近年来 ,装配式结构以低污染、高施工效率等一系列优点再次逐步活跃于建筑领域 ,然而,在装配 式结构 的设计 中对于装配式节点 的处理 ,目前 主要 集 中于视为 刚接 和处理 为铰接两 种不 同的极端方式 。但 显然 无论是上面哪种方式都无法体现出装配式结构自身的特点一节点半刚性特性。本文在借鉴钢结构节点半刚性研 究的基 础上 ,对有粘结和无 粘结 两种 预应力拼接 的装配式节点 的半 刚性进行研 究 ,推 导相应的节点 相对转动 刚度 的表达式,同时本文引入刚性系数 k来描述预压装配式混凝土节点的半刚性特性。在考虑节点半刚性的基础上本 文对 D值法进行了相关修正。 【关键词】 半刚性;有粘结;无粘结 【中图分类号】 TU375 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2015)11—0074—03 在实际混凝土结构设计 问题 中,理 想刚接 和铰接 都基本是不存在 的,大多数 节点都 是半 刚性 的。但在 实 际时 ,为 了计算 方便 ,我们 通常将 他们 处理 为 刚接 或铰接 ,却很少有将节点作半 刚性节点处理 的。 半刚性 节点 研究 最 早发 展 于钢 结 构设 计 。1990 年 Bjorhovde_】等人提 出了一 种简单 的节 点分类 方法 , 考虑节点 的初始刚度 和极限弯矩 承载能力 ,将节 点分 为 :刚接 、半刚接和铰接三种连接形 式。如 图 1所示 。 10.8O.60I4O.20 图 1 Hiorhovde节点分类 在装配式混凝土结构 的设 计 中 ,很 少有 人提 出半 刚性节点 的概念 ,更 多 情况 下 直 接 处 理 为 刚接 或 铰 接 。也很少有 人进 行装 配式 混凝 土节 点 半 刚性 相 关 的研究 。Haluk 等人提 出采用 嵌 固系数 P来 反应 节 点 半刚性 影 响 ,同时 他们通 过试 验指 出 :当结构 的嵌 固系数大 于 0.8时 ,装 配式结 构 的抗 震能 力与现 浇结 构没有很大差别 。但嵌 固系数 P中未体现出动态作用 的影 响 ,不能直接运用 于抗震设 计 ,为此 ,同济大 学 的 赵斌 等人做 了地震方 面 的研究 ,提 出节 点相对 刚度 比的概 念 ,采 用端部 带转 动 弹簧 的梁单元 力学模 型 ; Alessandro 提 出两种简化的计算 模型 :集 中弯曲弹簧 模 型和多触 点弹 簧模 型来 模拟 梁 的半 刚性 特性 。屈 克达 等人在考 虑节 点半 刚性 的基础 上推 导 出这种 半刚性单 元相应 的刚度阵 ,同时推导 出了任 意荷载作 用下这种半 刚性梁 内力 的计 算式 。屈达 克等 人 明 确给 出了预 压装配 式 结构 考虑 节点半 刚 性 的框架 结 构 的内力计算公式 。 1 预压装配式混凝土结构节点半 刚性研究 1.1 有粘结预应力拼接节点相对转动刚度 K的计算 在梁端作用弯矩 时 ,梁柱节点之 间相 对转角为 0 ,节点连接 的转动刚度可 以定义为 : K : (11) 0 式 中,K为节点 的相 对转 动刚度 ;0 为节 点相 对 转角 。装配式结构节点的半 刚性受很 多 因素 的影 响 ,不 同的连接方式 对节 点半 刚性 理论 公式 的推导 有很 大 影响 ,本文取预应力拼接 节点来进 行研 究。为 了简化 计算 ,做如下假定 :①材 料模 型。混 凝土 、钢 筋 的本 构 关系参照《混凝土结构设计规范》…;②平截面假定。 中和轴处 的挠度为 ,则有截 面转角 为 ,截面各处 的位移 ll,=yW ,则 由几何 方程有截 面各处应变 为 : = =,, (2) OX 截面在 弯矩作用下 ,应变可表示为 =占棚+,, (3) 对于计 算公式 的推导分 为两部分 : (1) 求 出施加预应力后混凝土初始应变 占 、钢 筋的应变 ;施 加预应 力后 ,由截面 的平衡方程有 :
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