单齿柱和企口梁连接装配式框架抗震性能研究

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建筑工业化是我国建筑行业的发展方向,电力建设系统也逐步采用新技术、新工艺,顺应建筑业未来的发展。但目前该领域装配式结构体系的应用较少,对电力行业预制装配式框架结构体系的抗震性能进行深入的理论和试验研究尤为重要。在主控楼中采用装配式技术,能有效减少建设工期,节省材料的同时保护环境,具有明显的经济效益。因此,以某换流站主控楼主体结构为研究对象,对其进行装配式技术的研究,具有很大的工程应用价值。本文对单齿柱和企口梁连接的装配式框架结构进行了振动台试验研究和有限元分析,研究了其在不同地震烈度下的抗震性能。主要研究内容如下:
  1、对单齿柱节点模型进行拟静力试验,观察试验现象,了解试验模型的破坏机理以及节点的连接性能,得到了节点的滞回曲线、骨架曲线及承载力等试验结果,探讨了单齿柱节点模型的抗震性能,为装配式框架结构节点设计提供依据。
  2、根据主控楼原型结构的设计参数及荷载信息,以及单齿柱连接节点和企口梁连接节点的受力特性和设计依据,综合实验室现有条件,确定模型相似关系,完成单齿柱和企口梁连接装配式框架试验模型的1/3缩尺设计和试验方案设计。
  3、对单齿柱和企口梁连接装配式框架结构进行了地震模拟振动台试验,通过预先布置在结构各层的加速度及位移传感器,记录了试验模型在三种地震波,41个工况下的加速度响应和位移响应。在每级三种地震波的加载前后,分别对试验模型进行了白噪声扫频,观察模型结构的裂缝发展情况并进行记录,了解此类装配式框架结构在地震作用下的破坏机理。通过模态分析,研究此试验模型的频率变化及刚度变化等动力特性。根据试验测得模型结构在不同工况下的加速度响应及位移响应,并与现行规范限值比较,研究此类装配式结构的抗震性能。
  4、采用ANSYS有限元软件建立单齿柱节点模型和企口梁节点模型,并与同参数现浇模型分析结果进行对比,对单齿柱节点模型进行不同轴压比的参数分析,研究两类装配式节点的连接性能和抗震性能。在SAP2000中建立单齿柱和企口梁连接装配式框架结构的整体模型,进行非线性动力时程分析,与试验实测结果进行对比。其中,两类装配式节点根据ANSYS分析结果进行了刚度等效。
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