预制预应力混凝土梁柱节点研究进展.pdf

第41卷第1期
建筑技术开发
Vol41.No. 1
014年1月
Budilding Technique Development
专题开发综述
预制预应力混凝土梁椎节点研究进展
何一凡'李晨光2邓思华1
(1.北京建筑大学,北京100044;2.北京市建筑工程研究院有限责任公司,北京100039)
[摘要」预制预应力混凝土梁柱节点由预制梁、预制柱和预应力筋组成,通过张拉预应力筋使梁柱形成共同工作的整
体。已有研究表明:装配式预应力混凝土框架节点在低周反复荷载作用下,裂缝主要出现在梁柱连接界面处,
破坏形式为梁端受压区混凝土压碎,受拉区普通钢筋或预应力钢筋屈服,节点核心区及构件本身破坏轻微,普
遍表现出变形能力强,位移延性好,耗能能力差,残余变形小,恢复性能好的特点。
关键词]预制;预应力;框架节点;抗震性能进展
[中图分类号]TU378.2~3
文献标志码]A
[文章编号」1001-523X(2014)01-0067-06
RESEARCH PROGRESS OF PRECAST PRESTRESSED
BEAM-COLUMN CONNECTIONS
He Yi-fan Li Cheng-guang Deng Si-hua
Abstract Precast prestressed beam-column connections are consist of precast beam,precast column and bars, the synergistic
effect is guaranteed by tensioning bars. Current research have demonstrated that under cyclic loading, crackings
first occured around the interface of beam to column, concrete was crushed and reinforcement/bars yeled. Test re
ulls indicate that inelastic deformation concentrates near the beam-column connections. while damage of the
col
nd joint is relative minor, and show less lod
nd
poor energy
sability
with the common concrete structure
Keywords] precast; prestressed; beam-column connection; progress
在预应力混凝土框架结构中,张拉预应力筋在
装配式混凝土结构由预制混凝土构件或部件装
混凝土截面产生的内应力,可以部分或全部抵消使配、连接而成。具有产品质量好、生产效率高的优
用荷载下的截面应力,延缓裂缝的出现并降低较高
荷载水平下结构的挠度,结构卸载时,裂缝可以部分
裝配式预应力混凝土框架结构,是通过张拉预
或完全闭合,结构的弹性恢复性能好。同时,预应力应力筋,将预制构件拼装在一起共同工作而形成的
混凝土结构可以充分利用预应力筋和混凝土的材料框架结构,兼有预应力混凝土框架结构和装配式结
强度,减轻结构自重。
构的特点。梁柱节点抗震性能的研究,是装配式预
应力混凝土框架结构抗震性能研究的重点。
课题名称:北京市科研成果在城市管理中的应用与转化课题
目前国内外研究的装配式预应力梁柱节点,根
装配式大开间框架ー剪力墙结构及关键技术开据预制构件间连接的设计原则不同,可以分为强连
发”课题编号:Z1211000061200
接( Strong connections)和延性连接( Ductile connec
北京市科研成果在城市管理中的应用与转化课题
强连接的节点抗弯能力比预制构件强,节
新型高效大直径钢筋套筒灌浆连接节点产品开发
及应用”课题编号:Z1211000612010
点破坏时塑性变形出现在预制构件上(即预先设定
收稿日期:2013-10-15
的塑性铰处)。采用强连接的装配式预应力梁柱节
作者简介:何一凡(19-),男,在读硕士,研究方向:装配式结构。点,符合现行抗震设计的“强节点”要求,也被称为
第]期
何一凡,等:预制预应力混凝土梁柱节点研究进展
第41卷
“等效现浇”连接。延性连接的节点抗弯能力比预梁中的位置越接近梁高度一半处,节点的整体性越
制构件弱,节点破坏时塑性变形通常发生在延性连好,恢复能力越强。在试验中还发现,在试验后期
接处,而梁柱构件本身不会破坏,变形在弹性范围由于后张预应力筋的塑性发展,节点刚度明显降低
内,结构恢复性能好,震后只需对连接部位进行修复
第三阶段的试验应用了 Priestley和Tao7提出
就可以继续使用,具有较好的经济性能。采用延性的装配式部分粘结后张预应力梁柱节点,试验结果
连接的装配式预应力梁柱节点,符合逐渐趋于主流表明,这种连接方式的节点刚度大,相比现浇结构能
的“基于性能”的抗震设计思想。
够承受更大的层间侧移,承载力大,耗能能力比前阶
本文旨在对国内外研究的装配式预应力混凝土段有所提高。
梁柱节点构造形式进行总结,对比不同构造形式的
第四阶段叫中对“混合”连接节点进行了试验研
节点的抗震性能,对装配式预应力混凝土框架结构究,该节点构造如图1。“混合”连接节点中包含预应
的进一步研究进行展望
力筋和非预应力钢筋,此阶段的基本思想,是由非预
1混合连接节点研究
应力普通钢筋屈曲耗能,通过后张预应力筋在梁柱
上世纪九十年代,为了开发能够在抗震区应用界面形成摩擦抗剪所需的压力。试验变量为非预应
的装配式混凝土结构,有两大组织对装配式预应力力筋的数量和类型。试验表明:混合连接节点在试
混凝土结构开展了一系列的试验研究。一个是由美验中基本没有强度衰减,恢复性能好,几乎没有残余
国国家标准与科学技术协会(NIST)、华盛顿大学和变形,侧移能力强,耗能能力比前阶段的装配式后张
Charles Pankow Builders公司组成的研究团队;另ー预应力框架节点强"0-。
个是由美国国家科学基金(NSF)、预制预应力混凝
土协会(PCI)和加州预制预应力混凝土制造协会
( PCMAC)资助的预制抗震结构体系( PRESSS)研究
团队。这两个组织在一系列试验和理论研究的基础
上提出了“混合连接”节点形式,预制梁柱通过普通
钢筋和无粘结预应力筋连接,形成共同工作的整
体。采用混合连接的节点,承载能力与现浇结构相
近,变形能力比现浇结构强,耗能能力差,残余变形
小,恢复能力强。
PHMRFS体系的节点研究
1987年,美国国家标准与科学技术协会(NIS
图1混合连接节点构造示意
与华盛顿大学和 Charles Pankow Builders公司合作开
波纹套管;2-普通钢筋;3-后张无粘结筋;4-柱纵向钢筋;5~普通
展了一项装配式结构抗震研究项目,开发了一种预
钢筋粘结长度;6-纤维混凝土
制混合抗弯框架结构体系 PHMRFS(Precast Hybric
Moment Resistant Frame System)。此项目