新型装配式结构柱拼装节点力学性能试验研究

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为适应我国高层建筑产业工业化发展的需求,在钢筋混凝土柱-钢梁(Reinforced concrete column-steel beam, RCS)混合框架结构这一新型结构形式基础上,提出一种在柱中反弯点附近拼装的RC柱-柱拼装节点。该拼装节点由下柱的杯口定位,通过榫柱连接,焊接纵筋,后浇拼装段,以实现结构沿竖向拼装。该拼装节点拼装效率高、性能可靠。本文完成了7个足尺拼装柱轴压性能试验和1个偏压性能试验,重点开展了以下四方面研究工作:(1)拼装柱后浇前轴压及偏压性能试验;(2)后浇段不同养护时间下,拼装柱轴压性能试验,重点研究拼装柱在不同阶段的施工性能;(3)分析了拼装柱轴压性能的抵抗机理,推导了拼装柱的轴压承载力计算公式;(4)提出了相关设计和施工建议。试验研究表明:拼装柱后浇前,轴心抗压承载力为2564kN,为整浇RC柱承载力的46.2%;RC柱拼装节点轴心抗压承载力略低于整浇柱,并随后浇段养护时间的增加而增加;与整浇柱的整体压溃不同,RC柱拼装节点的破坏形态为上部榫柱“挤入”下部后浇部分,导致下部后浇部分向外膨胀,并最终发生劈裂破坏,破坏过程有明显预兆,表现出较好的延性。完成了6个足尺拼装柱抗剪及抗弯性能试验,重点研究了拼装段配箍构造对拼装柱抗剪性能的影响和拼装构造对试件抗弯性能的影响。抗剪性能试验结果表明,RC柱拼装节点抗剪强度随拼装段箍筋数量的增加而提高,拼装段设置2道复合箍即可保证试件抗剪强度高于整浇柱。抗弯性能试验结果表明,拼装试件屈服承载力比整浇试件提高5.3%,且拼装试件弯曲刚度与整浇试件基本相同,可满足使用要求。
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