裝配式鋼節(jié)點(diǎn)混凝土組合框架地震模擬試驗(yàn)

裝配式鋼節(jié)點(diǎn)混凝土組合框架地震模擬試驗(yàn)

  地震模擬試驗(yàn)系統(tǒng)包括試驗(yàn)承臺(tái)、動(dòng)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(jí)了振動(dòng)臺(tái)激震方向，由初始的水平雙向升級(jí)為三向六自由度，同時(shí)升級(jí)了試驗(yàn)系統(tǒng)的控制方式，提升了地震動(dòng)輸入控制精度。振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面尺寸為3m×3m，負(fù)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(dòng)的有效頻段為0.5~50Hz。依托地震模擬試驗(yàn)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(tái)、機(jī)電設(shè)備等各類工程結(jié)構(gòu)的抗震性能試驗(yàn)研究。

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究

試件設(shè)計(jì)

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(diǎn)為研究對(duì)象，在梁中、柱中反彎點(diǎn)位置截取部分構(gòu)件的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(hù)層厚度為 20mm。

材料性能

(1)混凝土抗壓強(qiáng)度。試件澆筑過(guò)程中，每次澆筑均留置一組3個(gè)邊長(zhǎng)為150mm 的立方體試塊，置于與試件相同條件下養(yǎng)護(hù)(2)灌漿料。在試件灌漿安裝和用于材性試驗(yàn)的套簡(jiǎn)接頭灌漿過(guò)程中均留置一組40mmx40mmx160mm 的棱柱體試塊，每組3個(gè)。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至梁柱節(jié)點(diǎn)試件完成低周反復(fù)加載試驗(yàn)后取出，進(jìn)行壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

加載過(guò)程中，試件加載的荷載由電液伺服作動(dòng)器自動(dòng)記錄，并于作動(dòng)器和柱身之間布置拉線式位移計(jì)測(cè)量位移，在柱下端鉸支座處布置拉桿式位移計(jì)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(guò)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(gè)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(zhǎng)度較小;二是右梁梁端底部設(shè)置了大直徑鋼筋，受拉時(shí)截面受壓區(qū)高度過(guò)大

  新型鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)：試驗(yàn)主要對(duì)14組不同參數(shù)新型鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)試件，利用多通道電液伺服加載系統(tǒng)和大型L型點(diǎn)陣式反力墻開展擬靜力加載試驗(yàn)，重點(diǎn)研究新型可恢復(fù)功能節(jié)點(diǎn)的抗震性能，歷時(shí)30余天。試驗(yàn)結(jié)果表明：較傳統(tǒng)焊接節(jié)點(diǎn)而言，雙鉸接節(jié)點(diǎn)、單鉸接節(jié)點(diǎn)、全螺栓節(jié)點(diǎn)均呈現(xiàn)出良好的震后可恢復(fù)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(wú)損傷出現(xiàn)；在使用可更換T型耗能板后，節(jié)點(diǎn)的抗震性能明顯優(yōu)于相同尺寸的焊接節(jié)點(diǎn)，且在加載后期節(jié)點(diǎn)承載力仍有提升。本次試驗(yàn)成果可為后續(xù)新型可恢復(fù)功能鋼框架結(jié)構(gòu)體系的研發(fā)提供重要試驗(yàn)依據(jù)。