对新型耗能预制梁柱节点试验研究

文摘

新混凝土软化梁柱连接设计。其装配连接区变化在联合中跨的梁。拟议的连接不仅可以提供良好的结构完整性,也确保塑性铰远离列边缘。塑性铰的转动能力决定了关节的内力重分布和能量耗散能力。高强度螺栓和钢板用于实现连接,进一步提高塑性铰的转动和现浇混凝土体积最小化。三个全面外梁列于关节,然后受到交变载荷逆转。有限元(FE)分析与实验结果进行比较,研究连接位置对结构行为的影响。结果表明,所有三个标本的塑料铰链首先开发一个列边缘之间的距离,从而揭示这种关节可以实现梁铰机制,防止关节剪切破坏。和连接位置是最弱势群体与塑性铰区域时,这将导致过度变形和钢筋锚系统的早期故障。联合的新型显示良好的抗震性能在地震期间,如果可以正确连接设计,这种结构形式,因此可以应用于实际工程结构在地震地区。

1。介绍

目前,装配式建筑推广积极因其施工速度快,更好的质量控制,和环保技术(1]。梁柱节点是最弱的传输链接在预制框架由于剪切力是通过联合和高剪切力主要集中在强烈地震作用下共同核心面积。postsevere破坏的建筑结构主要归因于梁,柱接头的失败。因此,传输特性和关节的完整性发挥重要作用在预制建筑物的安全2]。

为了确保足够的联合力量,提出了不同类型的梁柱节点。预制单片与键槽关节设计,实验结果表明,合理的联合设计和适当的现浇混凝土体积可以预制关节相当于整体关节。这种连接是有效的提高在高地震烈度区地震行为(3,4]。但是大量的现浇混凝土可以取消这种接头的优点。这意味着现浇整体式关节不能促进资源节约和环境友好。普利斯特里进行预制的动态时程分析无粘结预应力梁柱关节肌腱。结果表明,无粘结筋可以提供良好的结构完整性和自动恢复能力的关节,但预应力钢的使用将使这种类型的延性和耗能能力联合非常贫穷的5- - - - - -7]。这个问题很容易科学学者投入了很大的努力提出耗能阻尼器,可以附加到柱和梁结束。摩擦阻尼器应用于预应力梁柱节点承担能源和无粘结筋为关节提供自动定心的能力(8- - - - - -10]。穷人预制预应力梁柱节点的能量耗散能力限制了他们的传播使用,但附加耗能阻尼器的使用可以帮助吸收能量;然而,阻尼器会干扰其他组件的框架。

新的梁柱接头系统中,预制列是把连续的空闲空间区域连接的连接u型梁壳。这种联合可以提供良好的结构性intergrety连接区。(11- - - - - -13]。但是接头的剪切强度下降由于减少列深度联合,这意味着这种联合不能达到strong-joint weak-component失效机理。面对这一问题,研究人员提出的替代方法,可以为关节提供良好的保护。众所周知,塑性铰的位置对接头的力学性能具有重要的影响。亚蔡等人提出了一种新的类型的关节,和u形截面梁和柱连接钢板的核心区域。塑性铰区迁至远离列边缘利用钢板的变形(14]。此外,研究人员介绍了其他方法转移柱边梁的塑性铰区。作为一种替代方法来保护关节和搬迁塑性铰区域,进行了鹿腿画廊系统使用的钢筋和关节肿大Pampanin et al。15]和Pimanmas Chaimahawan [16]。加工等人也用两种加固方法实现塑性铰搬迁等连接酒吧和酒吧。除了加强方法,减少梁杆部分还可以帮助将塑性铰区削弱梁(17]。2006年,陈等人介绍了一个最佳的方法来提高延性,促进塑性铰的发展。这意味着焊接梁柱接头的一部分是增强18]。柱的塑性铰运动边缘的分界点加固,碳纤维增强塑料制成标本进行表现出更高的承载能力和延性19]。尽管上述搬迁形式对塑性铰的剪切破坏是一个好方法避免关节,连接形式共同核心地区的构造会扰乱纵向钢筋的连续性和拥挤的强化联合将导致混凝土浇注困难。考虑到抗弯刚度变化的重叠拼接连接梁组装,减少过渡段的形象,减少连接位置可以放置在中跨的梁20.]。同样,Astaneh-Asl提出半刚性的连接也可以削弱地震能量造成的损害。此外,连接可以被允许滑动,这样可以通过接触表面之间的摩擦来吸收地震能量(21]。Joshi和帕特尔对预制连接进行实验研究构造结区。部分预制梁连接到其他预制元素通过钢板,和预制元素扩展的列。试验结果表明,适当的预制连接设计可以确保相同的性能整体标本(22]。简短的悬臂梁是铸出的预制柱从柱边。另一个预制梁连接到悬臂梁通过研磨的钩子23,24]。以前的研究证实可以提高预制结构的抗震性能,满足抗震规范的要求只要连接正确设计和改进的强度和延性(25- - - - - -27]。

