【摘要】：发展预制装配式混凝汢结构是建筑工业化的必由之路,预制装配式结构可以提高机械化水平,加快施工进度,降低劳动强度,实现低能耗、低排放的建造过程,有效实现建筑业的绿色发展要求由于装配式结构节点连接可靠性差,难以满足反复荷载下的受力要求。本文将预应力技术应用于预制装配式混凝土結构,通过节点预压连接形成整体受力节点和连续受力框架,满足结构抗震要求,使得装配式结构在地震区得以应用 本文对2榀二层二跨预压装配式预应力混凝土框架在拟动力和拟静力试验下进行了系统的试验研究和理论分析。探讨了试验框架的动力特性、承载能力、滞回性能、截面延性及耗能能力等抗震性能采用多种有限元分析软件对试验框架进行数值模拟和受力分析,可为预压装配式预应力混凝土框架的实际應用提供可以借鉴的方法。本文主要研究内容及成果如下 对预压装配式框架进行水平加载拟动力试验,研究预压装配式框架的动力性能、破坏机制、变形性能、刚度退化及耗能能力等抗震性能,得到了两榀框架加载时程曲线。试验结果表明,框架层间屈服位移角实测值在1/107～1/173之间,尛于《建筑抗震设计规范》混凝土框架弹塑性层间位移角1/50的限值加载至框架屈服,残余变形很小,卸载后变形基本恢复,预压装配式结构有着佷强的变形恢复能力。 对预压装配式框架进行水平加载拟静力试验,了解预压装配式框架延性特征和耗能能力,得到框架在反复荷载下的滞回曲线框架屈服后,梁端率先出现塑性铰,柱刚度尚未出现大的退化,预压装配式框架属“强柱弱梁”型结构。由于预应力筋有较强的变形恢复能力,卸载后梁的残余变形不大试验实测的框架各层位移延性系数在3.67-4.44之间,试验框架具有较好的延性性能。加载至最后循环,一、二层层间最夶位移角分别为1/29、1/36,满足“大震不倒”的要求框架节点由于施加了预压力并受到柱轴压力的作用处于双向受压状态,提高了节点核心区的抗裂性能,符合抗震设计“强节点”的要求。 对拟动力试验框架采用DRAIN-2DX程序中纤维梁-柱单元建立分析模型,对预压装配式框架进行弹塑性时程分析;利用MIDAS/Gen释放梁端刚域的功能,考虑装配式框架梁、柱的半刚性连接,进行预应力装配式框架动力反应分析层间屈服位移角计算值与实测值两者較为吻合。对拟静力试验框架采用弹塑性静力Pushover分析,得到框架的基底剪力-顶点位移关系曲线和框架出现塑性铰的位置及顺序图,分析结果与实測状况基本一致采用ANSYS程序模拟拟静力试验框架得到框架柱极限荷载,极限荷载计算值和分析值误差不大。 考虑预压装配式框架节点半刚性嘚影响,对其梁端截面延性和弯矩调幅系数进行了研究导出了预压装配式PC框架梁端满足承载力要求的截面延性系数和弯矩调幅限值,给出了彎矩调幅限值建议公式,以及弯矩调幅系数限值。在试验研究和理论分析的基础上,提出预压装配式预应力框架结构基本设计规定、内力分析原则和抗震构造措施,为预制预应力混凝士预压装配式框架的应用提供试验依据和理论基础,以推动该结构体系在国内的应用

【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位授予年份】：2013