.0g，豎向加速度1.0g，輸入地震動的有效頻段為0.5~50Hz。依托地震模擬試驗系統(tǒng)可以開展地震作用下房屋、橋梁、隧道、大壩、管廊、核電站、海洋平臺、機電設(shè)備等各類工程結(jié)構(gòu)的抗震性能試驗研究。

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點抗震性能試驗研究

試件設(shè)計

某市圖書館建筑高度31m，總建筑面積53816m，其中地下部分1層，地上4層，局部5層，層高為4.75m。上部主體結(jié)構(gòu)為裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)，選用框架中常用的梁柱中間層中間節(jié)點為研究對象，在梁中、柱中反彎點位置截取部分構(gòu)件的基礎(chǔ)上設(shè)計制作足尺模型試件。試件梁為疊合梁，其截面為300x750，左梁采用矩形截面預(yù)制梁，右梁采用凹口截面預(yù)制梁;柱為預(yù)制柱，其截面為 600x600。箍筋保護層厚度為 20mm。

材料性能

(1)混凝土抗壓強度。試件澆筑過程中，每次澆筑均留置一組3個邊長為150mm 的立方體試塊，置于與試件相同條件下養(yǎng)護(2)灌漿料。在試件灌漿安裝和用于材性試驗的套簡接頭灌漿過程中均留置一組40mmx40mmx160mm 的棱柱體試塊，每組3個。在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護至梁柱節(jié)點試件完成低周反復加載試驗后取出，進行壓強度試驗。

加載過程中，試件加載的荷載由電液伺服作動器自動記錄，并于作動器和柱身之間布置拉線式位移計測量位移，在柱下端鉸支座處布置拉桿式位移計記錄其滑移。

數(shù)據(jù)結(jié)果及分析

(1)荷載-位移滯回曲線。加載初期，滯回環(huán)接近直線，面積較小，試件表現(xiàn)出較好的線彈性;隨著加載位移的增大，滯回環(huán)面積逐漸增大，曲線形狀向反S形發(fā)展。這表明，試件在加載過程中受到滑移的影響比較大。(2)延性性能。試件 LZ-B的延性小于試件 LZ-A的原因有兩個方面，一是試件LZ-B梁端底部設(shè)置了全灌漿套筒，套筒的剛度大大高于鋼筋，受拉作用下鋼筋發(fā)生塑性變形的范圍長度較小;二是右梁梁端底部設(shè)置了大直徑鋼筋，受拉時截面受壓區(qū)高度過大

  新型鋼框架梁柱節(jié)點抗震性能試驗：試驗主要對14組不同參數(shù)新型鋼框架梁柱節(jié)點試件，利用多通道電液伺服加載系統(tǒng)和大型L型點陣式反力墻開展擬靜力加載試驗，重點研究新型可恢復功能節(jié)點的抗震性能，歷時30余天。試驗結(jié)果表明：較傳統(tǒng)焊接節(jié)點而言，雙鉸接節(jié)點、單鉸接節(jié)點、全螺栓節(jié)點均呈現(xiàn)出良好的震后可恢復功能，加載完畢后僅在可更換T型耗能板部分出現(xiàn)屈曲或斷裂破壞，其余部位基本無損傷出現(xiàn)；在使用可更換T型耗能板后，節(jié)點的抗震性能明顯優(yōu)于相同尺寸的焊接節(jié)點，且在加載后期節(jié)點承載力仍有提升。本次試驗成果可為后續(xù)新型可恢復功能鋼框架結(jié)構(gòu)體系的研發(fā)提供重要試驗依據(jù)。