本文实验和数值分析混凝土软化梁,柱关节进行。工作致力于搬迁的连接区内部的共同核心区域中跨梁,实现梁铰机制。预制梁的另一部分是坐在软化悬臂梁和悬臂梁耦合通过高强度螺栓和钢板,可减少模筑混凝土体积和去除额外的加强或减弱系统。

2。实验的关节

2.1。样本设计

图1描述的细节提出了混凝土软化悬臂梁柱接头。系统中,与连续纵列是预制棒在联合技术与传统预制成员。悬臂梁的u型槽扩展边缘列和预制梁的另一部分支撑坐在悬臂梁。u形截面槽是保留最后的悬臂梁支撑腾出空间。两个预制成员通过高强度螺栓连接。考虑混凝土的脆性和小承载区域的螺栓两边的u型槽,两个刚性钢板连接到外部表面的u型槽分配力量,避免应力集中。u型槽的长度是150毫米一样挑出但高度和宽度300毫米和200毫米大于挑出这样的连接锚固后浇混凝土的空间可以形成支撑和u形槽。因此,可以提供完整的模筑混凝土连接。水平钢筋梁预留在列和扩展通过悬臂梁的连接区。相应地,钢筋从预制梁的另一部分扩展到区域的连接。 These longitudinal steel bars at the bottom of the beam are connected by welding, and two longitudinal bars on the top of the beam and lateral longitudinal bars are connected by sleeves in the cast-in-place zone for concreting. In the installation process, the bolt shanks are used for position purpose so that the corbel can be seated on the U-shaped groove precisely.

在安装过程中,预制柱放置直立地,然后另一个预制梁坐在悬臂梁。螺栓棒用于精确的位置以防止组装问题。之后,水平钢筋梁的顶部螺栓第一,紧随其后的是外侧酒吧。和底部的钢筋梁连接的焊接。然后,混凝土涌入场铸区域集成连接。最后,应用于螺栓预紧力。

混凝土软化梁柱联合可以重新连接的位置梁跨度从联合核心区域,提供联合的完整性。通过这种方式,塑性铰也可以搬迁离开列边缘,这样可以实现梁铰机制。三种类型的关节PC1、PC2和生物被设计为450毫米,600毫米和750毫米的列的边缘,分别。,众所周知,预制梁塑性铰的形成关节的距离大约1.0 - -1.3倍的高度梁离柱边缘(17,28]。因此,关节的连接位置PC1和PC2伴随着塑性铰的连接位置联合生物远离塑性铰区。使用高强度螺栓和钢板连接可以帮助提高塑性铰的转动,从而提供更好的变形能力。

三个全面外关节帧(PC1、PC2和生物)装配式设计原则的基础上,在抗震性能相当于现浇关节。他们是根据设计的中国的标准详细关节的预制混凝土结构(15 g310-1∼2015) [29日),为预制混凝土结构技术规范(JGJ 2014 - 2014) [30.]。图2显示了维度和强化细节与不同的连接关节位置,450毫米,600毫米,750毫米远离列边缘,分别。列有400×400毫米截面和高度2450毫米。每一列的纵向增援部队包括十二D22摊位酒吧(C22)。为了提高接头的强度,箍筋的距离是50毫米的联合区域。其他地区的关节,柱箍筋之间的距离是100毫米。梁有250×450毫米截面和长度为1500毫米。在悬臂梁,在300毫米的距离离列边缘预制梁和支撑区域,箍筋的距离被设计成50毫米。在其他地区的梁,梁箍筋之间的距离是100毫米。的挑出被认为是元素的一个主要力量,所以特别钢筋框架设计和嵌入在支撑区域,以确保足够的轴承性能,这是由混凝土D16纵向钢筋(C16) 400毫米和箍筋。箍筋都D8普通钢筋(A8)。 The concrete used in the specimens had a strength grade of C30 (nominal cubic compressive strengthf_铜、维= 30 MPa和设计轴向抗压强度f_{c, d}= 14.3 MPa)。的10.9级高强度螺栓直径24毫米和320毫米的长度是用于装配关节。

2.2。机械的分析评估连接

至关重要的评估连接传输有效剪切力和力矩。力传输系统的竖向荷载作用下混凝土软化连接图所示3。必须在四种力平衡在水平和垂直两个方向。垂直剪切力的核心区域联合传输的u型槽末端的悬臂梁和支撑。因此,连接的可靠性主要取决于槽和支撑的性能。假设混凝土界面之间的相互摩擦几乎没有影响的力量转移机制,完整的垂直剪切力持续支撑。u型槽可以被视为一个反向支撑,因此它的机械性能类似的支撑。

基于strut-and-tie模型,水平钢筋底部的支撑被视为拉杆和内部压缩混凝土视为对角线struts。支撑的力量图如图3,在这T钢筋的抗拉阻力,C混凝土的压缩力,F_u是垂直承载力得到方程(1)- (9)。 在哪里一个_残雪结束的横截面积是垂直于小斜块和f_残雪struts是对角线的有效的混凝土强度。 在哪里b和h枕梁的宽度和高度,分别和抗压强度设计值。考虑开裂的影响发展和多轴压力对斜杆的抗压强度,减少比率β_j0.8用于描述基于强度减少美国ACI委员会318年结构设计代码(31日]。

为了确保安全的斜支柱和领带棒的有效性,必须考虑以下公式: 在哪里ρ_年代领带配筋率的酒吧和吗一个_年代领带棒的最大区域。

根据上面的力学分析,strut-and-tie模型影响支撑和承载能力的可靠性评估连接。钢筋的配筋率和抗压强度的对角struts基于上述设计参数满足设计要求。这意味着可以传播有效地联合部队。

2.3。加载方案

轴向力和水平力是应用于关节模拟柱帽上的轴向载荷和地震作用的横向荷载,如图4。应用了水平力的致动器500 kN的能力,和致动器被大头针连接到强大的墙。柱的轴向力是应用由杰克产能160吨。列的上下两端铰接有效地模拟实际边界条件的列。底部铰链固定在地上,上层是附加到反应光束通过一个液压千斤顶。连接到两个水平撑反应墙,确保试样在加载过程的稳定性和安全性。

在轴向载荷加载测试,应用于列的液压千斤顶设计轴压比为0.3 (801.6 kN)。考虑到特殊的结构配置,很难确定准确的收益率三个关节的位移和载荷加载过程。位移控制机制应用在自由端梁的MTS致动器在整个加载过程。加载方案(一)申请PC1,如图5(一个)。由于连接的不对称设计,它是观察到的结构响应PC1不对称的实验。这意味着积极的承载力大于- 1。钢板的使用附加到悬臂梁的两边是不对称反应的主要原因之一。为了避免早期的失败负加载,还有另一个加载方案(b) PC2和生物(图5 (b)在以后的测试。在加载方案(b),负方向的最大加载位移小于正加载位移。在弹性阶段,一个加载周期为每个位移步骤执行。测试持续,两个完整的加载周期是5毫米的应用在不断增加。

3所示。实验结果和分析

3.1。实验现象

几乎没有不同裂缝模式和失效模式的三个关节,如图6。关节PC1和PC2失败突然由于钢筋粘结滑移在连接区和重要的混凝土压碎,而联合生物保持完美的韧性的纵向钢筋屈服后变形。底部焊接钢筋束的关节PC1在循环荷载和PC2支离破碎。这是由于这样的事实:关节的连接位置PC1 PC2正值塑性铰区和关节的非弹性变形主要集中在塑性铰区域。因此,连接区域的变形关节PC1和PC2很大,早期发生焊接钢筋的连接失败。然而,钢筋的焊接生物没有骨折,显示明显的屈服阶段。

联合PC1,当施加位移梁一端达到±4毫米,第一个裂纹出现在100毫米的距离离列边缘。与位移增加±10毫米,几个小在钢板剪切裂缝出现,然后扩展到新混凝土界面的底部。这些裂缝的规模和数量在测试期间继续增长,直到对角剪切裂缝的间距长大到10毫米u型槽的底部在±30毫米的位移。在那之后,循环荷载下的焊接钢棒断开连接。此时,剪力和弯矩传播取决于高强度螺栓和strut-and-tie模型在支撑区域,然后底部的混凝土u形槽分为小斜块struts的方向。

根据联合PC1的测试结果,发现结构反应是不对称的积极和消极的方向。因此,改进的加载方案(b)图5 (b)采用加载过程中关节PC2和生物。从测试联合PC2,观察到第一开裂发生在+ 2毫米的位移,在某些情况下也开始从悬臂梁的底部。随着加载位移增加,明显的弯曲裂缝集中在连接区,可以防止过度弯曲裂缝扩展列边缘。许多斜裂缝发生在加载位移±8毫米,从新老混凝土界面然后传播的压缩区新老混凝土界面。在这个阶段,一系列具体的struts可能形成支撑。在连续加载周期,与增加剪切裂缝宽度出现在连接梁的底部区域,直到混凝土压碎和钢筋暴露在−25毫米的位移。试验结束的时候,明显的斜裂缝开始从u型槽的底部渗透通过整个梁横向部分,导致重大混凝土分离。

联合生物的最终破坏模式不同于关节PC1 PC2。在初始加载阶段,第一个弯曲裂缝出现在新老混凝土界面位移的+ 4毫米。之后,更多的弯曲裂缝沿梁剪切跨越到开发和扩展一些弯曲裂缝恰逢剪切裂缝。主要的纵向钢筋屈服后,斜裂缝传播迅速,底部的混凝土梁的显著。

一般来说,最大的伤害可以观察到试样PC1,其次是标本PC2和生物,这减少了裂缝的数量显示在连接区。最大剪切裂缝宽度在梁底部的三个关节是8毫米,6毫米和5毫米。至于标本PC1 PC2,连接位置是450毫米和600毫米距离列边缘,因此与固有的塑性铰区。预制接头的塑性铰形成的距离大约1.0 - -1.3倍的高度梁离柱边。因此,连接位置联合PC1循环荷载下的最不利的位置,在整个结构最薄弱的部分。塑性铰的转动关节PC1可以提高梁的变形,导致最宽的裂缝。然而,联合生物的连接位置设计为750毫米的柱边,以免与塑性铰区域。因此,联合生物表现出更好的力学性能,更高的强度和延性。

值得注意的是,标本的裂缝主要集中在连接区,可有助于防止关节过度裂缝的发展。因此可以得出结论,已成功仅限于梁塑性铰的搬迁中跨梁的连接位置。它也可以发现,有一些裂缝从列边缘开始,然后扩展以及梁纵向钢筋,可以解释为循环荷载下钢筋的粘结滑移。

3.2。荷载位移滞回曲线

图7显示了磁滞曲线的标本PC1、PC2和生物。很明显,曲线形状不对称的正面和负面的状态,这可以解释为执法的影响钢板悬臂梁的两侧。在弹性阶段,横向荷载和位移之间的关系是线性的。横向荷载的增加,钢筋开始产量和滞回线的斜率下降缓慢,由于裂缝的发展。到达峰值负载后,观察到显著退化强度关节PC1 PC2,这可以归因于早期连接失败的纵向钢筋连接区在循环荷载下,但梁进行联合生物仍然相当稳定。关节的磁滞回路PC1和PC2加载周期更捏,显示更大的刚度退化联合生物相比具有较大的磁滞回路和显示更高的能量耗散能力。这是因为重要的混凝土剥落发生在塑性铰区域的标本PC1 PC2。然而,生物的连接位置不符合塑性铰区;因此,梁的破坏减少了。它也可以发现,第二个周期的峰值负载小于第一个周期,可以解释为刚度退化由于物质损失。 The trend is particularly noticeable in the specimens PC1 and PC2 which suffer more significant concrete crushing in the connection area.

3.3。能量耗散能力

能量耗散能力可以用来描述结构的塑性行为。它可以测量基于面积滞回圈的循环。在同一位移曲线的双周期水平,在两个周期的平均值计算的能量耗散系数根据提供的公式抗震建筑的测试代码(JGJ / t101 - 2015, 2015)32]。等效粘滞阻尼比也是一个重要指标来衡量能量耗散能力,也可以获得的磁滞曲线。如图8能量耗散系数和等效粘滞阻尼比计算了以下方程: 在哪里E是能量耗散系数,ζ_情商等效粘滞阻尼比,是耗散的能量的比值滞后循环应变能除以常数2π,年代(美国广播公司(ABC) + CDA)磁滞回线的面积,和年代(OBE + ODF)三角形的面积是OBE和ODF。

能量耗散系数E和等效粘滞阻尼比ζ_情商三个标本进行了总结在表1。联合PC1,较大的能量吸收与标本PC2和生物当加载位移小于8毫米。能量耗散系数E0.4765联合PC1比关节PC2和生物约为0.4462和0.3973,分别。这是由于塑性铰的搬迁会增加整个结构的变形能力,导致更多的裂缝开始加载。事实上,变形和开裂提供一种方法来吸收能量;因此,更多的裂缝和变形标本PC1导致更高的能量耗散能力。最大的能量耗散系数E关节PC1和PC2获得20毫米的位移,然后逐渐减少,而能量耗散系数E联合生物继续增加,直到加载过程的结束。这可以归因于过度变形和重大混凝土剥落关节PC1 PC2,导致承载力显著降低。等效粘滞阻尼比ζ_情商用于描述在每个周期的能量耗散能力。等效粘滞阻尼比ζ_情商达到0.1570的最大位移的20毫米联合PC1,取得最大值0.1686联合PC2 15毫米的位移。在那之后,等效粘滞阻尼比ζ_情商随位移增加而减小。明显的拐点暗示关节PC1和PC2加载过程中严重受损。联合生物,其等效粘滞阻尼比不断上升,达到0.1530 30毫米的位移。

图9进一步比较了累积能量耗散的三个标本,可以得出类似的结论。在弹性阶段,没有明显差异的累积能量耗散能力测试标本。加载位移增加到15毫米后,联合生物的累积能量耗散能力超过关节PC1和PC2。这是因为一些纵向钢筋关节PC1 PC2骨折和不函数有效地在循环荷载,而强化详细的连接区联合生物仍然是有效的。

3.4。骨架曲线

所有三个关节的骨架曲线可以得到每个水平位移下的极限荷载。三个关节的骨架曲线也不对称,如图10。上层钢板固定在悬臂梁的两侧有助于实现更大的正方向的力量。总结了对骨架曲线关键数据表2。联合PC1达到的终极积极负载188.68 kN + 9.97毫米的位移,取得119.22 kN的负面加载−8.40毫米的位移(图10 ())。极限载荷联合PC2略高于联合PC1 207.13 kN的位移+ 10.03毫米和132.3 kN−7.44毫米的位移(图10 (b))。承载力主要取决于钢筋;然而,纵向钢筋梁底部的关节PC1和PC2断开早于混凝土压碎。因此,联合生物承载力的积分栏连接在循环荷载作用下是最大的,和极限载荷达到234.92 kN和186.17 kN积极和消极的方向,分别。可以看出三个关节的骨架曲线几乎相同在弹性阶段表明三关节实现类似的初始刚度。但随着循环荷载增加,硬度开始下降在某种程度上,这主要是塑料损坏造成的混凝土和钢筋的屈服。考虑重要的关节PC1混凝土开裂和屈服前PC2主要梁纵向钢筋,重要的强度退化的关节PC1和PC2可观测到的顺序加载周期。也发现没有明显的屈服平台除了联合生物。这是因为梁钢筋的屈服强度高,而钢筋锚系统关节PC1 PC2失败之前达到屈服强度。关节的连接位置PC1和PC2伴随着塑性铰区,以及关节的非弹性变形主要集中在塑性铰区域,这样重要的混凝土剥落发生在梁的塑性铰区关节PC1 PC2,但联合生物的连接位置不符合塑性铰区; hence, the damage of the beam is reduced.

3.5。刚度退化

刚度退化可以反映地震载荷下的结构损伤。当受到相同的荷载位移水平时,刚度下降unloading-reloading周期的数量增加。环刚度的平均转换值可以用来描述所示的刚度退化方程如下: 在哪里环刚度,位移的峰值状态吗我_th周期的j_th加载水平,n周期数(n= 2),的最大负载我_th周期的j_th加载水平。三个标本的刚度退化曲线如图所示11。

为所有三个关节,积极的刚度大于- 1的增感效应钢板两边的悬臂梁。开裂后刚度的区别更明显的新老混凝土界面。所有关节显示初始位移水平大幅刚度退化,由于裂缝的发展。水平位移增加,裂纹发展减缓和刚度退化往往是稳定的。联合PC2积极的刚度大于联合PC1初始加载周期,但刚度退化曲线相互配合的后加载周期。联合PC2负刚度的下降速度比联合PC1后加载周期。关节的刚度退化PC1 PC2更快比联合生物,这可能是由于钢筋锚系统的早期故障。

4所示。数值模型

除了测试观察,进行有限元分析,使进一步的理解行为评估连接。有限元模型P1, P2, P3开发的有限元分析软件。有限元模型建立了基于测试的实际情况,如边界条件和加载模式如图12(一个)。混凝土塑性损伤被认为是柱和梁的拉伸开裂和压碎可以在模型中展出。所有混凝土构件建模三维六面体的固体元素(C3D8R-type),和两节点线性三维桁架元素(T3D2-type)是用来模拟钢筋。钢框架是嵌入到整个模型,从而表现出没有明显的钢筋粘结滑移。u形槽和托臂之间的联系互动介绍定义组合效果。密集的网格可以提高精度,但会导致过度的计算量;因此,只有钢板和螺栓采用密集的网格。接头的有限元网格图所示12 (b)。轴向载荷应用于列设置为压力负荷,应用循环荷载与逆从上下位置。螺栓预紧力是应用于一步确保稳定的联系。

5。对比数值和实验结果

图13显示有限元模型的荷载位移曲线。可以看出,数值分析的磁滞曲线三关节P1, P2, P3略有不同的磁滞曲线测量实验。最大的区别是,磁滞曲线实验结果显示重要的挤压,而磁滞曲线的数值结果表明捏,这可以归因于完美酒吧债券行为的数值模型。在弹性阶段,数值反应三个关节的刚度大于实验反应。这可以解释为针的效果在实践中,不理想的范围。到达峰值负载后,关节的实验曲线PC1 PC2突然下降,因为钢筋的连接失败和重大混凝土压碎,而数值曲线就开始逐步下降由于塑料混凝土材料的损伤。但联合P3的数值反应类似于实验反应,超过峰值负载后仍保持稳定,显示了更好的能量耗散能力。

骨架曲线的比较如图14。可以看出,数值模型显示明显的屈服阶段的荷载位移包络线是否连接位置伴随着塑性铰区。这是由于钢筋合并作为一个整体钢框架,然后嵌入到混凝土,因此表现出完美的债券性质。结果,三种有限元模型不失败由于突然断开连接锚系统,和他们保持完美的纵向钢筋屈服后的延性能力。

6。连接位置效应

连接位置的主要变量有显著影响的行为软化梁,柱关节。在实验工作,连接位置设计为450毫米,600毫米,750毫米远离列边缘。实验结果可以确定有限元模型的可靠性基于数值分析结果与实验结果基本上一致。为了进一步了解连接位置对结构行为的影响,有限元模型P4和P5补充和参数设置类似于关节P1, P2, P3。P4的连接位置和P5设计为900毫米和1050毫米距离列边缘,分别。数据15和16显示有限元模型的滞回曲线和骨架曲线。关节的连接位置P1和P2在塑性铰区域,而对于关节P3, P4, P5,连接位置搬迁到750毫米的距离,900毫米和1050毫米的列的边缘,因此不与塑性铰区。关节的非弹性变形主要发生在塑性铰区域,所以关节的变形在连接区域P1和P2比其他地区的大,导致早期的连接失败。到达峰值负载后,P1和P2的承载力逐渐降低。P1和P2的最大负载197.94 kN和190.71 kN,小于P3, P4和P5。P1和P2的磁滞曲线表现出显著的摁在循环荷载、酒吧,更重要的粘结滑移和混凝土破碎出现在关节P1和P2。至于关节P3, P4和P5,连接位置远离塑性铰区。他们表现出类似的循环反应,纺锤状滞后循环显示,关节P3, P4, P5具有良好的耗能能力。与塑性铰区,远离的连接接头的峰值负载P3, P4,和P5 231.06 kN, 251.95 kN,分别和277.42 kN。发生这种情况是因为固有的连接位置不符合塑性铰区和关节的连接位置P4和P5也不是中跨的光束。 As a result, the bearing capacity of joints P4 and P5 is slightly larger than that of P3.

7所示。结论

在本文中,一种新型的混凝土软化梁柱连接,提出了可为联合提供完整性和帮助实现strong-column weak-beam和strong-joint弱成员破坏机理。准静态测试的影响进行了分析连接位置结构反应和力学性能。根据测试结果,进行了有限元分析,进一步理解行为的评估连接。获得的主要结论如下。

比较三个标本在测试的失效模式,损失主要集中在连接区域。这意味着连接整个结构体系中最薄弱的部分。因为连接构造远离柱连接的梁,柱的塑性铰是搬迁边梁跨度,它能有效地保护你的关节核心区域。在整个加载过程中,几乎没有裂缝的共同核心区域和列,所以strong-joint weak-component和strong-column weak-beam原则可以实现。新混凝土界面开裂后,高强度螺栓和strut-to-tie模型被用来作为力转移机制。螺栓在整个加载过程中表现很好,提供了良好的摩擦和紧力量关节断开后的纵向钢筋PC1 PC2。

三个试样的积极承载力大于消极的承载力可以归因于加强方法(两个钢板两边的u型槽)。承载能力和耗能能力,生物有更多的优点比PC1 PC2。事实上,预制接头的塑性铰形成的距离大约1.0 - -1.3倍的高度梁离柱边。因此,塑性铰区PC1 PC2搬迁到连接区域,最弱的光束的一部分。然而,生物的塑性铰区是定位在该地区远离连接部分。因此,塑性铰转动PC1和PC2大于生物,导致的过度变形梁和大强度降低。

从对比有限元分析结果和实验结果,发现计算结果能与实验结果一致,但是小的区别可观测到的标本P1和P2,这可以解释为钢筋粘结滑移的影响梁的底部。这意味着总体可以验证数值模型的可靠性。

为了进一步研究结构上的连接位置的影响行为,FE模型P4和P5补充基于实验的反应之间的比较结果和数值分析。发现的循环反应P3, P4,和P5相似,但承载力P4和P5大。这可以归因于连接位置的影响,这既不符合塑性铰区也正值中跨的部分。

梁柱的连接构造结时,关节不仅会受到大量的内力也有困难,施工技术由于严重拥挤的强化联合的核心区域。然而,搬迁到梁跨度的连接可以实现最少的部队和处理担心施工质量。此外,连接迁移可以帮助抑制斜裂缝的联合,实现梁铰机制。主要的非弹性变形出现在连接区和塑性铰区,这样strong-joint weak-component和strong-column weak-beam机制可以实现。

数据可用性

使用的数据来支持这个研究的发现都包含在这篇文章。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突有关论文的出版。

确认

作者感谢提供的金融支持中国的国家自然科学基金(51578159号,51678158,51878181,51608128),该项目福建省大学新世纪优秀人才(2016号83016017),福建省高校的合作项目(没有。2016 h6011)、福建省自然科学基金(没有。2018 j01773),福建省高校的主要合作项目(没有。2017 h0016)。

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